エンコーダ用スケール

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位置検出センサー技術を支えるエンコーダ用スケール

メルテック製スケールはモーションコントロール技術に不可欠な部品として、産業用ロボットや位置決めサーボ、生産工場の自動化、自動車産業などの多くの分野で採用されています。

 

スケールの役割と重要性

「エンコーダ用スケール」は高精度の位置検出センサー「エンコーダ」に組み込まれる部品です。
垂直・水平方向の直線軸の位置制御には「リニアスケール」、回転方向の制御には「ディスク(コードホイール)」が使われます。
光学式スケールには目盛りであるスリットが刻まれています。光源と受光素子を組合わせ、光(LED等)がスリット部を透過/遮断または反射/非反射することで電気信号に変換します。

近年、高分解度エンコーダユニットの需要増加に伴い、高精度スケールの必要性も高まっています。

リニアスケール

直線移動の計測・検出に使用。位置決め等に使用される。

リニアスケール
ディスク(コードホイール)

回転移動の計測・検出に使用。モーターと組み合わせたり、省スペースの際には反射式を用いる。

エンコーダイラスト

光学式エンコーダ用スケールを分かりやすく解説

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ユーザー仕様のカスタムスケールを製作

スケールには規格品を使う場合と、新たにカスタム品を作製する場合があります。
メルテックはお客様のご要望に応じたカスタムスケールを製造しています。

カスタムスケールが必要な理由

独自の設計目的に基づいて装置やモーターを開発する場合、
規格品とは寸法やパターン等が異なるため、新たにカスタマイズしたスケールを作る必要があります。

カスタムスケールで出来ること

-用途に応じて材質や仕様を決められます。
-限られたスペースにスケールを組み込めます。
-ハブのサイズや取付方法に合わせたスケールを作れます。
-試作1点から量産まで対応できます。

スケール設計のポイント

-使用環境(耐熱・耐湿など)に応じて材質(金属やフィルム)を選定。
-コストに応じて材質や加工仕様を決定。
-反射率に応じて材質や加工仕様を決定。
-用途に応じてリニアスケールの長さや幅を設定。
⁻用途に応じてディスクの内径や外形を設定。
-エンコーダ精度に合わせて、スリットの分解能(LPIやCPR)や公差を決定。
-インクメンタル又はアブソリュートエンコーダに対応するスリットパターンを設計。

エンコーダ用スケールの製作ならメルテックにご相談下さい!

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製品特徴

  • 材質:金属・PETフィルム・樹脂・その他
  • 対応エンコーダ:インクリメンタル形/アブソリュート形
  • 形状:ディスクタイプ/リニアタイプ
  • 様式:透過型/反射型
  • 複合加工:補強板・両面テープ・ハブ等のアッセンブリー

エンコーダ用スケールの紹介

各種仕様をクリックすると、すぐに詳細をご確認頂けます。

  1. PETフィルム仕様(透過型/反射型):フィルムシートをプレス加工
  2. PETフィルム仕様長尺リニアスケール(透過型反射型):フィルムシートをプレス加工
  3. メタル仕様(透過型):ステンレス等をエッチング加工
  4. ハイブリッド仕様(透過型反射型):ニッケルクラッド材を高精度エッチング加工
  5. <特許取得>ミラーブラック®仕様(反射型のみ):金属のエッチング加工+低反射黒処理
  6. ポリカーボネート仕様(反射型):ポリカーボネート材をプレス加工

1.PETフィルム仕様(透過型/反射型)

PETフィルムのシート材に微細パターンを形成し、プレス加工。低コストで大量生産が可能です。

技術特徴 PETフィルム仕様(透過型/反射型)

  • 最小スリット幅0.025mmの高精度品が可能
  • 最小スリット公差±0.003mm、最小ピッチ公差±0.002mm(透過型)
    (長尺スケールの精度は別途お問合せ下さい。)
  • ディスク(透過型):同軸度φ0.04mm、内径精度±0.01mm
  • ディスク(反射型):同軸度φ0.04mm、内径精度±0.025mm
  • 温度係数1℃変化での寸法変化 約0.02/M
  • 湿度係数1%変化での寸法変化 約0.0015/M
  • 反射型:アルミ反射仕様、反射率:高反射60%以上/低反射10%以下

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2. PETフィルム仕様長尺リニアスケール(透過型/反射型)

全長3mクラス(最小スリット幅は0.04mm*)の長尺リニアスケールを製造します。
※スリット幅が0.04mm未満の場合はご相談下さい。

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3.メタル仕様(透過型)

ステンレス(SUS)材をフォトエッチング加工で製造したエンコーダ用スケールです。 高解像度向きではありませんが、比較的安価に生産できます。

技術特徴:メタル仕様(透過型)

  • SUS304平坦材を使用、フォトエッチング加工
  • 最小スリット幅0.08mm(0.08mm未満の場合はご相談下さい。)
  • 最小スリット幅の目安は板厚×150%
  • 最小ピッチ公差±0.003mm
  •  ディスク:同軸度0.02mm以上、内径精度±0.015mm(t=0.1mm以下)

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4.ハイブリッド仕様 高精度メタル(透過型/反射型)

産業用エンコーダ向けに開発したニッケルクラッド材(Ni‐Cu‐Ni 特許取得材料)をエッチング加工。従来のエッチング加工では不可能だった寸法と精度を実現しました。

透過型ハイブリッドエッチング

断面図

寸法精度表 単位:mm

スリット最小寸法Dの基準は板厚×75%
t=0.15
及び0.2の場合は板厚×120%

反射型ハイブリッドエッチング

断面図

寸法精度表 単位:mm

技術特徴:ハイブリッド仕様 高精度メタル(透過型/反射型)

  • 独自のハイブリッド材にて高精度・高精密なエッチング加工が可能
  • 従来のエッチング工法と比べ、スリット形状がシャープでパターンの再現性が高いため、
    アブソリュートタイプに適している。
  • 内径の加工精度が高く(±0.008mm)、同軸を出しやすい
  • 透過型:最小スリット幅0.04mm(t₌0.04mmの場合)
  • 反射型:最小スリット幅0.04mm(t₌0.07mm及び0.1mm)
  • 透過型・反射型:最小スリット公差±0.008mm
  • 透過型:最小ピッチ公差±0.005mm、反射型:最小ピッチ公差±0.003mm
  • ディスク(透過型/反射型):同軸度φ0.01mm、内径精度±0.008mm
  • 反射型:反射/非反射のコントラストが高い
  • 反射型:フィルム製品と比較して特に湿度の影響を受けにくい
  • 反射率:高反射60%以上、低反射10%以下
  • 最大600mmクラスのリニアスケールにも対応

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5. <特許取得>ミラーブラック®仕様 (反射型)

独自開発で特許・商標を取得した<ミラーブラック®>はSUS鏡面材を高精度エッチング+低反射黒処理を施した反射型エンコーダ用スケールです。

金属スケールにおいて最も高精度・高分解能で優れた明暗比とSN比を実現しました

技術特徴:<特許取得>ミラーブラック®仕様(反射型)

  • 金属製スケールにおいて、トップクラスの高分解能と優れた明暗比・SN比を実現
  • 明暗比65%以上を実現
  • SUS鏡面仕上げで高反射を、メルテック独自の艶消し黒処理で低反射率を実現
  • フラット構造で良好なSN比:反射部と非反射部の凹凸差を極限まで小さくし、ノイズのない信号が得られます。
  • 最小スリット幅0.035mm
  • 最小スリット公差±0.003mm、最小ピッチ公差±0.001mm
  • ディスク:同軸度φ0.02mm、内径精度±0.015mm

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6.ポリカーボネート仕様 (反射型)

ポリカーボネート基材に薄膜エッチング加工。ガラス製同等のスペックを低コストで提供します。

ポリカーボネート仕様 (反射型)

  • ガラス製同等のスペックを低コストで提供
  • 耐衝撃性に優れ割れにくい
  • 高精細・高精度を実現
  • 高耐熱性(耐熱温度120℃)
  • 反射型=明暗比70%以上を実現
  • アルミ製の無透過スリットを形成

透過型については営業へお問合せください。

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エンコーダ用スケール:仕様別 精度と特性一覧表

仕様別 精度一覧
(単位:mm)

仕様名 材質 最小スリット幅 最小スリット公差 ピッチ公差 内径精度 同軸度
フィルム
(透過型)
PET 0.025±0.003 ±0.002※±0.01 φ0.04
フィルム
(反射型)
PET 0.025±0.002 ±0.003※±0.025 φ0.04
メタル
(透過型)
SUS等 0.08 (t=0.05の場合) ±0.015 ±0.003 ±0.015(t=0.1以下) φ0.02
ハイブリット
(透過型)
Ni-Cu-Ni 0.04 (t=0.04の場合) ±0.008 ±0.005 ±0.008 φ0.02
ハイブリット
(反射型)
Ni-Cu-Ni 0.04±0.008 ±0.005 ±0.008 φ0.02
ミラーブラック®
(反射型)
SUS反射材 0.035±0.003 ±0.001 ±0.015 φ0.02
ポリカーボネート (反射型) アルミ蒸着+ポリカ 0.01±0.003 ±0.002 別途お問い合わせください

※長尺スケールについては別途お問い合わせください。

仕様別 特性一覧

仕様名 材質別特性
フィルム
(透過型/反射型)
温度係数1°C変化での寸法変化(約0.02/M)
湿度係数1%変化での寸法変化(約0.015/M)
反射型:アルミ反射仕様 高反射60%以上、低反射10%以下
メタル
(透過型)
耐食性・耐久性良好
ハイブリット
(透過型/反射型)
高精度・高分解能
反射型:高反射60%以上、低反射10%以下
ミラーブラック®
(反射型)
高精度・高分解能、明暗比・SN比良好
高反射60%以上、低反射10%以下
ポリカーボネート
(反射型)
耐熱性120°C、明暗比70%以上
高反射78%以上、低反射10%以下

組立品事例

ハブとの組立品

エンコーダディスクユニット

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