光電位移傳感器是一種基于光電效應(yīng)原理的高精度測(cè)量設(shè)備，通過光學(xué)或激光技術(shù)檢測(cè)物體的微小位移變化，具有高靈敏度、快速響應(yīng)和微型化結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)某高新技術(shù)企業(yè)，在擁有完全獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)上專注于位移傳感器（旋轉(zhuǎn)、直線），尤其是微型光電位移傳感器與伺服控制系統(tǒng)的研發(fā)和制造，已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

近年來，該單位運(yùn)用其精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的高精度化和微型化為客戶提供更加完善的技術(shù)組合，成功將其核心技術(shù)轉(zhuǎn)換成為多項(xiàng)航空航天、軍民產(chǎn)品，如航空的光電吊艙與舵機(jī)、航天的陀螺儀狀態(tài)傳感器、醫(yī)用加速器的多葉準(zhǔn)直器（MLC）和胰島素泵、輔助機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)單元等。

特殊客戶苛刻良率要求
反推粗糙度量化管控

近期，該單位對(duì)應(yīng)某航天航空客戶的訂單，客戶對(duì)產(chǎn)品的精度及信號(hào)傳輸穩(wěn)定性提出了全新的要求。在對(duì)產(chǎn)品工藝進(jìn)行分析后，他們發(fā)現(xiàn)，自家絕對(duì)位移傳感器模組的編碼盤，其粗糙度及碼道的刻蝕深度和寬度，會(huì)對(duì)性能帶來關(guān)鍵性影響。對(duì)相關(guān)零件的粗糙度及刻蝕寬度進(jìn)行量化性管理，已是勢(shì)在必行。

該單位明確了需要量化數(shù)據(jù)這個(gè)需求后，調(diào)研了國(guó)內(nèi)外共四家品牌的白光干涉儀。在經(jīng)過大量數(shù)據(jù)驗(yàn)證及測(cè)試后，該單位選擇了兩家精度唯一能滿足要求的品牌進(jìn)行對(duì)比，并最終采購(gòu)優(yōu)可測(cè)白光干涉儀。

精準(zhǔn)粗糙度量化
零件疲勞壽命提升50%

該單位的研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過設(shè)備進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)，編碼盤的粗糙度將會(huì)影響產(chǎn)品以下性能：

1、測(cè)量精度：編碼盤表面粗糙度會(huì)影響光電傳感器或機(jī)械觸頭與編碼盤之間的信號(hào)采集。例如，在高精度的角度測(cè)量系統(tǒng)中，通常編碼盤的表面粗糙度要到納米級(jí)，粗糙的編碼盤表面可能使測(cè)量誤差增大，無法滿足系統(tǒng)的精度要求。

編碼器研磨面測(cè)試樣例

在前期的測(cè)試中，該單位采用了表面粗糙度分別為100nm、30nm、10nm三個(gè)等級(jí)不同的編碼盤，去驗(yàn)證產(chǎn)品的信號(hào)穩(wěn)定性，在編碼盤粗糙度在10nm左右時(shí)，良品率就完全滿足客戶要求。

2、使用壽命：粗糙的表面會(huì)增加與其他部件（如讀數(shù)頭）之間的摩擦。長(zhǎng)期使用后，會(huì)導(dǎo)致部件磨損加劇，這不僅影響編碼盤的性能，還會(huì)縮短其使用壽命。此外，磨損產(chǎn)生的碎屑可能會(huì)進(jìn)入編碼器內(nèi)部，影響其他部件正常工作。

編碼器碼道激光刻蝕微結(jié)構(gòu)

該單位經(jīng)大量測(cè)試發(fā)現(xiàn)，表面粗糙度 Sa為10nm 的編碼盤，振動(dòng)幅值比 Sa為100nm 的高 30%，疲勞壽命提升約 50%。

通過對(duì)粗糙度的量化管控，量化碼道刻蝕過程中的寬度及深度相關(guān)的數(shù)據(jù)管控，這家單位最終成功解決了產(chǎn)品工藝特性，并大幅提升相關(guān)型號(hào)產(chǎn)品的關(guān)鍵指標(biāo)，順利完成了核心客戶訂單。