С момента изобретения первых средств измерения перемещений органов станков наука и технология шагнули далеко вперед. По-прежнему одним из самых распространенных измерителей являются оптические линейки. Достоинств у них масса: это и превосходная точность измерений, и долговечность, и хорошая помехозащищенность. Но… Как всегда есть некоторые но.
Одним из недостатков оптических линеек является то, что использование в качестве измерителя стеклянной полоски с нанесенной на ней рисками делает саму конструкцию линейки достаточно уязвимой. Стекло, как всем нам известно, является очень хрупким материалом. И для обеспечения целостности стекла внутри линейки и отсутствия искривления геометрии требуется использовать жесткий металлический (дюралюминиевый) профиль, внутрь которого и помещается сама стеклянная шкала.
Такая конструкция имеет ограничения по длине, так как увеличение длины линейки увеличивает и ее массу, что негативно отражается на жесткости конструкции. Поэтому максимальная длина оптической линейки, как правило, ограничивается длиной 3 метра. Использование больших длин крайне нецелесообразно. Во-первых, оптическая линейка итак является продуктом весьма недешевым, а при заказе длины больше стандартного типоразмера стоимость такой оптической линейки становится просто астрономической. Но даже если вы и пошли на приобретение такой оптической линейки, то это не все трудности, с которыми вам придется столкнуться. Во-вторых, следующей задачей будет – как доставить такой хрупкий продукт в целостности и невредимости к вам на предприятие? Как следствие – значительное увеличение стоимости транспортировки.
В-третьих, доставка такой линейки целой и невредимой – это еще не все. Почему? Потому, что ее установка весьма трудоемкий и недешевый процесс. Устанавливать такую линейку должны специалисты высшей категории, которые возьмут за работу немалые деньги. В стоимость установки будут заложены возможные риски в случае повреждения самой линейки. Плюс процесс «примерки» оптической линейки на ее установочное место – процесс длительный, кропотливый и, можно сказать, ювелирный. Поверхность, на которую будет устанавливаться линейка, должна быть идеально ровной и геометрически правильной. Неправильная установка может в одночасье вывести дорогостоящую вещь из строя.
Итого: использование оптических линеек больших длин на универсальных станках крайне нецелесообразно. Это и очень дорого, и трудоемко, и, с точки зрения долговечности, крайне сомнительно.
Но как же быть в такой ситуации? Неужели нет решения? Есть! и оно уже успешно применяется: это применение магнитных линеек.
Что же такое магнитная линейка? Как правило, это гибкая резиновая лента на металлической полосе, в которую интегрированы магниты. Магниты располагаются с определенным шагом. Обычно применяется шаг полюсов 5+5мм и 2+2мм. Магниты интегрированы в саму резиновую основу и визуально не видны. Для придания жесткости конструкции эластичный слой с магнитами в фабричных условиях наносится на ленту из нержавеющей стали и механически неотделим от нее. Сама лента обеспечивает гибкость магнитной ленты (ее легко можно скрутить в моток). Металлическая лента также не дает магнитной линейке растягиваться, обеспечивая неизменное расстояние между полюсами магнитов. С обратной стороны металлическая лента имеет клейкую основу, которая позволяет закреплять магнитную линейку на требуемую поверхность.
Вообще установка магнитной линейки процесс весьма простой, по сравнению с установкой оптической линейки. Магнитная лента просто приклеивается на геометрически ровную поверхность. Второй неотъемлемой частью магнитной линейки является считывающая головка, которая крепится при помощи кронштейна на движущейся части станка. Она-то и фиксирует при движении чередование магнитных полюсов на магнитной ленте и преобразует это в понятный для ЧПУ или УЦИ электрический сигнал. Обычно это стандартный сигнал ТТЛ уровня. Требования к поверхности не являются жесткими. Расстояние между головкой и магнитной лентой может колебаться 1+1 мм. И это никак не отражается на точности измерений. После установки магнитной ленты, поверх нее обычно наклеивается лента из нержавеющей стали, которая обеспечивает защиту самой магнитной ленты от механических повреждений.
Но в чем же все-таки достоинства магнитной линейки по сравнению с оптической? Первое, и самое значительное, – это ее длина. Длина магнитной линейки может быть самой различной. Предлагаемые нами магнитные линейки могут иметь длину до 32 метров!! Разве можно представить себе оптическую линейку такой длины? А с магнитной линейкой все просто: вы просто отрезаете (или указываете в заказе) необходимую вам длину.
Второе: для установки магнитной линейки не требуется идеальная геометрическая поверхность (база), как для оптических линеек. Это очень важно, так как универсальные станки изначально не имеют подготовленных, геометрически точных поверхностей для установки измерительной системы. Но как же поступать в случае, если поверхность, на которую будет устанавливаться линейка, ну совсем кривая? Производители наших линеек предусмотрели и этот момент. В таких случаях мы применяем так называемые направляющие (Pad Strips), которые крепятся к станине станка через регулируемые по высоте опоры. Причем эти направляющие являются, по сути, каркасом для магнитной ленты. Сначала устанавливаются, геометрически юстируются и жестко фиксируются направляющие, а затем в них закладывается сама магнитная лента. Затем лента закрывается защитной лентой из нержавеющей стали. Использование такой каркасной системы позволяет устанавливать магнитную линейку на поверхность с перепадами по длине до 2 см!! Трудоемкость, конечно, несколько возрастает, но это несравнимо с процессом установки оптической линейки аналогичной длины. Плюс ко всему, полностью исключена возможность повреждения линейки.
Но как же соотносится стоимость оптической и магнитной линейки? А это уже третий плюс в пользу применения магнитных линеек. Дело в том, что в измерительных системах длиной от 2-х метров, уже экономически выгодно применять магнитные линейки. Это обусловлено тем, что самой дорогостоящей частью магнитной линейки является считывающая головка, поэтому увеличение длины магнитной линейки незначительно сказывается на увеличении стоимости.
И в завершении хочется добавить еще один плюс в пользу магнитных линеек – это класс защищенности. Если для оптических линеек очень критичным является среда использования (отсутствие пыли, грязи, СОЖ, металлической стружки), то для магнитной линейки это все не критично. Наши магнитные линейки имеют класс защищенности IP67, что позволяет им работать в тех условиях, где оптическая линейка выйдет из строя в считанные часы. На линейку попадают брызги эмульсии? – не проблема. Отлетает стружка? – не важно. В воздухе пары, дымность? – магнитная линейка в этих условиях будет работать безотказно. Единственное, чего боится магнитная линейка, – это прямое воздействие магнитных полей, так что устанавливать магнитные линейки в непосредственной близости от мощного источника электромагнитного излучения нежелательно.
Итак, если вам необходимо измерять большие перемещения и среда использования для вас имеет решающее значение, – смело применяйте магнитную линейку. Это грамотное и рациональное использование ваших средств.