Thước quang

Trong ngành gia công cơ khí chính xác và sản xuất hiện đại, thước quang (linear scale) đóng vai trò then chốt, là trái tim của mọi hệ thống đo lường kỹ thuật số (DRO). Việc sử dụng các sản phẩm thước quang chất lượng cao là yếu tố quyết định để đạt được độ chính xác tuyệt đối, nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm cuối cùng. Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện về thước quang, các thông số kỹ thuật, lợi ích, ứng dụng của chúng trong công nghiệp và giới thiệu một số sản phẩm thước quang đang được sử dụng phổ biến tại Việt Nam.

Một số loại thước quang phổ biến

Các hãng này đều cung cấp các sản phẩm thước quang đa dạng về thông số kỹ thuật, từ độ chính xác, độ phân giải, chiều dài đo đến các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường, phục vụ cho nhiều ứng dụng gia công và đo lường khác nhau trong công nghiệp.

Thước Quang Sinpo (Sinpo Digital Readout System)

Sinpo (Guiyang Xintian Oetech Co., Ltd.) là nhà sản xuất chuyên nghiệp với hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực hệ thống hiển thị số. Các sản phẩm của Sinpo đã đạt chứng nhận CE và ISO9001:2000.

Phân loại: Sinpo sản xuất thước quang dạng kín (enclosed type) và dạng hở (open type).
Cơ sở đo lường: Sử dụng lưới kính (grating glass) với hệ thống quang học hồng ngoại.
Hệ thống đầu đọc: Sử dụng hệ thống 5 vòng bi có độ chính xác và ổn định cao.
Độ phân giải: Có thể đạt tới 0.1um.
Chiều dài làm việc hiệu quả tối đa: Lên đến 3100mm (đối với thước dạng lớn) mà không cần nối.
Tiêu chuẩn bảo vệ: IP53 (chống dầu, nước, bụi, chống ăn mòn).
Ứng dụng: Rộng rãi trong các máy công cụ như máy phay, máy tiện, máy mài, máy cắt dây EDM, máy ép nhựa.
Tín hiệu đầu ra: Hỗ trợ TTL, RS422, và ~1Vpp (dạng Sine).
Đầu cắm: DIN7 (7 chân tròn), D-Sub9 (9 chân vuông), DIN9 (9 chân tròn).
Các dòng thước quang kín: Bao gồm JCXFS, JCXF, JCXE, JCXEX, JCXG, JCXGL Series với các dải đo, độ chính xác và độ phân giải khác nhau (ví dụ: ±5um/m, ±10um/m, độ phân giải 1um, 5um). Tốc độ làm việc có thể đạt 60m/phút hoặc 100m/phút.
Thước quang dạng kéo (Draw-bar linear scale) JCXEP Series: Dành cho thiết bị ép phun (injector equipment).
Thước quang từ tính (Magnetic Scale) MRA, MRB, MRO, MRD, MRC Series: Độ phân giải 1um, 5um; độ chính xác ±10um/m, ±20um/m. Chiều dài tối đa có thể lên tới 10m, 20m. Tiêu chuẩn bảo vệ IP67 cho thước từ tính dạng hở.
Đầu đo micromet lưới chính xác 10CWT (10CWT Precision Grating Micrometric Heads): Có bước lưới 0.02um, độ chính xác ≤2um, độ phân giải 0.001um, 0.005um, và tốc độ làm việc 60m/phút.

Thước Quang ADO (ADO Linear Scale)

Các sản phẩm thước quang của ADO bao gồm các model chính sau:

Model AS-S5: Có chiều dài làm việc hiệu quả (Effective working travel) ≤ 500mm với kích thước mặt cắt ngang 20mm × 27mm. Dải đo từ 50mm đến 500mm, tăng 50mm cho mỗi bước.
Model AS-M5: Có chiều dài làm việc hiệu quả ≤ 1200mm với kích thước mặt cắt ngang 21.5mm × 33.5mm. Dải đo từ 50mm đến 1200mm, tăng 50mm cho mỗi bước.
Model AS-L5: Có chiều dài làm việc hiệu quả ≤ 3000mm với kích thước mặt cắt ngang 29mm × 46mm. Dải đo từ 50mm đến 3000mm, tăng 100mm cho mỗi bước.

Các thông số kỹ thuật chung của thước quang ADO:

Độ chính xác đo lường: ±10um/m. Một số tùy chọn độ chính xác khác là ±3um/m, ±5um/m.
Cơ sở đo lường: Sử dụng kính quang học lưới (grating glass optical glass) với khoảng cách lưới tiêu chuẩn là 20um.
Hệ thống đo lường quang học: Hồng ngoại truyền qua (transmissive infrared optical measuring system) với bước sóng 880nm.
Tín hiệu đầu ra: TTL/EIA422A (RS-422). Chu kỳ tín hiệu A/B là 20um. Các đầu nối phổ biến bao gồm DB9 và DIN7.
Chiều dài cáp: 3 mét.
Nguồn cấp: DC 5V ± 5%, 100mA hoặc DC 24V.
Tiêu chuẩn chống nước: IP53.
Nhiệt độ làm việc: 0°C ~ 50°C.
Độ phân giải: Các tùy chọn phổ biến là 0.1um, 0.5um, 1um, 5um, 10um. Đối với AS-L5 là 1um, 5um.
Vị trí tham chiếu (Reference mark): Mỗi 50mm cho AS-S5, mỗi 100mm cho AS-M5 và AS-L5.
Hệ thống di chuyển đầu đọc: Sử dụng hệ thống 5 vòng bi trượt vuông góc (perpendicular five bearings gliding system) hoặc hệ thống 5 vòng bi trượt 45° (45° five bearings gliding system).
Tốc độ di chuyển tối đa: 60M ~ 120M/phút.

Thước Quang Rational (Rational Linear Scale)

Rational Precision Instrument Co., Ltd. thành lập năm 1995, là nhà sản xuất chuyên nghiệp tích hợp quang học, cơ khí, điện tử và phần mềm kỹ thuật, được chứng nhận ISO9001-2015 và CE. Rational cung cấp nhiều dòng thước quang khác nhau:

WTA/B Series: Sử dụng hệ thống LED hồng ngoại tích hợp để tăng cường khả năng chống nhiễu. Có độ chính xác ±3um/m, ±5um/m, ±10um/m. Độ phân giải từ 0.5um đến 5um. Tốc độ di chuyển tối đa 90M/phút. Vỏ bằng hợp kim nhôm mạ crom chống ăn mòn. Tiêu chuẩn chống nước IP54.
WTHX Series: Có độ phân giải xuống tới 0.1um và tốc độ 90m/phút. Hệ thống quét trường đơn độc quyền giúp cải thiện chất lượng tín hiệu và chống nhiễu.
WTGA Series: Là thước quang tuyệt đối (Absolute linear scale), không cần tìm kiếm gốc sau khi bật nguồn. Tích hợp kỹ thuật định vị tuyệt đối tiên tiến và khả năng chống ô nhiễm cao. Có độ chính xác ±3um/m, ±5um/m, ±10um/m và độ phân giải từ 0.1um đến 5um. Tiêu chuẩn chống nước IP53.
WTRA Series: Là loại thước quang có đầu đọc dạng cáp.
Magnetic Scale WTFA Series: Là thước quang từ tính, có khả năng chống bụi, nước và dầu, không bị ảnh hưởng bởi rung động. Độ chính xác ±0.015+0.005L mm/m và độ phân giải 5um. Tiêu chuẩn chống nước IP67.
Digital Linear Gauge (DGL Series): Có độ phân giải từ 0.5um đến 5um và đạt tiêu chuẩn IP64.

Đặc điểm nổi bật của thước quang Rational:

Độ chính xác cao và khả năng lặp lại.
Khả năng chống nhiễu mạnh mẽ từ môi trường công nghiệp.
Độ bền cao với vỏ hợp kim nhôm kín, chống dầu, nước, bụi.
Hệ thống xử lý quang học 5 điểm đo lường để đảm bảo độ chính xác và ổn định.
Tín hiệu đầu ra có thể là TTL, RS422 Differential, hoặc Sine Wave.

Thước Quang SINO (SINO Linear Scale)

SINO là nhà sản xuất có nhiều công nghệ hàng đầu trong lĩnh vực DRO, bao gồm khả năng xử lý tín hiệu tần số cao (5MHz), bộ xử lý CPU 16/32 bit, bù phi tuyến tính cho các trục.

Các dòng sản phẩm: SINO cung cấp nhiều dòng thước quang như KA-200, KA-300, KA-500, KA-600, KA-800M, KA-100, KA-600M, KA-1000.
Kích thước nhỏ gọn: Dòng KA-200 series là loại thước quang có mặt cắt ngang nhỏ nhất với kích thước 16mm × 16mm.
Độ phân giải: Có khả năng đạt độ phân giải 0.1um.
Tốc độ di chuyển tối đa: Có thể đạt 120M/phút đối với bộ mã hóa tuyến tính độ phân giải 0.1um.
Chiều dài làm việc: Các thước quang thế hệ mới có thể đạt chiều dài tới 100M. Dòng KA-800M có thể đạt đến 3000mm.
Tín hiệu đầu ra: Hỗ trợ TTL và EIA-422 (RS422).
Tiêu chuẩn chống nước: IP54 cho nhiều dòng sản phẩm.

Thước Quang Là Gì? Cấu Tạo và Nguyên Lý Hoạt Động

Thước quang là một thiết bị đo dịch chuyển tuyến tính, được thiết kế để chuyển đổi vị trí cơ học thành tín hiệu điện tử có thể đọc được. Nó là một công cụ không thể thiếu để đo lường và theo dõi chuyển động của các trục máy công cụ với độ chính xác cực cao.

Cấu tạo và cơ chế hoạt động:

Cơ sở đo lường: Hầu hết các loại thước quang sử dụng lưới kính (grating glass) hoặc kính quang học làm cơ sở đo lường, với khoảng cách lưới tiêu chuẩn là 20um.
Hệ thống quang học: Sử dụng hệ thống đo lường quang học hồng ngoại truyền qua (transmissive infrared optical measuring system) với bước sóng 880nm để phát hiện và đọc các vạch lưới.
Đầu đọc (Reader Head): Đầu đọc di chuyển dọc theo thân thước và được thiết kế với hệ thống 5 vòng bi trượt (perpendicular five bearings gliding system hoặc 45° five bearings gliding system) để đảm bảo chuyển động mượt mà, ổn định và chính xác.
Tín hiệu đầu ra: Tín hiệu từ đầu đọc thường là TTL hoặc EIA422A (RS-422). Chu kỳ tín hiệu A/B thường là 20um. Một số loại thước quang của Sinpo cũng có thể xuất tín hiệu dạng Sine.
Nguồn cấp: Thước quang thường hoạt động với nguồn DC 5V ± 5%, 100mA, hoặc DC 24V.

Các Thông Số Kỹ Thuật Nổi Bật Của Thước Quang

Khi lựa chọn sản phẩm thước quang, việc hiểu rõ các thông số kỹ thuật là rất quan trọng:

Độ chính xác đo lường: Đây là yếu tố hàng đầu. Các model như AS-S5, AS-M5, AS-L5 của ADO có độ chính xác ±10um/m. Một số dòng của ADO và Rational có độ chính xác ±3um/m, ±5um/m hoặc ±10um/m. Rational WTA/B Series có độ chính xác ±3um/m.
Độ phân giải (Resolution): Xác định khả năng phát hiện những thay đổi nhỏ nhất. Các tùy chọn phổ biến bao gồm 0.1um, 0.5um, 1um, 5um, 10um. Một số model cao cấp có thể đạt 0.05um.
Chiều dài làm việc hiệu quả (Effective working travel): Dải đo tối đa của thước. Ví dụ, model AS-S5 hỗ trợ đến 500mm, AS-M5 đến 1200mm, và AS-L5 đến 3000mm. Sinpo cung cấp thước có chiều dài lên đến 3100mm.
Tốc độ di chuyển tối đa: Khả năng hoạt động ở tốc độ cao mà không làm mất tín hiệu. Thước quang có thể đạt tốc độ 60M/phút đến 120M/phút.
Tiêu chuẩn chống nước và bụi (Waterproof grade): Đảm bảo độ bền trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. ADO Linear Scale có IP53. Các sản phẩm của Rational có thể đạt IP53 (WTGA Series), IP54 (WTA/B Series), hoặc thậm chí IP64 (DGL Series). Sinpo cũng chứng nhận IP53 cho các sản phẩm của mình.
Nhiệt độ làm việc: Phạm vi nhiệt độ mà thước quang có thể hoạt động ổn định, thường từ 0°C đến 50°C.
Kích thước mặt cắt ngang: Các model ADO AS-S5 (20mm×27mm), AS-M5 (21.5mm×33.5mm), AS-L5 (29mm×46mm).

Ứng Dụng Rộng Rãi Của Sản Phẩm Thước Quang Trong Công Nghiệp

Các sản phẩm thước quang và hệ thống DRO được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp và loại máy khác nhau:

Máy công cụ: Máy phay, máy tiện, máy mài, máy doa, máy cắt dây EDM, máy ép nhựa. Chúng giúp theo dõi chính xác vị trí của các trục máy, đảm bảo kích thước và hình dạng chi tiết gia công đạt yêu cầu.
Đo lường chính xác: Các thiết bị như máy chiếu biên dạng (profile projector), kính hiển vi đo lường, máy đo tọa độ (CMM), và hệ thống đo lường video cũng sử dụng thước quang để thực hiện các phép đo phức tạp với độ tin cậy cao.
Ngành sản xuất: Hỗ trợ sản xuất linh kiện, khuôn mẫu, gia công kim loại, chế biến gỗ và nhiều ứng dụng tự động hóa khác.

Lợi Ích Khi Lựa Chọn Sản Phẩm Thước Quang Chất Lượng Cao

Đầu tư vào các sản phẩm thước quang chất lượng từ các nhà sản xuất uy tín như Sinpo, ADO, Rational, SINO, mang lại nhiều lợi ích vượt trội:

Độ tin cậy và chính xác cao: Đảm bảo kết quả đo lường và gia công nhất quán, giảm thiểu sai số, giúp tạo ra các chi tiết có dung sai chặt chẽ. Rational tự hào về khả năng lặp lại độ chính xác và khả năng chống nhiễu vượt trội.
Chống nhiễu hiệu quả: Nhiều hệ thống được thiết kế đặc biệt để chống lại nhiễu tín hiệu từ môi trường điện từ công nghiệp, đảm bảo hoạt động ổn định.
Độ bền và tuổi thọ cao: Vỏ bọc bằng hợp kim nhôm kín, chống dầu, nước, bụi bẩn và ăn mòn, kéo dài tuổi thọ sản phẩm trong môi trường nhà máy khắc nghiệt.
Tối ưu hóa quy trình sản xuất: Tăng năng suất làm việc, giảm thời gian thiết lập máy, tiết kiệm chi phí vật liệu do giảm phế phẩm.
Dễ sử dụng và tích hợp: Giao diện thân thiện, dễ dàng cài đặt và vận hành với nhiều loại máy công cụ khác nhau, giúp người dùng nhanh chóng làm quen.

Kết Luận

Sản phẩm thước quang không chỉ là công cụ đo lường mà còn là giải pháp toàn diện để nâng cao năng lực sản xuất, đảm bảo chất lượng và tối ưu hóa chi phí trong mọi hoạt động gia công chính xác. Việc lựa chọn đúng loại thước quang và DRO phù hợp với nhu cầu và môi trường làm việc sẽ mang lại hiệu quả vượt trội cho doanh nghiệp của bạn.

Để được tư vấn chuyên sâu và lựa chọn sản phẩm thước quang chất lượng cao, phù hợp nhất với ứng dụng của bạn, hãy liên hệ ngay với chúng tôi: thuocquang.com