2차원 엔코더
1장의 기판에 4개의 광학 반사식 엔코더를 배치하여 XY 2차원 스케일의 패턴을 직접 읽어내는 엔코더입니다. 측정 정밀도는 스케일 자체로 결정되며, 스테이지의 피칭·요잉·롤링 등의 오차 영향을 받지 않습니다. X축·Y축의 직교도도 스케일 원판이 기준이 되므로 검사 장치 등에도 사용할 수 있습니다.
특징
- 측정 정밀도는 스케일로 결정되며 스테이지 가이드 오차의 영향을 받지 않음
- 1장의 기판에 4개의 엔코더를 탑재하여 XY 좌표를 동시에 검출
- X축·Y축의 직교도도 스케일 원판이 기준
- Ni·합성 석영 스케일 4종류 제공
- 체배 설정 범위 1～512
측정 원리
XY 스테이지의 중공부에 엔코더 기판을 위쪽을 향하도록 설치하고, 스테이지와 함께 움직이는 스케일 판의 패턴을 아래에서 읽어냅니다. 4개의 엔코더는 회전 대칭으로 배치되며, 그 중심이 2차원 엔코더의 측정 중심이 됩니다. 스테이지 가이드가 똑바로 움직이지 않더라도 스케일 패턴이 함께 움직이므로, 스테이지에 기인하는 오차가 측정값에 포함되지 않습니다. 측정 중심을 현미경 십자 레티클의 중심 등 측정하려는 위치에 맞춰 두면 그 위치의 XY 좌표를 직접 얻을 수 있습니다. 스케일 패턴 자체의 오차는 소급성이 확보된 측정기로 교정하여 대응할 수 있습니다.
4개 엔코더의 배치와 측정 중심
측정 현미경에 내장한 예(단면)
엔코더 사양
표준 스케일은 Z상에 대응하지 않습니다. FFC·FFC 커넥터는 옵션입니다.
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 검출 방식 | 광학 반사식 |
| 탑재 엔코더 | 4개(X·Y 각 2개) |
| 기판 외형 | φ36.5mm, 두께 0.6mm |
| 스케일 간 갭 | 0.75±0.25mm |
| X·Y 분해능 | 64μm |
| 체배 설정 범위 | 1～512 |
| 출력 신호 | TTL (A+,B+,A-,B-) |
| 출력 커넥터 | FFC용 표면 실장, 18핀, 0.5mm 피치 |
| 전원 | 5V, 500mA |
| 내환경성(온도) | -10～85℃ |
| 내환경성(습도) | 10～85%(결로 없을 것) |
스케일
점착 테이프·스프레이 접착제는 포함되어 있지 않습니다.
| 모델 | 패턴(X×Y mm) | 재질 | 두께(mm) | 치수(X×Y mm) | 장착 |
|---|---|---|---|---|---|
| S106X85Y64M | 106×85 | Ni 스틸 | 0.15 | 112×92 | 점착 테이프 |
| S133X95Y64M | 133×95 | Ni 스틸 | 0.15 | 139×101 | 점착 테이프 |
| S350X350Y64M | 350×350 | Ni 스틸 | 0.15 | 360×360 | 스프레이 접착제 |
| S212X212Y64Qz | 212×212 | 합성 석영 | 5 | 229×229 | 프레임에 끼워 넣음 |
커넥터 핀 배치
FFC 18핀, 0.5mm 피치
| Pin | 신호 | Pin | 신호 |
|---|---|---|---|
| 1 | +5V | 10 | I- |
| 2 | +5V | 11 | I+ |
| 3 | GND | 12 | B- |
| 4 | GND | 13 | B+ |
| 5 | SEL3 | 14 | GND |
| 6 | SEL2 | 15 | +5V |
| 7 | SEL1 | 16 | GND |
| 8 | Index SEL | 17 | A- |
| 9 | CAL | 18 | A+ |
옵션
| 품명 | 사양 |
|---|---|
| FFC | 18핀, 0.5mm 피치, 길이 200mm 또는 300mm, 폭 9.5mm |
| FFC 변환 기판 | 18핀, 0.5mm 피치 |
| FFC 커넥터 | 18핀, 0.5mm 피치 |
적용 예: 디스토션 측정 현미경
2차원 엔코더를 내장한 시스템으로 디스토션 측정 현미경도 제공하고 있습니다. 레이저 마커 등 갈바노 스캐너를 사용하는 가공기에서는 집광 렌즈의 수차와 2개의 갈바노 스캐너의 각도 오차로 인해 그린 패턴이 왜곡됩니다(디스토션). 왜곡은 레이저의 광학 조정에 따라서도 달라지기 때문에, 가공기를 설치할 때마다 1대씩 보정 데이터를 작성해야 합니다. 2차원 엔코더를 내장한 측정 현미경은 그린 격자 패턴의 교차점을 십자 레티클에 맞추기만 하면 XY 좌표를 취득하여 CSV 파일로 출력합니다. 이 좌표를 갈바노 스캐너의 보정 소프트웨어에 적용하여 보정 데이터를 작성하면 약 1μm의 묘화 정밀도를 실현할 수 있습니다. 소형·경량 XY 스테이지로 구성할 수 있어 가공기 설치 현장에 가지고 가서 측정할 수 있습니다.
수동 스테이지형 9060
9060의 XY 스테이지(2차원 스케일·LCD 표시기)
전동 스테이지형 190190
측정 현미경 사양
| 항목 | 수동 스테이지형 9060 | 전동 스테이지형 190190 |
|---|---|---|
| 측정 영역 | 90×60mm | 190×190mm |
| 측정 분해능 | 0.1μm | 0.1μm |
| 사용 스케일 | S133X95Y64M | S212X212Y64Qz |
| 좌표 출력 | USB(PC 소프트웨어로 CSV 파일 저장) | USB(PC 소프트웨어로 CSV 파일 저장) |
디스토션 보정 흐름
측정값이 허용값 이내가 될 때까지 묘화·측정·보정을 반복합니다.
격자 패턴 보정 예
| STEP | 내용 |
|---|---|
| 1 | 가공기로 격자 패턴을 그린다 |
| 2 | 측정 현미경으로 각 교차점의 XY 좌표를 순서대로 취득하여 CSV 파일로 저장한다 |
| 3 | 측정값으로부터 배율 오차·왜곡·좌표축 오차(갈바노의 X축과 Y축, 갈바노와 스테이지의 좌표축)를 구하여 허용값과 비교한다. 허용값을 초과하면 보정 데이터를 작성하고 STEP 1로 돌아간다 |
| 4 | 보정 데이터를 적용하여 레이저 가공을 수행한다 |
측정 소프트웨어
교차점을 십자 레티클에 맞추고 좌표 취득 버튼을 누르면 XY 좌표와 현미경 카메라 이미지가 저장됩니다. 격자 좌표를 순서대로 취득하기 위한 가이던스 화면이 있으며, 취득한 좌표는 이상값과 함께 CSV 파일로 출력됩니다.
좌표 취득 소프트웨어 화면
좌표 취득 시 저장되는 현미경 이미지
CSV 파일 출력 예(이상값·측정값)