一、光柵尺：精密運動的“眼睛"

光柵尺是一種基于光學干涉原理的線性或角度位移傳感器，它通過監測光柵條紋的移動來測量位置變化，為運動控制系統提供實時、高分辨率的位置反饋。與傳統的磁性或電容式編碼器相比，光學光柵尺通常具有更高的精度、分辨率和穩定性。

Renishaw在這一領域深耕數十年，其產品線覆蓋了從經濟型增量式光柵到式光柵、從封閉式到敞開式、從納米級到超長行程的全系列解決方案。

二、Renishaw光柵尺的核心技術特點

1. 創新的光學設計與信號處理
Renishaw的許多光柵尺采用其的干涉式光學系統。以的RG系列為例，它利用衍射光柵產生的干涉條紋來實現位移測量。這種設計對光柵刻劃誤差具有平均效應，即使光柵本身存在微小缺陷，系統也能通過多光束干涉獲得穩定的信號，從而實現亞微米甚至納米級的測量精度。

2. 獨特的位置技術（ATOM系列）
與傳統增量式光柵需要回零操作不同，Renishaw的式光柵尺（如ATOM系列）在通電瞬間即可確定位置。其核心在于光柵尺上包含增量軌道和軌道。軌道采用偽隨機碼排列，每個位置都有編碼，如同“光學條形碼"。這一技術極大簡化了系統設置，提高了設備啟動效率與可靠性。

3. 堅固的環境適應性
工業環境充滿挑戰：油污、冷卻液、震動、溫度波動都是精密傳感器的“天敵"。Renishaw通過多層防護技術應對這些挑戰：

• 密封設計：封閉式光柵尺（如RGS系列）采用全密封結構，IP防護等級可達IP64，能有效阻擋粉塵和液體侵入。

• 抗污染光學系統：敞開式光柵尺（如TONiC系列）采用的光學濾波和信號處理算法，即使光柵表面有少量油污或灰塵，仍能保持穩定讀數。

• 低熱膨脹系數材料：光柵載體采用零膨脹玻璃或特殊合金，確保在寬溫范圍內保持尺寸穩定性。

4. 高速高分辨率電子系統
Renishaw的光柵讀數頭內置高速信號處理電路，能夠實時處理光學信號。其的QUANTiC系列讀數頭支持速度高達20 m/s，分辨率可達1 nm，且電子細分誤差極小，為高速高精運動控制提供了堅實基礎。

三、Renishaw光柵尺的典型產品系列與應用

1. 封閉式光柵尺（如RGS系列）

• 特點：全密封、高防護、安裝相對簡單

• 應用：數控機床（加工中心、車床）、精密測量機、自動化生產線

• 優勢：在惡劣機加工環境中提供穩定可靠的性能，適合大多數工業場景

2. 敞開式光柵尺（如TONiC系列）

• 特點：超緊湊設計、超高分辨率（達1 nm）、優異的動態性能

• 應用：半導體制造設備（光刻機、晶圓檢測）、精密定位平臺、醫療設備

• 優勢：極低的電子細分誤差（<±30 nm），支持精度的運動控制

3. 式光柵尺（如ATOM系列、RESOLUTE系列）

• 特點：通電即知位置、無需回零、抗干擾能力強

• 應用：多軸協作機器人、大型龍門機床、危險環境設備

• 優勢：提高設備安全性與生產效率，斷電后位置信息不丟失

4. 超長行程解決方案（如FORTiS系列）

• 特點：采用鋼帶載體，長度可達數十米，精度保持能力優異

• 應用：大型數控機床（航空結構件加工）、軌道交通測量、天文望遠鏡

• 優勢：解決了傳統剛性光柵尺在超長行程中重量和熱膨脹的難題