أساسيات مقياس الشبكة الخطية: كل ما تحتاج إلى معرفته

تخيل فتح دقة الأدوات الآلية باستخدام سطح زجاجي بسيط. الموازين الشبكية الخطية تفعل ذلك بالضبط، حيث تقوم بتحويل الخطوط الدقيقة إلى قياسات عالية الدقة. تستكشف هذه المقالة كيفية عمل هذه الموازين، بدءًا من هيكلها إلى تطبيقاتها العملية. ستكتشف كيف تقوم بتضخيم الإزاحة وتحسين الدقة في مهام التصنيع المختلفة. وفي النهاية، ستفهم سبب أهمية هذه الأدوات في التصنيع الحديث وكيف يمكنها تعزيز دقة وكفاءة مشاريعك.

جدول المحتويات

في عالم الهندسة الدقيقة، يعد تحقيق أعلى مستوى من الدقة أمرًا بالغ الأهمية. وغالبًا ما يُشار إلى الموازين الشبكية، التي غالبًا ما يُشار إليها بأبطال القياس المجهولين، بدور حاسم في هذا السعي نحو الكمال. لا غنى عن هذه الأجهزة المتطورة، بما في ذلك المساطر المشبكية والموازين الخطية، في مختلف التطبيقات، بدءًا من التصنيع باستخدام الحاسب الآلي إلى عمليات الطحن والطحن والمخرطة. ولكن ما الذي يجعل الموازين المشبكية حيوية للغاية، وكيف يمكن صيانتها بشكل صحيح لضمان تحقيق الدقة التي تعد بها؟

تتعمق هذه المقالة في عالم الموازين الشبكية الرائع، وتكشف عن تعقيداتها التقنية وتستكشف تطبيقاتها المتنوعة. سوف تكتشف كيف تساهم المواد المختلفة مثل الفولاذ والزجاج والسيراميك في وظيفة هذه الموازين وفهم الفروق الدقيقة في درجات الدقة التي تحدد أدائها. بالإضافة إلى ذلك، سنقدم لك نصائح عملية حول صيانة الموازين الشبكية والعناية بها لإبقائها في حالة مثالية، مما يضمن استمرارها في تقديم قياسات دقيقة.

سواء كنت مهندسًا يسعى إلى تحسين دقة ماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب أو فنيًا يبحث عن نصائح حول الصيانة، فإن هذا الدليل الشامل سيزودك بالمعرفة التي تحتاجها. انضم إلينا بينما نستكشف الجوانب الأساسية للموازين الشبكية ونلقي الضوء على كيفية تعزيزها للدقة في مختلف الصناعات ونساعدك على اتخاذ قرارات مستنيرة لاحتياجاتك الخاصة.

الجوانب الفنية للمقاييس الشبكية

كيف تعمل الموازين الشبكية

تعمل المقاييس الشبكية على أساس مبادئ التداخل والانعراج البصري. وهي تتكون من خطوط متباعدة بدقة، أو حواجز شبكية تتفاعل مع الضوء لإنشاء أنماط قابلة للقياس. يتم تحليل هذه الأنماط لتحديد المواضع الدقيقة.

عندما يمر الضوء عبر الشبك أو ينعكس عن الشبكة، فإنه ينحرف إلى عدة حزم، حيث تعتمد زوايا وشدة هذه الحزم على تباعد خطوط الشبك والطول الموجي للضوء. ومن خلال قياس إزاحة الطور أو نمط التداخل لهذه الحزم، يمكن تحديد موضع المقياس بدقة.

المكونات الرئيسية

وتشمل المكونات الرئيسية المسطرة الشبكية ذات الخطوط المتباعدة بدقة، ومستشعر رأس القراءة الذي يتحرك على طول المسطرة، ومصدر ضوء مثل مصابيح LED أو الليزر للإضاءة، ووحدة معالجة الإشارات التي تحول إشارات رأس القراءة إلى بيانات موضعية.

أنواع مختلفة من الموازين الشبكية

تأتي الموازين الشبكية في أنواع مختلفة، بما في ذلك الموازين الشبكية الضوئية والزجاجية والفولاذية، وكل منها مصمم لتطبيقات محددة.

الموازين الضوئية

تستخدم الموازين الضوئية الضوء لقراءة النمط الشبكي. وهي معروفة بدقتها العالية وتستخدم عادةً في التطبيقات التي تتطلب دقة قياس دقيقة، مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي وأجهزة المختبر.

  • المزايا: دقة عالية، وقياس عدم التلامس، ومقاومة التآكل.
  • العيوب: حساس للغبار والتغيرات في درجات الحرارة.

موازين شبكية زجاجية

تشتمل موازين الشبكات الزجاجية على حواجز شبكية محفورة أو مودعة على ركيزة زجاجية. وهي مستقرة للغاية وتوفر دقة ممتازة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات عالية الدقة.

  • المزايا: ثبات حراري وتمدد ضئيل ودقة عالية.
  • العيوب: الهشاشة وارتفاع التكلفة.

موازين شبكية فولاذية

تتميز الموازين الشبكية الفولاذية بحواجز شبكية محفورة على ركيزة فولاذية. وهي قوية ومناسبة للبيئات الصناعية القاسية.

  • المزايا: المتانة، ومقاومة التلف، وانخفاض التكلفة.
  • العيوب: دقة أقل بسبب التمدد الحراري المحتمل.

درجات الدقة وآثارها المترتبة عليها

تُصنف موازين الشبك حسب درجات الدقة التي تشير إلى دقتها ودقة وضوحها.

درجات الدقة الشائعة

  1. دقة عالية (الدرجة 1): أعلى دقة للمختبرات والتصنيع عالي الدقة.
  2. دقة متوسطة (الدرجة 2): دقة وتكلفة متوازنة للاستخدام الصناعي العام.
  3. الدقة القياسية (الدرجة 3): مناسب للتطبيقات الأقل تطلبًا مثل التشغيل الآلي العام.

العوامل المؤثرة في الدقة

  • صريف الملعب الشبكي: درجة الصوت الأدق تعني دقة أعلى.
  • الاستقرار البيئي: يمكن أن تؤثر درجة الحرارة والرطوبة على الدقة؛ فالموازين عالية الدقة تحتاج إلى بيئات مضبوطة.
  • المحاذاة والتركيب: المحاذاة السليمة والتركيب الآمن أمران حاسمان للدقة.

هيكل الشبكة ومبدأ عملها.

1. هيكل الشبكة

Grating

الشبك - يتم نقش العديد من الخطوط الصغيرة (خطوط محفورة) ذات مسافات متساوية وتناوب السطوع والظلام بشكل موحد على سطح زجاجي مطلي.

أ - هو عرض الخطوط الشبكية (غير الشفافة)

ب - هو عرض المسافة بين خطوط الشبكة (شفافة)

أ+ب = درجة صريف الشبكة (تُعرف أيضًا بثابت الشبكة)

عادة، a=b=W/2، ولكن يمكن أيضًا نقشها على هيئة a:b=1.1:0.9.

يتم نقش حواجز شبكية شائعة الاستخدام ب 10 أو 25 أو 50 أو 100 أو 250 خطًا في المليمتر.

2. مبدأ القياس للشبكة

Measurement Principle of Grating

حواف موير - عندما يتم تراكب شبكتين متساويتين في الدرجة (الشبكة 1 والشبكة 2) وجهًا لوجه، مع ترك فجوة صغيرة في المنتصف، وتتشكل زاوية الشبكة الصغيرة θ بين خطي الشبكة، تظهر خطوط مضيئة ومظلمة متناوبة في الاتجاه القريب من خط الشبكة العمودي.

على خط d-d، يتداخل الخطان الشبكيان، وتكون المنطقة الشفافة هي الأكبر، وتشكل الشريط الساطع للشريط- الذي يتكون من سلسلة من أنماط المعين.

على خط f-f، يتم إزاحة الخطين الشبكيين، مما يشكل الشريط الداكن للشريط- الذي يتكون من بعض أنماط الخطوط المتقاطعة السوداء.

يتسم قياس الإزاحة الهامشية المويرية بالخصائص الثلاث التالية:

(1) تأثير التضخيم للإزاحة

عرض الشريط BH - عندما تتحرك الشبكة للأمام أو للخلف بمقدار درجة واحدة للشبكة، تتحرك أهداب التموجات إلى الأمام أو الخلف بمقدار عرض شريط واحد.

العلاقة بين BH و θ:

كلما انخفض θ، يزداد BH. لذلك، يتم تضخيم W بمقدار 1/ θ. على سبيل المثال، عندما يكون θ=0.1 درجة، فإن 1/θ=573، مما يعني أن BH يساوي 573 ضعف درجة الشبك W. وهذا يعني أن الشبك له تأثير تضخيم الإزاحة، وبالتالي زيادة حساسية القياس.

(2) اتجاه حركة هامش موجير (2)

Direction of Moire Fringe Movement

عندما تتحرَّك الشبكة 1 إلى اليمين على طول خط القطع في اتجاه رأسي، تتحرَّك أهداب مويريه لأعلى على طول خطوط شبكة الشبكة للشبكة 2. من ناحية أخرى، عندما تتحرّك الشبكة 1 إلى اليسار، تتحرّك أهداب مويريه إلى الأسفل على طول خطوط شبكة الشبكة 2. ولذلك، يمكن تحديد اتجاه حركة الشبك 1 على أنه اتجاه حركة هامش مويريه →.

(3) متوسط تأثير الخطأ

تتشكّل أهداب مويريه بواسطة عدد كبير من الخطوط المحفورة على الشبكة، ولها تأثير معاكس على الخطأ المحفور في الخطوط. يمكن لهذا التأثير أن يقلل بشكل كبير من تأثير الأخطاء قصيرة المدى.

Moiré fringes are formed by the light-blocking and transmitting effects between two gratings.
تتشكل هدب التموجات المويرية من تأثيرات حجب الضوء وإرساله بين شبكتين.

تكوين مستشعرات الشبكة

Composition of Grating Sensors

صريف رأس القراءة: يستخدم مبدأ حواجز شبكية لتحويل كمية الدخل (الإزاحة) إلى إشارة كهربائية مقابلة.

المكونات: صريف المسطرة، صريف المؤشر، نظام المسار البصري، العناصر الكهروضوئية، إلخ.

شاشة العرض الرقمية الشبكية: لتمييز اتجاه الإزاحة، وزيادة دقة القياس، وتمكين العرض الرقمي، يجب تحويل إشارة الخرج من رأس القراءة الشبكية إلى إشارة رقمية.

المكونات: دائرة تضخيم التشكيل، ودائرة التقسيم الفرعي، ودائرة التمييز الاتجاهي، ودائرة العرض الرقمي، إلخ.

هيكل المسطرة الشبكية المغلقة

Structure of Enclosed Grating Ruler

تتكون المسطرة الشبكية من جسم مقياس ثابت ورأس قراءة متحرك.

جسم الميزان الثابت عبارة عن غلاف من الألومنيوم مصمم لحماية المسطرة ووحدة المسح الضوئي وقضبان التوجيه بالداخل من التلف الناتج عن البُرادة أو الغبار أو تناثر الماء.

يتكون رأس القراءة المتحرك من وحدة مسح ضوئي وموصل دقيق وكتلة تركيب. يقوم موصل الدقة بتوصيل وحدة المسح الضوئي بكتلة التثبيت، والتي تعوض الأخطاء الميكانيكية الصغيرة في قضبان التوجيه.

وظيفة المسطرة الشبكية ومزاياها

تُستخدم المسطرة الشبكية الخطية لقياس موضع حركة المحور الخطي. نظرًا لأنها تقيس الموضع الميكانيكي مباشرة، يمكنها أن تعكس بدقة الموضع الفعلي لأداة الماكينة.

Function and Advantages of the Grating Ruler

باستخدام المسطرة الشبكية الخطية لقياس موضع الشريحة، تتضمن حلقة التحكم في الموضع جميع آليات التغذية. هذا هو وضع التحكم في الحلقة المغلقة. يتم الكشف عن خطأ الحركة الميكانيكية بواسطة المسطرة الشبكية الخطية في اللوحة المنزلقة ويتم تصحيحه بواسطة دارة نظام التحكم.

لذلك، يمكنه التخلص من الأخطاء المحتملة من مصادر متعددة:

  • خطأ في تحديد الموضع ناتج عن خصائص درجة حرارة البرغي الكروي والقضبان الموجهة
  • خطأ عكسي للولب اللولبي الكروي
  • خطأ في خاصية الحركة الناجم عن خطأ في ميل البرغي الكروي

تطبيقات المساطر الشبكية

معدات المعالجة: المخارط، وماكينات التفريز، وماكينات الثقب، والمطاحن, الحفر الماكينات، وماكينات EDM، والقطع السلكي، ومراكز التصنيع الآلي، إلخ.

أدوات القياس: أجهزة العرض، وأدوات قياس الصور، ومجاهر الأدوات، وما إلى ذلك.

يمكنه أيضًا تعويض الأخطاء في حركة الأداة على ماكينة CNC الأدوات

مجهزة بـ PLC لقياس الإزاحة في مختلف الآليات المؤتمتة.

مبدأ قياس المسطرة المشبكية

مسطرة شبكية تزايدي

يتمثل مبدأ قياس المسطرة الشبكية التزايدي في تعديل الضوء من خلال شبكتين متحركتين متبادلتين إلى أهداب مويريه. ومن خلال عدّ وتقسيم أهداب مويريه، يتم الحصول على تغير الإزاحة. يتم تحديد الموضع المطلق عن طريق تعيين نقطة مرجعية واحدة أو أكثر على شبكة المقياس.

Measurement Principle of the Grating Ruler

الخصائص:

وتتميز المسطرة الشبكية بمزايا مثل الهيكل البسيط، والعمر الميكانيكي الطويل، والموثوقية العالية، والقدرة القوية على مقاومة التداخل، ومسافة الإرسال الطويلة، والدقة العالية، والتكلفة المنخفضة.

ومع ذلك، فإن مستشعرات الشبك التزايدي لها أيضًا أوجه قصور. يمكن للمساطر الشبكية التزايدية إخراج الموضع النسبي لدوران العمود فقط.

يجب تعيين النقطة المرجعية في كل مرة يتم فيها إيقاف تشغيل الطاقة أو إعادة تشغيلها، وهناك بعض الأخطاء التقسيمية الفرعية في طريقة معالجة الإشارة.

المسطرة الشبكية المطلقة

يتمثل مبدأ قياس المسطرة الشبكية المطلقة في ترميز بيانات الموضع المطلق مباشرةً في شكل رموز على المسطرة الشبكية عن طريق وميض خطوط الشبك بعرض ومسافات مختلفة على المسطرة الشبكية.

يمكن للمعدات الإلكترونية اللاحقة الحصول على معلومات الموضع أثناء تشغيل المسطرة الشبكية.

Absolute grating ruler

المزايا:

يمكن الحصول على معلومات الموضع الحالي مباشرةً بعد التشغيل دون الحاجة إلى عملية "التصفير"، مما يبسط تصميم نظام التحكم. يكتمل حساب الموضع المطلق في رأس القراءة دون الحاجة إلى دوائر التقسيم الفرعية اللاحقة. يضمن استخدام تقنية الاتصال التسلسلي ثنائي الاتجاه الاتصال الموثوق به.

أنواع النقاط المرجعية

يتم تحديد الموضع المطلق للمسطرة الشبكية باستخدام علامات مرجعية (مواضع الصفر).

لتقصير المسافة للعودة إلى موضع الصفر، صممت Heidenhain علامات مرجعية مرمزة للمسافة ضمن طول القياس.

يمكن تحديد الموضع المطلق للمسطرة الشبكية في كل مرة يتم فيها تمرير علامتين مرجعيتين (بمسافة تحددها خوارزميات رياضية).

تحمل أجهزة التشفير المزودة بنقاط مرجعية مرمزة للمسافة الحرف "C" بعد رقم الطراز (على سبيل المثال، LS 487C).

نقطة مرجعية واحدة

Single reference point

نقاط مرجعية متساوية المسافة.

Equidistant reference points

النقطة المرجعية المرمزة للمسافة/النوع/النوع/المسافة

Distance-coded reference point/C-type
 دورة الإشارةرقم الزيادة الاسميةمسافة الإزاحة القصوى
ل.ف4 ميكرومتر500020 مم
ل.س20 ميكرومتر100020 مم
ل.ب40 ميكرومتر200080 مم

مقياس خطي مطلق غير مرجعي

Non-referenced absolute linear scale

تصنيف إشارات المقاييس الخطية

إشارة مطلقة: إندات، وفانوك التسلسلية، وسيمنز، وميتسوبيشي، وباناسونيك، إلخ.

إشارة تزايدي: إشارة الموجة الجيبية (إشارة الموجة الجيبية 1Vpp)، إشارة الموجة المربعة (إشارة TTL).

Signal Classification of Linear Scales

المواصفات الفنية للموازين الخطية

1. درجة التشبيك:

يُخرِج المقياس الخطي إشارات كهربائية، وتشير درجة الشبك إلى خطوط الشبك الفيزيائية على المقياس الخطي. في كل مرة يتحرك فيها المقياس الخطي مسافة مساوية لطبقة الشبكة، تتغير إشارة الخرج الكهربية دورة واحدة.

مثال: عندما تكون درجة المقياس الخطي 20 ميكرومتر، إذا تحرك المقياس الخطي مسافة 20 ميكرومتر، فإن المقياس الخطي سيخرج موجة جيبية مع إزاحة طور 360 درجة وفرق مرحلتين 90 درجة.

2. دورة الإشارة:

مع تطور تكنولوجيا القياس، أصبح من الممكن الآن استخدام دوائر مضاعفة التردد على رأس القراءة بمقياس خطي لمضاعفة الموجة الجيبية الناتجة عن كل إشارة خط صريف.

لذلك، يمكن تنقيح دورة خرج الإشارة للمقياس الخطي. وتكون الإشارة بعد ضربها في رأس القراءة أكثر كثافة من إشارة خط المقياس الخطي الأصلي، ويسمى طول الإشارة المُكثَّفة دورة الإشارة.

إذا لم يكن رأس القراءة مزودًا بإمكانية مضاعفة التردد، فإن درجة صريف الشبكة تساوي دورة الإشارة.

3. مضاعفة التردد:

يمكن فهم ضرب التردد على أنه تكثيف الإشارة الأصلية. يمكن أن يؤدي ضرب التردد إلى تقصير فترة الموجة الجيبية، وتقصير المسافة المقيسة المقابلة لكل فترة، وتحسين دقة القياس.

تشمل طرق مضاعفة التردد الشائعة ما يلي: مضاعفة تردد رأس القراءة، وأدوات ما بعد المضاعفة (التي توفرها الشركات المصنعة للمقاييس الخطية، على غرار المضخمات المسبقة، المستخدمة لتضخيم الإشارة ومضاعفة التردد)، ومضاعفة تردد أنظمة CNCإلخ.

4. خطوة القياس:

تُستخدم إشارات الموجات الجيبية التي خضعت لمضاعفة التردد لقياس الموضع. ونظراً للقيود في عملية التصنيع ومستوى الخطأ وقدرة المعالجة لدائرة تسجيل الموضع في المقياس الخطي، يستحيل مضاعفة إشارة الموجة الجيبية الأصلية إلى ما لا نهاية.

ولذلك، فإن الشركات المصنعة للمقاييس الخطية لديها خطوة قياس موصى بها لكل نوع من المقاييس الخطية. تشير هذه القيمة إلى الحد الأدنى للمسافة المقيسة التي يمكن أن يتحملها الميزان الخطي. ضمن نطاق خطوة القياس هذه، يمكن تحقيق دقة القياس الاسمية للميزان الخطي.

مقارنةً بأنظمة التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي، عادةً ما تكون خطوة القياس هذه هي الحد الأدنى لوحدة التعليمات في النظام. وبالمثل، تحدد هذه المواصفات الفنية أيضًا دقة القياس (الدقة) للمقياس الخطي.

5. القرار:

تشير دقة القياس إلى الحد الأدنى لتغير الطول الذي يمكن للمقياس الخطي قراءته وإخراجه، مثل 5 ميكرومتر، 1 ميكرومتر، 0.5 ميكرومتر، 0.1 ميكرومتر.

6. دقة القياس:

تشير دقة القياس إلى دقة بيانات الإشارة الناتجة عن المقياس الخطي إلى الطول الحقيقي الذي يتم قياسه.

خطأ الموضع ضمن نطاق القياس بالكامل: إذا كانت القيمة القصوى لخطأ الموضع التي تم تحديدها على أساس متوسط القيمة ضمن أي نطاق قياس طوله 1 متر تقع ضمن ± أ، فإن ± أ أم هو مستوى الدقة.

في المقاييس الخطية المغلقة، تعكس هذه البيانات دقة المقياس الخطي، بما في ذلك رأس القراءة، أي دقة النظام. (هايدنهاين: ± 0.1، ± 0.2، ± 0.2، ± 0.5، ± 1، ± 2، ± 3، ± 5، ± 10، ± 15 ميكرومتر)

خطأ في الموضع خلال دورة إشارة واحدة:

يتم تحديد انحراف الموضع داخل دورة إشارة واحدة من خلال جودة الشبكة وجودة المسح الضوئي ودورة الإشارة للمقياس الخطي. وعادةً ما يكون خطأ الموضع داخل دورة إشارة واحدة في نطاق ± 2% إلى ± 0.5% من دورة الإشارة.

كلما كانت دورة الإشارة أصغر، قل الخطأ داخل دورة إشارة واحدة. وهذا أمر مهم جدًا لدقة تحديد المواقع أثناء الحركة البطيئة وحركة المحور والتحكم في السرعة أثناء حركة المحور، وهو ما يحدد جودة السطح وجودة الأجزاء المعالجة.

 دورة إشارة إشارة المسح الضوئيالحد الأقصى لخطأ الاستكمال الداخلي خلال دورة إشارة واحدة
ف ل4 ميكرومتر0.08 ميكرومتر
LC18116 ميكرومتر0.3 ميكرومتر
LC48120 ميكرومتر0.4 ميكرومتر
ل.س20 ميكرومتر04 ميكرومتر
ل.ب40 ميكرومتر0.8 ميكرومتر

عوامل يجب مراعاتها عند اختيار مقياس خطي

عند اختيار ميزان خطي لتطبيقات القياس الدقيق، يجب تقييم العديد من العوامل الحاسمة بعناية لضمان الأداء الأمثل والتوافق مع متطلباتك المحددة:

قياس الطول: تحديد نطاق القياس المطلوب، مع الأخذ في الاعتبار كلاً من مسافة السفر القصوى وأي احتياجات توسع مستقبلية محتملة.

واجهة الإشارة: اختر من بين خيارات الإخراج المختلفة، بما في ذلك:

  • 1Vpp (1 فولت من الذروة إلى الذروة): إشارة تناظرية مناسبة للتطبيقات عالية الدقة
  • TTL (ترانزستور-منطق الترانزستور): خرج موجة مربعة رقمية، مثالية للإرسال المقاوم للضوضاء
  • HTL (منطق العتبة العالية): مشابه ل TTL ولكن بمستويات جهد أعلى، ومناسب لمسارات الكابلات الأطول
  • مقياس خطي مطلق: يوفر قيم موضع فريدة دون الحاجة إلى الإحالة المرجعية

درجة الشبك: حدد فترة الشبك المناسبة بناءً على الدقة والدقة المطلوبة. توفر الدرجات الأصغر عمومًا دقة أعلى ولكن قد يكون لها قيود في قياس الطول.

قياس السرعة: ضع في اعتبارك سرعة العبور القصوى لتطبيقك لضمان قدرة الميزان على تتبع تغيرات الموضع بدقة بالسرعة المطلوبة.

مستوى الدقة والدقة: حدد مستوى الدقة اللازمة للتطبيق الخاص بك، مع مراعاة كل من الدقة الكامنة في الميزان وقدرات الدقة الخاصة به.

مساحة لوضع التركيب: قم بتقييم مساحة التركيب المتاحة والظروف البيئية لتحديد ميزان بأبعاد مناسبة وتصنيفات حماية مناسبة.

طريقة تحديد النقاط المرجعية: اختر ما بين المقاييس التزايدية ذات العلامات المرجعية أو المقاييس المطلقة، حسب متطلبات التوجيه والإحالة المرجعية.

بالإضافة إلى ذلك، ضع في اعتبارك عوامل مثل المقاومة البيئية (درجة الحرارة، والاهتزاز، والتلوث)، والتفاعل مع نظام التحكم الخاص بك، والموثوقية طويلة الأجل عند تحديد اختيارك النهائي.

الأسئلة المتداولة

فيما يلي إجابات على بعض الأسئلة المتداولة:

ما هو المقياس الشبكي وكيف يعمل؟

المقياس الشبكي هو أداة قياس دقيقة تستخدم لتحديد الموضع أو المسافة بدقة عالية. ويعمل على أساس مبدأ الحيود أو الكشف عن التحولات الدورية. في الموازين ذات المقياس الشبكي البصري، يسلط مصدر ضوء على مقياس شبكي - وهو عبارة عن بنية دورية من الخطوط أو الأخاديد - مما يخلق نمطًا من المناطق المضيئة والمظلمة. وبينما يتحرك المقياس، تكتشف المستشعرات هذه التحولات وتحولها إلى إشارات إلكترونية، ثم يتم عدها لتحديد الموضع الدقيق بالنسبة لنقطة مرجعية. تسمح هذه الطريقة بقياسات دقيقة للغاية وقابلة للتكرار، وهي ضرورية في تطبيقات مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والطحن والطحن وعمليات المخرطة.

كيف تحسن الموازين الشبكية الدقة في التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي؟

تعمل موازين الشبكة على تحسين الدقة في التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي من خلال عدة آليات رئيسية. فهي توفر قياسات عالية الدقة، غالبًا على مستوى الميكرون أو دون الميكرون، مما يسمح بالكشف الدقيق للتغيرات الصغيرة في الإزاحة في الأداة أو قطعة العمل. تضمن هذه الدقة العالية أن تلبي المعالجة الآلية متطلبات الدقة الصارمة. بالإضافة إلى ذلك، توفر الموازين الشبكية مراقبة في الوقت الحقيقي وملاحظات حول الإزاحة أو حالة الحركة، مما يتيح لنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي اكتشاف أي انحرافات وتصحيحها على الفور. وتشكل هذه التغذية الراجعة في الوقت الحقيقي نظام تحكم في حلقة مغلقة مع وحدة التحكم بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب، حيث تقارن باستمرار بيانات الموضع الفعلي مع القيم المحددة وإجراء التعديلات اللازمة للحفاظ على الدقة. تعمل التقنيات البصرية المتقدمة المستخدمة في الموازين الشبكية الحديثة على تعزيز قوة الإشارة ومقاومة التداخل، مما يضمن التشغيل الموثوق حتى في البيئات القاسية. كما يساهم التصميم القوي لهذه الموازين، بما في ذلك ميزات مثل المحامل عالية الجودة ومقاومة الماء والغبار IP54، في زيادة متانتها وموثوقيتها، مما يقلل من تكاليف الصيانة ووقت التعطل. وبشكل عام، تعمل هذه القدرات مجتمعة على تعزيز دقة وكفاءة عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.

ما هي درجات الدقة الشائعة للمقاييس الشبكية؟

تشتمل درجات الدقة الشائعة لمقاييس الدقة الشبكية على 5 ميكرون و3 ميكرون و2 ميكرون. غالبًا ما تُفضل درجة دقة 5 ميكرون في مراكز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي نظرًا لتوازنها بين الدقة والتكلفة. هذه الموازين ضرورية للقياسات عالية الدقة في مختلف التطبيقات مثل ماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب وأنظمة الأتمتة والمقاييس. يمكن أن تتنوع دقة الموازين الشبكية مع وجود درجات دقة شائعة تشمل 10 ميكرومتر و5 ميكرومتر و1 ميكرومتر و0.5 ميكرومتر، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من المهام الدقيقة.

أين تُستخدم الموازين الشبكية عادةً؟

عادةً ما تُستخدم الموازين الشبكية في مجموعة متنوعة من تطبيقات القياس الدقيق والتطبيقات الصناعية نظرًا لدقتها وموثوقيتها العالية. وتشمل المجالات الرئيسية التي يشيع فيها استخدام الموازين الشبكية آلات التحكم الرقمي والأتمتة، حيث توفر بيانات دقيقة عن الموضع من أجل حركة دقيقة ومتسقة لمكونات الماكينة. كما تُستخدم أيضًا في علم القياس للقياسات عالية الدقة والمعايرة والتحقق من دقة أدوات القياس الأخرى. في القياس الصناعي، تُعد الموازين الشبكية ضرورية للقياسات الخطية والزاوية في بيئات التصنيع ومراقبة الجودة والأبحاث. بالإضافة إلى ذلك، فهي ضرورية في الهندسة الدقيقة لتحقيق دقة تحديد المواقع والحركة في إنتاج الأجزاء الدقيقة والروبوتات وتقنيات التصنيع المتقدمة الأخرى.

كيف يمكنني صيانة الميزان الشبكي وتنظيفه؟

لصيانة الميزان الشبكي وتنظيفه، اتبع هذه الإرشادات لضمان الدقة وطول العمر الافتراضي:

  1. طرق التنظيف:
    • استخدم قطعة قماش ناعمة وخالية من الوبر أو منفاخ هواء نظيف وجاف لإزالة الجسيمات السائبة. تجنب الفرك أو استخدام المواد الكاشطة.
    • للحصول على تنظيف أكثر شمولاً، استخدم الكحول منزوع الطبيعة أو منظف زجاج غير قابل للكسر مصمم خصيصاً للأسطح البصرية. ضع المنظف على قطعة القماش، وليس على الشبك مباشرة، وامسح السطح برفق.
    • بالنسبة للملامسات الكهربائية المرتبطة بمقاييس الشبكات، استخدم رذاذ تلامس كهربائي سريع الجفاف لإزالة الملوثات دون ترك بقايا.
  2. الصيانة الدورية:
    • إجراء عمليات فحص أسبوعية لتحديد الحطام أو الملوثات. في تطبيقات الحاسب الآلي، قم بتنظيف الميزان ورأس القراءة بالكحول والهواء لضمان خلوهما من الملوثات.
    • في الأماكن الصناعية، تأكد من أن المنطقة المحيطة بالميزان نظيفة وخالية من الحطام، وتحقق من تراكم المياه، وتأكد من وجود تصريف مناسب لمنع الصدأ والتآكل.
  3. الاعتبارات البيئية:
    • حماية الميزان من الرطوبة باستخدام خلايا تحميل محكمة الإغلاق وتجفيف الميزان وتزييته بعد التنظيف.
    • في البيئات ذات الازدحام الشديد أو البيئات المتسخة، استخدم تدابير وقائية مثل حفر التنقيط أو غسيل العجلات لتقليل تراكم الحطام.
  4. التعامل مع الموازين البصرية والدقيقة:
    • تعامل مع الشبك بعناية، باستخدام القفازات ولمس الحواف فقط لتجنب تلويث السطح بالزيوت من بشرتك.
    • استخدمي مواد تنظيف لطيفة وصديقة للبيئة للحفاظ على سلامة السطح ومنع تلفه.

من خلال الالتزام بممارسات الصيانة والتنظيف هذه، يمكنك ضمان أن تظل موازينك المشبكية دقيقة وعملية لفترات طويلة.

ما هي الاختلافات بين الأنواع المختلفة من المقاييس الشبكية (على سبيل المثال، الفولاذ، والزجاج، والضوئي)؟

تكمن الاختلافات بين الأنواع المختلفة من الموازين الشبكية - الفولاذية والزجاجية والبصرية - بشكل أساسي في موادها وتطبيقاتها ومتطلبات الدقة واحتياجات الصيانة.

عادةً ما تُستخدم الموازين الشبكية الفولاذية في البيئات الصناعية لمهام مثل الأرضيات ومداس السلالم والمصارف. وهي معروفة بمتانتها وقدراتها على التحمل. تتطلب المشابك الفولاذية صيانة منخفضة نسبياً ولكن يجب تنظيفها وفحصها دورياً للتأكد من سلامتها الهيكلية.

توفر الموازين الشبكية الزجاجية، التي غالبًا ما تُستخدم في أدوات القياس الدقيقة، دقة وثباتًا عاليًا. كما أنها أقل عرضة للتمدد الحراري مقارنةً بالموازين المعدنية، مما يجعلها مناسبة للبيئات التي قد تؤثر فيها التغيرات في درجات الحرارة على القياسات. تتضمن الصيانة التنظيف الدقيق لتجنب الخدوش والأضرار الأخرى.

تعد المقاييس الشبكية الضوئية، المستخدمة في تطبيقات مثل التحليل الطيفي وتكنولوجيا الليزر، ضرورية للتحليل الطيفي عالي الدقة. يمكن أن تكون هذه المقاييس عاكسة أو ناقلة وتتطلب تصنيعًا دقيقًا للغاية للحفاظ على خصائصها البصرية. كما أنها حساسة للعوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة وتحتاج إلى مناولة وتخزين دقيقين لمنع تلفها.

باختصار، الموازين الشبكية الفولاذية قوية وتستخدم في التطبيقات الصناعية، والموازين الشبكية الزجاجية توفر ثباتًا ودقة عالية لأدوات القياس، والموازين الشبكية الضوئية توفر دقة استثنائية للتطبيقات البصرية ولكنها تتطلب صيانة دقيقة.

لا تنس أن المشاركة تعني الاهتمام! : )
Shane
المؤلف

شين

مؤسس MachineMFG

بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.

قد يعجبك أيضاً
اخترناها لك فقط من أجلك. تابع القراءة وتعرف على المزيد!

ميكانيكا الكسور 101: فهم الأساسيات

تخيل تعطل أحد المكونات الهامة بشكل غير متوقع، مما يؤدي إلى عواقب كارثية. هنا يأتي دور ميكانيكا الكسر. تستكشف هذه المقالة أساسيات ميكانيكا الكسر، وتسلط الضوء على كيفية فهم ميكانيكا الكسر...
MachineMFG
ارتقِ بعملك إلى المستوى التالي
اشترك في نشرتنا الإخبارية
آخر الأخبار والمقالات والمصادر التي يتم إرسالها إلى صندوق الوارد الخاص بك أسبوعياً.

اتصل بنا

سيصلك ردنا خلال 24 ساعة.