光電位移傳感器是一種基于光電效應(yīng)原理的高精度測量設(shè)備，通過光學(xué)或激光技術(shù)檢測物體的微小位移變化，具有高靈敏度、快速響應(yīng)和微型化結(jié)構(gòu)等特點。

國內(nèi)某企業(yè)，在擁有獨立的知識產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)上專注于位移傳感器（旋轉(zhuǎn)、直線），尤其是微型光電位移傳感器與伺服控制系統(tǒng)的研發(fā)和制造，已達到top水平。

近年來，該單位運用其精密運動驅(qū)動技術(shù)的高精度化和微型化為客戶提供更加完善的技術(shù)組合，成功將其核心技術(shù)轉(zhuǎn)換成為多項航空航天、軍民產(chǎn)品，如航空的光電吊艙與舵機、航天的陀螺儀狀態(tài)傳感器、醫(yī)用加速器的多葉準(zhǔn)直器（MLC）和胰島素泵、輔助機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動單元等。

特殊客戶苛刻良率要求

反推粗糙度量化管控

近期，該單位對應(yīng)某航天航空客戶的訂單，客戶對產(chǎn)品的精度及信號傳輸穩(wěn)定性提出了全新的要求。在對產(chǎn)品工藝進行分析后，他們發(fā)現(xiàn)，自家位移傳感器模組的編碼盤，其粗糙度及碼道的刻蝕深度和寬度，會對性能帶來關(guān)鍵性影響。對相關(guān)零件的粗糙度及刻蝕寬度進行量化性管理，已是勢在必行。

該單位明確了需要量化數(shù)據(jù)這個需求后，調(diào)研了國內(nèi)外共四家品牌的白光干涉儀。在經(jīng)過大量數(shù)據(jù)驗證及測試后，該單位選擇了兩家精度能滿足要求的品牌進行對比，并最終采購優(yōu)可測白光干涉儀。

精準(zhǔn)粗糙度量化

零件疲勞壽命提升50%

該單位的研發(fā)團隊通過設(shè)備進行測試驗證后發(fā)現(xiàn)，編碼盤的粗糙度將會影響產(chǎn)品以下性能：

1、測量精度：編碼盤表面粗糙度會影響光電傳感器或機械觸頭與編碼盤之間的信號采集。例如，在高精度的角度測量系統(tǒng)中，通常編碼盤的表面粗糙度要到納米級，粗糙的編碼盤表面可能使測量誤差增大，無法滿足系統(tǒng)的精度要求。

編碼器研磨面測試樣例

在前期的測試中，該單位采用了表面粗糙度分別為100nm、30nm、10nm三個等級不同的編碼盤，去驗證產(chǎn)品的信號穩(wěn)定性，在編碼盤粗糙度在10nm左右時，良品率就能滿足客戶要求。

2、使用壽命：粗糙的表面會增加與其他部件（如讀數(shù)頭）之間的摩擦。長期使用后，會導(dǎo)致部件磨損加劇，這不僅影響編碼盤的性能，還會縮短其使用壽命。此外，磨損產(chǎn)生的碎屑可能會進入編碼器內(nèi)部，影響其他部件正常工作。

編碼器碼道激光刻蝕微結(jié)構(gòu)

該單位經(jīng)大量測試發(fā)現(xiàn)，表面粗糙度 Sa為10nm 的編碼盤，振動幅值比 Sa為100nm 的高 30%，疲勞壽命提升約 50%。

通過對粗糙度的量化管控，量化碼道刻蝕過程中的寬度及深度相關(guān)的數(shù)據(jù)管控，這家單位最終成功解決了產(chǎn)品工藝特性，并大幅提升相關(guān)型號產(chǎn)品的關(guān)鍵指標(biāo)，順利完成了核心客戶訂單。