長春禹衡光學有限公司 總經(jīng)理助理 汪海峰

　　中高端機床進化加速，精密測量成為市場“剛需”

　　機床是先進制造和裝備現(xiàn)代化的“基石”，隨著當前整體機床行業(yè)朝著中高端進化的加速，高端機床用戶需 求突顯，并且對于光柵尺的精度要求向更大量程、更高精度等方向發(fā)展，尤其是在航空航天、半導體等領域，亞 微米級(如±1μm)以及納米級精度已成為市場“剛需”。

　　然而，由于工業(yè)基礎和發(fā)展歷程的原因，在高端機床領域，目前國內(nèi)與世界領先水平之間仍存在著從工藝、 到材料等多方向的差距。例如，在核心制造工藝上，光柵尺在高端機床中主要通過高精度位移檢測，承擔著定 位與誤差補償?shù)墓δ埽员Ｕ蠙C床加工達到高精度要求，國際品牌如德國海德漢(HEIDENHAIN)、西班牙發(fā) 格(Fagor)、日本三豐(Mitutoyo)等通過數(shù)十年積累已形成了全鏈條技術壁壘;而國內(nèi)多數(shù)廠商仍依賴進口 刻劃設備，量產(chǎn)精度普遍停留在±3μm水平左右。在這一方面，禹衡光學基于多年來在光電傳感器領域的技術積 累，同時采用強強聯(lián)合等多種形式，專注于高精尺和超高精尺光柵尺的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)工作，持續(xù)為機床行業(yè)用戶帶 來更高精度等級的光柵尺產(chǎn)品。

　　在材料應用上，國際廠商在創(chuàng)新方面同樣走在前列，例如海德漢的光柵尺基體采用低熱膨脹系數(shù)材料(如陶 瓷玻璃)，溫度漂移可控制在0.1ppm/℃以下;而國內(nèi)同類產(chǎn)品普遍使用普通玻璃，溫度誤差高出50%以上。

　　另一方面，國外企業(yè)建立的從實驗室、到產(chǎn)業(yè)化的研發(fā)體系，也值得我們學習。一般來說，傳感器技術的 研發(fā)周期長達6-8年，一些國際品牌通過“企業(yè)主導+高校協(xié)同”的產(chǎn)學研協(xié)同模式來實現(xiàn)技術突破，如海德漢與 德國高校聯(lián)合開發(fā)新型光柵材料等等。此外，部分國際廠商也建立起了嚴苛的產(chǎn)品測試驗證體系，這一點非常重 要。對于現(xiàn)階段國內(nèi)廠商來說，需要我們加大對基礎研究的投入，打破“短平快”的模仿創(chuàng)新方式，增強原創(chuàng)性 技術力量，同時，還需要加強對產(chǎn)品測試驗證體系及設備的投入，擴大測試覆蓋面，不斷強化對產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù) 的積累。

　　為此，這些年，禹衡光學投入了數(shù)千萬元資金來建設環(huán)境模擬實驗室，逐步建立起全生命周期的可靠性數(shù) 據(jù)庫，并持續(xù)朝著這一方向努力拓展。在產(chǎn)品研發(fā)上，目前禹衡光學主要針對大量程尺、超精尺這兩大主線做開 發(fā)，長量程產(chǎn)品一直是我們的空白，而針對大型龍門及其他大型設備而言，這類產(chǎn)品是必不可少的;在精度方 面，位移傳感器的精度提升，會為機床整體精度的升級帶來更大的保障。

　　今年4月，禹衡光學發(fā)布的30.04米大量程封閉式光柵尺(精度可達±5μm)采用自主研發(fā)的鋼帶光柵刻劃技 術與分段拼接工藝，解決了長距離測量中的熱膨脹補償、信號穩(wěn)定性等難題。該產(chǎn)品已通過IP67防護等級認證， 可在切削液飛濺、粉塵污染的機床環(huán)境下穩(wěn)定運行，現(xiàn)已在國內(nèi)某大型龍門銑床廠商實現(xiàn)了批量應用，替代進口 產(chǎn)品比例超60%。展望未來，禹衡光學將努力構建圍繞高端機床應用的精密測量生態(tài)，并計劃于2025年下半年推 出針對船舶制造、超大型裝備等領域的70米量程光柵尺，同時進一步提升光柵尺的精度，以滿足各類超精密加工 領域的使用要求。