當需要對直線運動應用進行高精度位置反饋測量時，我們通常會用到直線光柵尺反饋元件。東莞市上品機電設備有限公司為您詳細解說直線測量系統 - IMS
光柵尺反饋套件
如上圖所示，在使用光柵尺反饋元件時，我們需要將光柵尺與直線導軌平行安裝，同時需要將光柵編碼器安裝在直線運動平臺上；在上述安裝集成過程中，需同時確保：
*光柵尺與直線導軌的平行度
*光柵編碼器在直線運行全程與光柵尺的間距
由于這些安裝集成工作是需要較高的技術實施水準的，因此德國力士樂直線導軌在做直線運動位置反饋測量時，除了測量元器件的硬件成本，也必須考慮一些額外的集成成本－－人力和工時的投入（在設備維護的時候這些工作量投入也是需要考慮的）；另外，通常光柵尺測量元件提供了極高的反饋分辨率和重復測量精度（微米甚至納米級別），但由于這些額外的人工集成操作的介入，實際應用所獲的的測量精度卻會因人員的安裝水準產生不同程度的差異，有時甚至大打折扣，影響設備性能。
如果在直線運動系統測量和位置反饋集成時遇到上述的問題，那么我們或許可以考慮使用直線測量系統 （簡稱 IMS：Integrated Measuring System） 。
那么什么是集成直線測量系統 IMS，讓上品機電技術員通過下面一組圖文來說明一下。
（以下產品樣品由 IndraMat IMS 提供）
集成直線測量系統 IMS 主要有兩部分元件組成，直線刻度導軌和集成測量滑塊
直線刻度導軌
帶刻度的直線導軌
我們首先看到的是直線導軌。在IMS中，這并不是一根普通的導軌，而是帶有直線刻度的直線導軌。通常直線運動應用中都需要用到直線導軌，如果使用 IMS ，只需將原有的直線導軌用 IMS 的刻度導軌替換。
直線導軌從外觀上看和普通直線導軌并無太大差異。
直線導軌的安裝也完全按照普通直線導軌的固定方式
直線導軌的表面，肉眼無法識別刻度，猜測為電子感應刻度，應該是在側面的。
由于 IMS 將測量刻度直接集成在了直線導軌上，對于我們來說直接省去了原來需要安裝光柵尺并且調校平行度的工作。
集成測量滑塊
有了直線刻度，要測量位置反饋，還需要能夠讀取刻度的感應元件。
集成測量滑塊
打開測量滑塊的包裝時，第一感覺就是其表面潤滑油，這個應該是在出廠時就已經涂抹好的。和任何直線運動滑塊一樣，在導軌上運行時需要保持清潔的潤滑。
東莞市上品機電設備有限公司通過多幾個角度觀察下這個滑塊
滑塊的上表面
這個表面是與直線運動部件對接的安裝面。
滑塊的底面
這一側是與直線刻度導軌的接觸面
從外觀看，滑塊由兩部分組成。承重部分和檢測部件。
滑塊的承重部分
承重部分用于連接和支撐直線運動組件，如果單單看這一部分，和普通的直線滑塊沒有什么差別。
承重部分的導軌側安裝面
和普通直線導軌一樣，在滑塊安裝槽內有防止滾珠滑落的塑料支撐架。
承重單元側端面
工字形直線導軌從此處插入。
事實上，IMS 的支撐滑塊的承重指標和普通的直線滑塊幾本沒有差別，因此在使用集成直線測量系統時，原有的直線滑塊是可以被省去的。
滑塊的電子測量反饋單元
這部分集成了數字反饋檢測元件和回路，可以看到反饋出線
電子測量反饋單元的導軌安裝側
當滑塊置于直線導軌上，通過滑塊底部的凹面非接觸感應讀取導軌側面的位置刻度。
IMS 組裝
組裝 IMS 系統時，與普通直線滑塊導軌的組裝無異，將導軌從滑塊一端凹槽插入，隨著導軌逐漸嵌入滑塊凹槽，導軌會將滑塊的塑料軸承滾珠支撐架推出。
推出的軸承滾珠塑料支撐架
組裝好的 IMS 如下圖所示
安裝于直線導軌的集成測量滑塊
IMS 承重單元側
IMS 檢測單元側
組裝好的 IMS 滑塊導軌底部樣式
組裝好的 IMS 滑塊導軌端側樣式
接線
IMS 的滑塊檢測單元出線側匹配了一個標準的編碼器反饋插頭，用標準的伺服反饋電纜即可將位置反饋接入控制系統（驅動器）。由于滑塊通常是需要往復運動的，因此，這根電纜通常需為可彎折柔性電纜。注意下圖中此 IMS 反饋插頭上配備了一個方形法蘭，這個是用于將插頭固定在滑塊上的運動組件上的。
IMS 滑塊檢測單元出線側的編碼器反饋插頭
編碼器反饋插頭和安裝法蘭端面
IMS 技術指標
對于本次入手的這個系列的 IMS 產品，其技術參數如下：
位置反饋分辨率：可達 0.025μm
比例精度： ± 3 μm/m
滾珠導軌系統: sizes 20/25/30/35/45
滾柱導軌系統: sizes 35/45/55/65
導軌長度: 單根最長 4,500 mm
反饋接口: Hiperface, SSI, DRIVE-CLiQ, FANUC
另外，IMS 還具備如下特性：
支持絕對位置反饋，無須使用電池
直接獲得極高的應用精度
感應式、無接觸測量
測量功能集成于直線導軌
高防護等級，無須額外保護或測量補償
從上面的關于 IMS 集成直線測量系統的圖文介紹，可以了解到：
如果我們所需要的測量精度優于 IMS 的 0.025μm 的分辨率和 ± 3 μm/m 的比例精度，那么則必須使用傳統的光柵尺的測量方法。
而如果應用所需測量精度是 IMS 可以提供的，我們則可以選用 IMS 集成測量系統，只需：
將傳統的直線運動應用中的一組直線導軌和滑塊替換成 IMS 刻度導軌和檢測滑塊
采用完全一樣的滑塊導軌安裝方式
省去購買光柵尺和光柵編碼器
省去光柵尺的安裝和校準
省去光柵編碼器的安裝和校準
省去生產運行維護時光柵尺編碼器的調校
直接獲得無損失的應用反饋高精度
當然，最終我們還是得比較一下購買成本。只是，需要提醒下這里說的成本是總體應用成本。除了上面提到的硬件使用成本外，一些由于硬件系統變化帶來的間接成本影響也是必須考慮的，比如：
由于安裝和調校光柵尺所來帶的設備安裝調試周期延長
由于安裝和調校的隨機誤差所造成的對設備性能影響
運行維護時因為調校光柵尺造成的設備停機時間延長以及對生產效率的影響。
等等......
這些在使用 IMS 后應該都會得到極大的改善。
至于 集成直線測量系統 IMS 的性價比到底如何，各類應用場景不同，相信各位看官心里自然有本帳。
