TW202415921A - 將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法、用於線性編碼器的測量尺規以及線性編碼器 - Google Patents

Abstract

一種將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，所述測量尺規包括在導軌的縱向方向上延伸並包括交替設置的若干反射區域和標記區域的至少一條軌跡。所述方法包括提供脈衝雷射器以及在導軌的第一側表面的與至少一個標記區域相對應的第一區域中引入微結構來提供所述標記區域的至少一個，雷射器產生的雷射光束被引導至所述第一區域並相對於第一區域二維地移動使得第一區域的不同子區域相繼被照射，不同照射子區域中的每一個與照射子區域中的至少另兩個分別在至少一條軌跡的縱向方向或橫向於至少一條軌跡的縱向方向上具有重疊部分。

Description

將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法、用於線性編碼器的測量尺規以及線性編碼器

本發明係關於一種用於線性編碼器的測量尺規以及一種將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的優化方法。

測量尺規原則上從現有技術中是已知的。它們特別用於增量編碼器。這些是用於檢測位置變化（線性）或角度變化（旋轉）的感測器，可以分別檢測距離和方向或角度變化以及旋轉方向。增量編碼器的已知測量尺規具有週期性重複的散射或吸收區域，這些區域由感測器裝置計數以檢測位置變化。

因此，例如專利文獻DE 2 515 574中公開了一種由金屬製成的測量尺規，其具有來自多個線元件的散射區域。所述線性元件是平行的和窄的，其中，其寬度和深度的尺寸導致散射區域的線元件在可見光中不能單獨區分，而只能通過其衍射圖像來檢測。

換言之，DE 2 515 574公開的散射區域中的每一個由多個線狀凹陷（線元件）組成，這些線狀凹陷彼此直接相鄰佈置，具有1µm（優選0.5至1.5µm）大小的寬度和大約1.5µm的深度，並因此具有光的波長大小，通過其，使用反射光方法例如在光電顯微鏡下照射已知的測量尺規。

例如，從專利文獻DE 10 2007 007 311中可知，光束借助於使用反射方法的准直器被定向到設有反射測量尺規的表面上，使得表面或測量尺規分別被基本上平行的光束照射，其中，光以與表面法線成一定角度（入射角）入射。由此，測量尺規包括結構化區域和非結構化區域，其中，所述結構化區域由採用線光柵形式的衍射相位光柵結構來結構化，而所述非結構化區域則在每種情況都下由平滑（反射）表面形成。

因此，入射在表面上的光的入射角最好被選擇成使得光在結構化區域中的衍射相位光柵結構上以衍射光的衍射級垂直地離開測量尺規的方式衍射。在這些情況下，入射到非結構化區域上的光在每種情況下在表面上反射，使得其以與表面法線的反射角等於入射角的角度離開非結構化區域（下文中也稱為“反射區域”）。然後，在結構化區域處基本垂直於所述表面衍射的光被成像到感測器裝置的光感測器上，其中，所述感測器裝置優選被佈置成使得在非結構化區域（反射區域）上反射的光不會被感測器裝置的光感測器檢測到。

因此，可借助於傳感裝置將結構化區域檢測為明場，而非結構化區域（反射區域）被檢測為暗場。

如果感測器裝置沿增量軌跡移位元，則感測器裝置因此特別地檢測在結構化區域上折射的光（結構化區域的暗場測量）。在每種情況下，結構化區域和非結構化區域（反射區域）一個接一個地佈置成行，以便彼此交替並共同形成增量軌跡。因此，所述結構化區域以恒定的距離佈置，並通過反射區域彼此間隔。因此，在每種情況下，通過每個結構化區域形成所謂的標記，其中，如果感測器裝置相對於所述標記在增量軌跡的縱向方向上移動，則增量軌跡的相應標記可由感測器裝置計數，並可以轉換成週期性變化的感測器信號。

處理單元可利用所述週期性感測器信號來計算沿所述測量尺規的位移。由於所述感測器信號響應於所述感測器裝置在所述增量軌跡的縱向方向上的移動而週期性變化，因此，可以回應於所述感測器裝置在所述測量軌跡的縱向方向上的移動來測量所述感測器裝置在不同位置處的相應的感測器信號，並因此將所述感測器信號的不同測量值賦值給所述感測器裝置的不同位置。在每種情況下被賦值給所述感測器裝置相對于所述增量軌跡的不同預設位置處的感測器信號的不同測量值之間的插值最終提供了能以高精度確定所述感測器裝置的任意位置（在感測器裝置的相應的兩個預設位置之間）。

為了增加感測器信號，可以用來自兩個彼此相鄰佈置的不同光源的光同時照射測量尺規，使得光分別從兩個不同方向（在每種情況下，與表面法線成一定角度）入射到表面或測量尺規上。

現有技術中已知的測量尺規的缺陷在於，由感測器裝置檢測到的感測器信號通常只具有非常低的對比度，即：在每種情況下，感測器裝置通過掃描散射或吸收區域和反射區域來產生感測器信號，使得通過掃描散射或吸收區域產生的感測器信號和通過掃描反射區域產生的感測器信號差異相對較小，因此具有相對較小的差別（對比度）。

這反過來又可能導致不能充分地檢測單獨的散射或吸收區域，並且不能充分地檢測感測器裝置相對於測量尺規的位移。對於現有技術中已知的測量尺規，還認為有問題的是，通過測量尺規上的反射獲得的感測器信號具有過低的插值能力。

特別需要規定一種根據明場測量原理工作的距離測量系統，其中，可以借助於佈置在“明場中”的檢測器以可靠的方式來檢測位置的變化。明場測量指的是，當在測距系統的測量區域中不存在測量尺規的散射或吸收區域時，在反射區域上反射的射線直接到達檢測器。

這尤其意味著光源平行於感測器的光束路徑照射施加在測量尺規的尺規上，這與暗場照射不同，在暗場照射的情況下，尺規以大約45°的角度被照射。根據明場測量原理工作的距離測量系統的所使用的編碼器的操作模式因此需要由光源發射的光在測量尺規的反射區域上進行恒定（鏡狀）反射。如果可能的話，入射在測量尺規的表面上的每一光束將在測量尺規的相應反射區域中以與表面法線相同的角度被反射。

線性型材軌道導向件通常包括（線性）導軌和至少一個可移動體，所述可移動體在導軌上被導向，使得其可以在導軌的縱向方向上線性移動。對於這種類型的型材軌道導向件，通常需要檢測主體的位置，該主體在導軌上被導向並且可以通過測量在導軌的縱向方向上線性移動。

線性編碼器包括在導軌的縱向方向上延伸的測量尺規和感測器裝置，該感測器裝置可在導軌的縱向方向上相對於測量尺規移動以用於掃描測量尺規的相應標記，該線性編碼器在這種情況下可起到通過測量來檢測可移動體的位置的目的。為了通過測量來提供對線性型材軌道導向件的可移動體的位置的檢測，所述感測器裝置可以相對於可移動體設置成使得其可以與可移動體一起在導軌的縱向方向上移動。

為了提供與線性編碼器相結合的線性型材軌道導向件的簡化裝置，所述線性編碼器用於通過測量來檢測可在線性型材軌道導向件的導軌的縱向方向上移動的主體的位置，例如，已經建議以單個工件的形式來提供線性型材軌道導向件的導軌以及測量尺規，並且，為此目的，通過對導軌的表面進行處理，例如通過利用雷射光束對其表面進行處理，以直接在導軌的表面上形成測量尺規的相應標記。

專利文獻EP 3060887 B1中公開了一種用於增量編碼器的測量尺規和一種通過脈衝鐳射在金屬表面上形成測量尺規的方法，其中，該方法通常適用於在線性型材軌道導向件的導軌表面上實現相應的測量尺規。專利文獻EP 3060887 B1公開的方法被設計用於包括測量尺規的增量編碼器，該測量尺規具有增量軌跡，所述增量軌跡包括散射區域和反射區域，散射區域和反射區域被佈置成在縱向方向上交替，其中，所述增量編碼器包括感測器裝置，該感測器裝置被形成為光學地掃描增量軌跡，並且，為此目的，所述感測器裝置具有可相對於測量尺規移動的測量頭，該測量頭包括用於生成增量軌跡的圖像的光學成像裝置以及用於檢測所述圖像的多個光感測器。為了提供增量軌跡的光學掃描，設置了包括兩個光源的增量軌跡的照射裝置，這兩個光源產生以一定角度照射在測量尺規的散射區域和反射區域上的光，其被選擇為使得直接在測量尺規的反射區域上反射的光不會照射到光學成像裝置上，因此不會被光感測器檢測到。相反，所述感測器裝置被設計成僅檢測在測量尺規的散射區域處散射的光，該散射區域基本上垂直于形成有測量尺規的金屬表面（這相當於根據暗場測量原理對測量尺規的散射區域進行光學檢測）。為了實現感測器裝置能夠檢測到測量尺規的散射區域，並與反射區域具有盡可能大的對比度，EP 3060887 B1中建議以脈衝鐳射對表面進行處理，以在金屬表面上產生測量尺規的散射區域，使得每個散射區域具有至少兩個線狀凹陷，所述線狀凹陷基本上垂直于所述增量軌跡的縱向方向延伸，並在所述增量軌跡的縱向方向上一個接一個地佈置成行，形成為漫反射入射光，其中，所述散射區域的每一個線狀凹陷都由多個彼此重疊設置的、基本上呈圓形的凹陷形成。關於散射區域的線狀凹陷的尺寸以及散射區域的線狀凹陷的相互佈置，專利檔EP 3060887 B1中公開了可以適當地選擇所述線狀凹陷在增量軌跡的縱向方向上的寬度和/或兩個相鄰的線狀凹陷之間的相應距離，以獲得相對均勻的單個散射區域的線狀凹陷的漫反射光的空間強度分佈，以及，測量尺規的散射區域可以由感測器裝置回應於在這種情況下根據與反射區域具有相對較大對比度的暗場測量原理實現的測量尺規的散射區域的光學檢測來檢測，當每一線狀凹陷在所述增量軌跡的縱向方向上具有3.5µm至12µm的寬度，優選為6µm至9µm，特別是大約7µm的寬度時，兩個相鄰的平行線狀凹陷之間的距離大於零。在這方面，專利文獻EP 3060887 B1中特別提出，所述散射區域在每種情況下都具有至少三個平行的線狀凹陷，這些線狀凹陷垂直于增量軌跡的縱向方向定向並且以6-9μm、優選以大約7.5μm的距離彼此間隔開。

專利文獻EP 3060887 B1中所公開的測量尺規在根據明場測量原理對測量尺規進行光學掃描時會出現問題。在這種情況下，照射到測量尺規上的光在反射區域上被反射並在在各個散射區域（其在每種情況下都由若干個線狀凹陷形成，且它們彼此間隔開）上被散射，使得根據的明場測量原理，感測器裝置能夠回應於對測量尺規的散射區域的光學檢測以與反射區域相比具有較低的對比度來測量尺規的散射區域，這使得對由感測器裝置產生的測量信號的評估更加困難，並顯著地影響了回應於感測器裝置在測量尺規的縱向方向上的移動來確定由感測器裝置在測量尺規的縱向方向上覆蓋的距離的準確性。

因此，現有技術中已知的型材軌道導向件，包括專利文獻EP 3060887 B1中公開的的測量尺規，並不適合於根據明場測量原理對測量尺規進行光學掃描。

因此，基於該問題，本發明的目的在於提出一種用於將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面上的優化方法，其中，所述測量尺規適合用作線性編碼器的一部分，所述線性編碼器基於明場測量原理對測量尺規進行光學掃描，並實現了以可靠的方式提供位置變化的檢測。

此外，還提供了相應的測量尺規和相應的線性編碼器。

關於該方法，本發明的目的通過如請求項1的主題來實現。關於測量尺規，本發明的目的通過如請求項10的裝置來實現，並且，關於線性編碼器，其通過如請求項13的裝置來實現。

所述方法的目的是將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面上，其中，所述導軌具有第一側表面和相對的第二側表面，其中，所述測量尺規包括在所述導軌的縱向方向上延伸的至少一條軌跡，該軌跡包括一個接一個交替佈置的若干個反射區域以及標記區域，所述標記區域中的每一個橫向於所述至少一個軌跡的縱向方向以線狀方式延伸，並且，所述方法具有以下方法步驟：

提供用於產生雷射光束的脈衝雷射器；以及

通過在所述導軌的所述第一側表面的、與所述至少一個標記區域相對應的第一區域中引入微結構來提供所述標記區域中的至少一個，其中：

所述雷射器產生具有若干光脈衝序列的雷射光束，並且，所述雷射光束被導向到第一側表面的第一區域，使得所產生的多個光脈衝序列中的每個單獨的光脈衝只照射第一區域的子區域，以使得被相應的單個光脈衝照射的第一區域的該子區域的第一側表面由於被相應的單個光脈衝照射而發生改變，從而使得在被相應的單獨光脈衝照射之後，所述第一側表面具有所述第一側表面的空間調製，其在被相應的單獨光脈衝照射的第一區域的子區域上延伸，其中，在所述至少一個軌跡的縱向上的空間擴展小於該第一區域在該至少一個軌跡的縱向方向上的空間擴展，並且，通過相應的單個光脈衝照射的子區域在橫向於所述至少一個軌跡的縱向方向上的空間擴展小於所述第一區域在橫向於所述至少一個軌跡的縱向方向上的空間擴展；

所述雷射光束相對於所述導軌移動，使得所產生的多個光脈衝序列中的至少幾個光脈衝按時間順序依次地照射第一區域的多個不同的子區域，這些子區域在空間上彼此排列分佈。

對於若干個不同的照射子區域中的每一單獨照射子區域，因此存在若干個不同的照射子區域中的至少另一個照射子區域，其在所述至少一條軌跡的縱向方向上和/或橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向上相對於所述若干個不同的照射子區域中的相應的單個照射子區域偏移，使得所述若干個不同的照射子區域中的相應的單個照射子區域和所述若干個不同的照射子區域中的至少另一個照射子區域間具有重疊部分，其中，所述若干個不同的被照射子區域一起形成所述第一側表面的、與所述第一區域一致的區域。

對於若干個不同的照射子區域中的每一單獨照射子區域，因此存在若干個不同的照射子區域中的至少兩個其它照射子區域，它們在空間上相對於所述若干個不同的照射子區域中相應的單獨照射子區域偏移使得所述至少兩個其它照射子區域的其中一個相對於若干個不同照射子區域中相應的單獨照射子區域在所述至少一條軌跡的縱向方向上偏移，並且，所述至少兩個其它照射子區域的其中一個和所述若干個不同照射子區域中該相應的單獨照射子區域（在所述至少一條軌跡的縱向方向上）具有重疊部分，以及，所述至少兩個其它照射子區域的另一個照射子區域相對於若干個不同照射子區域中相應的單獨照射子區域在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向的方向上偏移，且所述至少兩個其它照射子區域的另一個照射子區域和所述若干個不同照射子區域的相應單獨照射子區域（在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向上）具有重疊部分。

根據本發明的方法，雷射光束在導軌的第一側表面的、與待施加測量尺規的標記區域相對應的第一區域上二維地移動，使得所述第一側表面的第一區域的不同子區域一個接一個地被依次照射。通過其中一個光脈衝對子區域進行照射，會對構成導軌的第一側表面的材料產生局部輕微去除和/或空間再分佈，從而在光脈衝照射後，改變被照射子區域的表面形狀。

在本文中，術語“被相應的單獨光脈衝照射的第一區域的子區域”指的是第一側表面的子區域，其中，在該照射的子區域中的表面的形狀由於被相應的單獨光脈衝照射而具有空間調製形式的變化（與被相應的單獨光脈衝照射之前的表面相比）。需要重點指出的是，所述第一側表面的子區域的空間擴展可以隨相應光脈衝的強度的變化而變化，其中，所述第一側表面的子區域中的照射子區域的表面形狀由於被相應的單獨光脈衝照射而發生變化。

由於雷射光束在導軌的第一側表面的第一區域移動，使得不同的照射子區域中的每一個都必須與照射子區域中的至少其它一個照射子區域重疊，因此，所述導軌的第一側表面的第一區域在通過光脈衝照射之後發生空間調製，使得第一區域中的第一側表面與其在通過光脈衝照射之前的狀態相比具有增加的粗糙度。通過光脈衝對第一區域的照射，提供了第一側表面的微結構化，使得在照射之前是光滑的表面在照射之後在整個第一區域中具有隆起（“微結構”）的佈置，這代表了表面基本上均勻的粗糙度。

表面的這種粗糙度變化改變了被照射的第一區域中的表面的反射率，使得垂直於所述表面入射的光在所述表面的被照射的第一區域中基本上不會垂直於所述表面被反射回來，而是被重複散射並在被照射的第一區域中在各隆起之間被吸收。

被相應的單獨光脈衝照射的所述第一區域的子區域在空間上分佈成使得被單獨光脈衝照射的每個子區域與被相應的單獨光脈衝照射的至少兩個其它子區域具有重疊部分。 各個子區域在空間上彼此偏移，使得每個被光脈衝照射的子區域在每種情況下都與在至少一條軌道的縱向方向上偏移的另一子區域具有重疊部分，並且在每種情況下還與在橫向於所述至少一條軌道的縱向方向上偏移的另一子區域具有重疊部分。因此，在每種情況下被單獨光脈衝照射的第一區域的子區域在兩個維度（即，在所述至少一條軌跡的縱向方向上以及在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向的方向）上具有重疊部分。由於在兩個維度上的重疊，使得所述表面的反射率在被照射的第一區域中顯著下降。

因此，根據本發明的方法製造的測量尺規具有以下優點：測量尺規的各個標記區域基本上吸收垂直於表面入射的光。在這種情況下，用於光學掃描目的的線性編碼器的感測器裝置基本上能夠專門檢測已經反射到反射區域的光。

因此，根據與反射區域相比具有相對較大的對比度的明場測量原理，在對標記區域進行光學檢測期間，感測器裝置可以很好地檢測到測量尺規的標記區域。

因此，根據本發明，特別是借助於脈衝雷射器在測量尺規的相應標記區域中將微結構引入到導軌的第一側表面上，從而在不去除材料的情況下形成暗的、高對比的表面。在導軌的表面上，極短的光脈衝產生具有納米範圍內的多個隆起結構。該微結構表面確保了光散射的減少，並在測量尺規的相應標記區域內形成永久深且視野穩定的表面黑化。

根據本發明，換言之，導軌的高反射金屬表面通過高能輻射（鐳射輻射）被部分地粗糙化，以便在金屬表面內提供吸收區域。具體地，金屬表面因此被具有高能鐳射輻射的短雷射脈衝熔化。特別地，粗糙化區域通過持續時間小於15納秒的短雷射脈衝熔化，然後在脈衝暫停期間發生表面的立即再固化。

如果用於在標記區域中引入微結構的光脈衝是超短脈衝的（即脈衝持續時間為20皮秒或小於20皮秒），則某些參數區域中的顏色變化還保持耐腐蝕性。其原因在於，由於使用超短脈衝鐳射，熱影響區非常小，使得可以在粗糙化區域中形成自修復氧化物層。

根據本發明，將測量尺規施加到導軌的表面的方法的優點尤其體現在：所引入的微結構具有所謂的視角穩定性。由於在導軌的第一側表面引入微結構時產生的納米結構以重複散射的方式反射和吸收光，因此，可以使所有視角的對比度都非常高且均勻。

由於借助於脈衝鐳射在導軌的第一側表面引入了微結構，因此，在金屬上還引起了顯著的顏色變化，直到在標記區域中形成深黑色陰影。

此外，使用超短脈衝雷射器還具有這樣的結果，即可以在第一側表面中引入非常小且精細的粗糙化區域。當使用超短脈衝雷射器時，脈衝持續時間比其它標記雷射器的情況短約10，000倍，從而能量更豐富，並且可以以非常小的光斑尺寸來施加粗糙化區域。因此，本發明的方法特別適合於實現導軌的第一側表面中的細絲狀粗糙化區域，尤其是導軌的第一側表面的細絲狀吸收區域。

由於在使用超短脈衝鐳射時的曝光時間短，因此保持了表面的化學完整性，從而使得在粗糙化區域中引入耐腐蝕性，並因此使得所述測量尺規的標記區域形成耐腐蝕性。

根據本發明方法的優選實施方式，特別地，所述雷射器是通過脈衝持續時間小於15納秒的光脈衝或通過脈衝持續時間小於20皮秒的光脈衝來產生脈衝鐳射的短脈衝雷射器。選擇鐳射的脈衝參數和/或鐳射焦點，使得當將微結構引入導軌的第一側表面中形成納米範圍內的材料粗糙化時，不會產生材料的去除或至少不會沿著表面路徑產生明顯的材料去除。

超短脈衝鐳射的使用可使得在沒有熱和機械影響的情況下對導軌的側表面進行准處理。光脈衝以及能量輸入的持續時間非常短，以至於根本不會向相鄰原子傳遞溫度，因此也避免了在參數選擇不合適的情況下可能產生的熱應力裂紋。因此，通過超短脈衝鐳射將微結構引入導軌的第一側表面中也可以被認為是“冷處理”，在冷處理期間，通過鐳射在納米範圍內對材料進行結構化處理。

例如，雷射光束可以是基本圓形的光束，其直徑被選擇為使得其在導軌的第一側表面上的直徑為3.5μm至12μm，優選6μm至9μm，特別是大約8μm。

為了在導軌的第一側表面的、對應於標記區域的第一區域中引入微結構，所述雷射光束可以被導向到所述第一側表面的所述第一區域，使得所述若干個不同的照射子區域的單個照射子區域與所述若干個不同的照射子區域的至少另一個照射子區域之間在所述至少一個軌跡的縱向方向上的重疊部分具有空間擴展，該空間擴展在所述至少一條軌跡的縱向方向上是被相應的單個光脈衝照射的所述第一區域的子區域的空間擴展的20-50%。因此，雷射光束可以在所述第一側表面的第一區域被導向，使得所述若干個不同的照射子區域中的相應的單個照射子區域與所述若干個不同的照射子區域中的至少另一個照射子區域之間在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向的方向上的重疊部分具有空間擴展，該空間擴展在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向是被相應的單個光脈衝照射的所述第一區域的子區域的空間擴展的20-50%。由於不同的照射子區域之間的上述重疊，確保了在第一側表面的第一區域中引入的微結構包括多個較小的隆起，這些隆起在空間上基本均勻地分佈在第一區域的整個區域上，且其代表了在第一區域的整個區域上的表面的特別精細的結構和均勻的粗糙化。通過這種方式，入射到相應標記區域的光可以在第一區域的整個區域上被基本均勻地吸收。

為了進一步優化可通過測量尺規獲得的對比度，在通過脈衝雷射光束將微結構引入到導軌的第一側表面中之前，至少對第一側表面進行表面處理，以便特別是從第一側表面去除少量的材料。

可替代地或另外，為此目的，在通過雷射光束將微結構引入導軌的第一側表面中之後，至少對工件的第一側表面進行表面清潔。

通過這些措施，可以實現測量尺規的高反射區域。

特別地，在本文中，在通過脈衝雷射光束將微結構引入到導軌的第一側表面中之前，通過拋光對所述第一側表面進行表面處理。在本文中，優選的是，經處理後的第一側表面的最大平均粗糙度值（Ra）為0.3μm，優選地，所述最大平均粗糙度值（Ra）為0.1μm，更優選的，所述平均粗糙度值（Ra）約為0.007μm至0.1μm。特別地，在本文中，可以設想的是，至少通過拋光盤、通過鐳射拋光和/或通過電拋光對所述第一側表面進行表面處理。通過這種方式，所述第一側表面在拋光之後具有特別高的光反射率。因此，在通過脈衝雷射光束將測量尺規施加到拋光的第一側表面上之後，所述測量尺規的反射區域具有特別高的光反射率。

在對導軌的第一側表面進行拋光之後，可通過光脈衝將所述微結構引入到第一側表面，使得在所述測量尺規的其中一個標記區域中引入微結構之後，所述測量尺規的其中一個反射區域的第一側表面的平均粗糙度值（Ra）比所述側表面的平均粗糙度值大10倍以上。這樣，就可以通過感測器裝置來檢測所述測量尺規的所述標記區域，其中，所述感測器裝置用於根據與反射區域相比具有特別大的對比度的明場測量原理來光學地檢測標記區域的。

如前所述，在通過脈衝雷射光束將相應的微結構引入到第一側表面中之後，優選對第一側表面進行表面清潔。尤其是鐳射處理和/或振動清潔或借助於超聲波的清潔。這種類型的表面清潔尤其適用於通過短脈衝雷射器將微結構施加到相應的標記區域的情況，其中，所述短脈衝雷射器通過脈衝持續時間在納秒範圍內的光脈衝產生脈衝鐳射。在通過脈衝持續時間在納秒範圍內的光脈衝處理第一側表面期間，其中一個光脈衝在第一側表面上的照射效果是：由於在被衝擊光脈照射的區域內的側表面的局部熱應力，被衝擊光脈衝照射的區域內的表面的結構發生改變，使得在被衝擊光脈衝照射的區域內，形成第一側表面的材料的原子形成了多個小顆粒，這些小顆粒沒有牢固地結合在第一側表面上，而只是鬆散地附著在第一側表面上。這些僅鬆散地附著在第一側表面上的顆粒的形成，局部地影響了被入射光脈衝照射的區域內的第一側表面的機械和化學穩定性。由於在通過脈衝雷射光束將相應的微結構引入到第一側表面之後，對第一側表面進行表面清潔，因此可以完全去除在被光脈衝照射的區域中產生的、並且鬆散地附著在第一側表面上的顆粒。通過這種方式，可以提高在被入射光脈衝照射的區域中的第一側表面的機械和化學穩定性。

對於可以通過本發明的方法創建的測量尺規，根據本發明的進一步改進，特別地，所述導軌具有從所述第二側表面開始的至少一個盲孔、並優選具有多個盲孔，且所述盲孔優選包括內螺紋。在這種情況下，工件的所述第一側表面應特別地設置為沒有孔。盲孔的作用是通過可以擰入到相應的盲孔中的螺釘將導軌固定到結構上。由於盲孔形成在第二側表面上，並因此不會一直延伸到第一側表面，因此，整個第一側表面可以用於形成測量尺規。這使得可以提供具有特別小的橫截面表面的帶有測量尺規的導軌，並因此對於生產具有橫向於相應導軌的縱向方向的方向上具有相對較小尺寸的型材軌道導向件是有利的。

所述測量尺規可以以這樣的方式形成：使得在導軌的縱向方向上線性延伸的至少一條軌跡被形成為具有多個等距佈置的標記區域的增量軌跡。

或者，所述測量尺規也可以以這樣的方式形成，在所述導軌的縱向方向上線性延伸的至少一條軌跡被形成為具有用於編碼至少一個參考位置的至少一個標記區域的參考軌跡，或被形成為具有在所述導軌的縱向方向上一個接一個地依次佈置、以用於編碼若干個不同參考位置的若干個標記區域的參考軌跡。

根據另一實施方式，本發明的測量尺規具有第一軌跡，其在導軌的縱向方向上線性延伸並被形成為具有多個等距佈置的標記區域的增量軌跡，並且，所述第一軌跡還具有參考軌跡，其平行地佈置在所述第一增量軌跡的旁邊並具有用於編碼一個或若干個參考位置的一個或若干個標記區域。由此，所述參考軌跡被特別形成為確定測量頭沿著測量尺規的絕對位置。為了確定測量頭在任何位置處的相應絕對位置，例如，可以測量所述測量頭相對於所述參考軌跡的某個參考標記的相對位置（在第一增量軌跡上測量）變化。因此，借助於所述參考軌跡，線性編碼器可以不僅檢測測量頭的位置變化，而且還可以檢測測量頭分別相對於測量尺規或導軌的縱向方向的絕對位置。

如上文所述，本發明的測量尺規被特別形成為與線性編碼器結合使用，其中，所述線性編碼器提供了所述測量尺規的光學掃描。這種類型的線性編碼器具有至少一個如本發明所述的測量尺規以及感測器裝置，所述感測器裝置被形成為光學地掃描測量尺規的至少一個軌跡。

因此，所述線性編碼器的至少一個感測器裝置可具有能相對於測量表示移動的測量頭，所述至少一個感測器裝置包括用於生成至少一條軌跡的圖像的光學成像裝置以及用於檢測圖像的多個光感測器，其中，所述感測器裝置可以特別地形成為使得所述光感測器在檢測圖像時生成輸出信號。在測量頭的位置相對於導軌的縱向方向發生變化的情況下，由光感測器產生的輸出信號隨測量尺規的不同標記區域在所述導軌的縱向方向上的相應佈置而變化。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做詳細說明，說明如後：

除非另外說明，否則相同的附圖標記在每種情況下都用於表示附圖中的相同元件。

圖1和圖2顯示距離測量系統10的操作模式，該距離測量系統10用於測量在導軌2上被導向的型材軌道導向件1的可移動體3在線性型材軌道導向件1的導軌2的縱向方向上覆蓋的距離。在此，型材軌道導向件1的可移動體3在導軌2上被導向，使得其可以在導軌2的縱向方向上線性移動。為此，所述型材軌道導向件1的可移動體3可以例如通過滾動體（圖未示）支撐在導軌2上。在圖1和圖2中，假設圖1和2中所示的笛卡爾坐標系的X軸分別具有在導軌2的縱向方向上延伸的三個正交軸X、Y或Z（分別為X軸、Y軸或Z軸），因此，可移動體3可以沿X軸的方向線性移動。

圖1和圖2所示的距離測量系統10包括根據明場測量的原理工作並測量在導軌2的縱向方向上被主體3覆蓋的距離的光學線性編碼器11。為此，所述線性編碼器11包括在導軌2的縱向方向上延伸的測量尺規15和至少一個感測器裝置20，其中，所述測量尺規15包括在導軌2的縱向方向上線性延伸的至少一條軌跡，所述軌跡包括一個接著另一個依次交替佈置的多個反射區域和標記區域，所述至少一個感測器裝置20被形成為光學掃描測量尺規15的至少一條軌跡。

如圖1所示，測量尺規15形成在導軌2的第一側表面2.1上。為了對測量尺規15進行光學掃描，所述感測器裝置20包括測量頭21，所述測量頭21可在導軌2的縱向方向上移動並且可固定到可移動體3，使得所述測量頭21被佈置成與導軌2的設有測量尺規15的側表面2.1相對，並且回應於可移動體3在導軌2的縱向方向上的移動而與可移動體3一起移動。

如圖1和圖2所示，測量尺規15包括佈置在所述第一側表面2.1上且在導軌2的縱向方向上彼此平行延伸的兩條不同的軌跡，所述兩條不同的軌跡包括一個接一個地彼此交替佈置的若干個反射區域和標記區域，其中：第一軌跡SP1，其形成為具有多個等距佈置的標記區域的增量軌跡，第二軌跡SP2，其形成為參考軌跡並具有用於編碼至少一個參考位置的至少一個標記區域，或者，所述第二軌跡SP2也可具有在所述導軌2的縱向方向上一個接一個地佈置的若干個標記區域，以用於編碼若干個不同的參考位置。

如圖2所示，測量尺規15的第一軌跡SP1和第二軌跡SP2的標記區域中的每一個在每種情況下都在導軌的第一側表面2.1上以線狀方式在如圖1和圖2所示的Y軸方向上延伸，即，分別橫向於測量尺規15的縱向方向或橫向於導軌2的縱向方向上延伸。

如圖2所示，第一軌跡SP1（增量軌跡）包括多個標記區域M，所述標記區域M的幾何形狀、在X軸方向上的空間擴展以及在Y軸方向上的空間擴展是相同的。在兩個在X軸方向上直接一個接一個佈置的相鄰的標記區域M之間形成有反射區域S，其中，第一軌跡SP1的所有反射區域S在X軸方向上的空間擴展以及在Y軸方向上的空間擴展是相同的。

如圖2所示，在本示例中，第二軌跡SP2（參考軌跡）分別包括若干個（在此，例如，總共十四個）標記區域M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13或M14，這些標記區域在導軌2的縱向方向上一個接一個地佈置成一行。

對於第二軌跡SP2，在兩個在X軸方向上直接一個接一個佈置的相鄰的標記區域之間也形成有反射區域，使得上述一個接一個地佈置成一行的標記區域M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13或M14分別與反射區域S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14或S15交替佈置。然而，第二軌跡SP2的標記區域M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13和M14在X軸方向上的空間擴展彼此並不完全相同。反射區域S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14和S15在X軸方向上的空間擴展同樣彼此也不完全相同。以這種方式，第二軌跡SP2的不同的標記區域和反射區域提供了對若干個不同的參考位置的編碼，這些參考位置在每種情況下都明確地限定了若干個不同的絕對位置。

測量頭21具有光源22（例如LED），通過該光源發射光束22.1形式的光，該光束基本上垂直地指向導軌2的側表面2.1，使得由光源22發射的光的一部分照射在測量尺規15的第一軌跡SP1上，並且，由光源22發射的光束22.1的另一部分照射在測量尺規15的第二軌跡SP2上。線性編碼器11的運行模式要求由光源22發射的光束22.1在導軌2的側表面2.1上規則（鏡面狀）反射，其中，每個入射光束都盡可能地與以與表面法線相同的角度反射。

如圖1所示，由光源22發射的照射在測量尺規15的第一軌跡SP1上的那部分光束22.1在第一軌跡SP1上反射；在測量尺規15的第一軌跡SP1上被反射的光在圖1中以“RL1”標識的光束表示。由光源22發射照射在測量尺規15的第二軌跡SP2上的那部分光束22.1相應地在第二軌跡SP2上反射；在測量尺規15的第二軌跡SP2上被反射的光在圖1中以“RL2”標識的光束表示。

如圖1所示，所述測量頭21包括電子光感測器晶片25，其被形成為檢測在第一軌跡SP1上反射的光RL1和在第二軌跡SP2上反射的光RL2，並且分析反射光RL1的強度空間分佈和反射光RL2的強度空間分佈。

為此，光感測器晶片25包括用於檢測在測量尺規15的第一軌跡SP1上反射的光RL1的多個光感測器的第一裝置25.1和用於檢測在測量尺規15的第二軌跡SP2上反射的光RL2的多個光感測器的第二裝置25.2，以及，被形成為評估光感測器的第一裝置25.1的相應輸出信號和/或光感測器的第二裝置25.2的輸出信號的其它電子元件（圖未示）。

根據本發明，所述測量尺規15被設計成使得各個標記區域，即，第一軌跡SP1的標記區域M和第二軌跡SP2的標記區域M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13和M14基本上吸收由光源22發射的並且照射在相應標記區域上的光束22.1，並且不會在光感測器的第一裝置25.1的方向上和/或在光感測器的第二裝置25.2的方向上反射該光。在這種情況下，在測量尺規15的第一軌跡SP1上反射的光RL1基本上由已經在第一軌跡SP1的反射區域S上反射的光組成。因此，在測量尺規15的第二軌跡SP2上反射的光RL2基本上由已經在第二軌跡SP2的反射區域S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14和S15上反射的光組成。

在上述情況下，在測量尺規15的第一軌跡SP1上反射的光RL1的強度空間分佈在導軌2的縱向方向上具有空間變化，這與第一軌跡SP1的反射區域S在導軌2的縱向方向上的空間佈置相對應。因此，在測量尺規15的第二軌跡SP2上反射的光RL2的強度空間分佈在導軌2的縱向方向上具有空間變化，這與第二軌跡SP2的反射區域S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S1 S14和S15的空間佈置相對應。

所述光感測器的第一裝置25.1包括多個光感測器（圖1未示），它們在導軌2的縱向方向上一個接一個地佈置成一排。光感測器的第二裝置25.2相應地也包括多個光感測器（圖1未示），它們在導軌2的縱向方向上一個接一個地佈置成一排。

如果可移動體3在導軌2的縱向方向上移動，則測量頭21的光感測器裝置25.1和光感測器裝置25.2也分別在測量尺規15的第一軌跡SP1或第二軌跡SP2的縱向方向上移動。在這種情況下，由光感測器的第一裝置25.1的各個光感測器檢測到的在第一軌跡SP1上反射的光RL1的強度在每種情況下都隨可移動體3的位置相對於導軌2的縱向方向的變化而變化，以回應於可移動體3在導軌2的縱向方向上的移動。

由於第一軌跡SP1被形成為增量軌跡並且第一軌跡SP1的標記區域M在每種情況下都是在導軌2的縱向方向上一個接一個地等距佈置，因此，由光感測器的第一裝置25.1的各個光感測器檢測的在第一軌跡SP1上反射的光RL1的強度在每種情況下都隨可移動體3的位置相對於導軌2的縱向方向的變化而呈週期性變化，以回應於可移動體3在導軌2的縱向方向上的移動。相應地，光感測器的第一裝置25.1的各個光感測器在每種情況下都產生輸出信號，所述輸出信號隨著可移動體3相對於導軌2的縱向方向的位置變化而週期性地變化，以回應可移動體在導軌2的縱向方向上的移動。

光感測器的第一裝置25.1的光感測器通常可以這樣形成：回應於所述可移動體3在所述導軌2的縱向方向上的移動，所述光感測器的第一裝置25.1的各個光感測器分別產生輸出信號，所述輸出信號隨所述可移動體3相對於導軌2的縱向方向的位置變化而呈現分別對應於數學正弦函數或余弦函數的過程的週期性變化。因此，對光感測器的第一裝置25.1的光感測器的輸出信號的評估可確定回應於可移動體3在導軌2的縱向方向上的移動而覆蓋的距離。

如上所述，第二軌跡SP2被形成為參考軌跡，其中，所述第二軌跡SP2的標記區域M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13和M14在X軸方向上的空間擴展彼此不完全相同，並且，第二軌跡SP2的反射區域S1、S2、S3、S4、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14和S15在X軸方向上的空間擴展彼此也不完全相同。

在這種情況下，由光感測器的第二裝置25.2的各個光感測器檢測的在第二軌跡SP2上反射的光RL2的強度在每種情況下都隨可移動體3相對於所述導軌2的縱向方向的位置變化而變化，以回應於所述可移動體3在所述導軌2的縱向方向上的移動，然而，該變化並不會隨著可移動體3相對於導軌2的縱向方向的位置變化而具有週期性的變化過程。

相應地，光感測器的第二裝置25.2的各個光感測器在每種情況下都產生輸出信號，以回應於可移動體3在導軌2的縱向方向上的移動，所述輸出信號並不會隨可移動體3相對於導軌2的縱向方向的位置變化而呈現週期性地變化。因此，對光感測器的第二裝置25.2的光感測器的輸出信號進行評估，可確定可移動體3相對於測量尺規15的第二軌跡SP2的標記區域和反射區域的相應位置的絕對位置。

鋼、尤其是不銹鋼通常被用作線性型材軌道導向件的導軌材料。此類導軌的表面按照標準進行打磨（即未拋光的），通常具有偏離平整區域的輪廓，使得此類型的表面產生光的漫反射。

如果由光源22發射的光束22.1在測量尺規15的相應反射區域上漫反射，則這可能影響距離測量系統10的測量精度。

關於在圖1和圖2的導軌2的第一側表面上實現測量尺規15，有利的是，在通過本發明的方法將測量尺規15施加到導軌2的側表面2.1之前，先對側表面2.1進行表面處理，以從所述導軌2的第一側表面2.1少稍微去除材料，以減小所述側表面2.1的原有粗糙度，並相應地將側表面2.1形成為盡可能光滑或平整。

對於型材軌道導向件的表面處理，對導軌2的表面優選側表面2.1區域進行拋光。拋光可以以各種方式進行，特別是通過利用具有非常細的細微性（400或更細）的陶瓷研磨盤進行預拋光，並且隨後通過以橡膠或合成樹脂相結合為基材的拋光盤進行拋光。替代拋光盤進行拋光的另一種製造類型是鐳射拋光或電拋光或通過拋光刷進行拋光。

在對側面2.1進行這種表面處理之後，隨後通過脈衝雷射器將測量尺規15的各個標記區域施加到所述導軌2的第一側表面2.1上。下面將例如參考圖3A-圖3B，來描述利用本發明的方法來施加測量尺規15的各個標記區域的示例。

圖3A（側表面2.1的俯視圖）顯示側表面2.1的第一區域B1，在該第一區域B1中，側表面2.1將借助於脈衝鐳射被處理，以在第一區域B1中形成微結構，該微結構表示測量尺規15的第一軌跡SP1或第二軌跡SP2的其中一個標記區域。

由於測量尺規15的第一軌跡SP1或第二軌跡SP2的相應標記區域在每種情況下以橫向於測量尺規15的縱向方向（即，圖1和圖2中所示的X軸方向）的線狀方式延伸，因此，假設在圖3A的示例中，第一區域B1基本上具有矩形的形狀，其具有在測量尺規15的縱向方向上的延伸段DBX和在橫向於所述測量尺規15的縱向方向（即，圖1和圖2中所示的Y軸方向）上的延伸段DBY。

為了在表示測量尺規15的第一軌跡SP1或第二軌跡SP2的標記區域之一的區域B1中引入微結構，設置了用於產生雷射光束的脈衝雷射器，其中，所述脈衝雷射器通過若干個光脈衝序列來產生雷射光束。所述雷射光束射向所述第一側表面2.1的第一區域B1，使得只有第一區域B1的子區域被所產生的多個光脈衝序列中的每個單獨光脈衝所照射。

在圖3A所示的示例中，假設在垂直於雷射光束的傳播方向的平面中，雷射光束具有直徑為DL的基本上為圓形的光束輪廓，從而使得當雷射光束照射在側表面2.1上時，雷射光束的單個光脈衝以鐳射照射側表面2.1的具有圓形形狀的區域，其中，在所示示例中，被單個光脈衝照射的該區域的直徑與雷射器的直徑DL基本相對應。

在本示例中，假設當雷射光束的單獨光脈衝照射在所述側表面2.1上時，側表面2.1以這樣的方式照射，即，由於通過單獨光脈衝的照射，側表面2.1在具有直徑D的圓形形狀的圓形區域中發生變化，使得側表面2.1在具有直徑D的上述圓形區域中具有空間調製形式的變化（與被相應的單獨光脈衝照射之前的表面形狀相比）。在圖3A所示的示例中，“被相應的單獨光脈衝照射的第一區域B1的子區域”相應地在每種情況下被示為側表面2.1的由具有直徑為D的圓限定的區域。

特別地，在圖3A所示的示例中，還假設雷射光束照射第一側表面2.1的第一區域B1，使得被相應的單個光脈衝照射的第一區域B1的子區域在測量尺規15的縱向方向（即，在X軸方向）上的空間擴展D小於第一區域B1在所述測量尺規15的縱向方向上的空間擴展DBX，並且，被相應的單個光脈衝照射的子區域在橫向於所述測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸方向）上的空間擴展D小於第一區域B1在橫向於所述測量尺規15的縱向方向上的空間擴展DBY。

在圖3A所示的示例中，所述雷射光束相對於導軌2移動，使得所生成的若干個光脈衝序列中的至少若干個光脈衝按時間順序照射第一區域B1的、相對於彼此在空間上分佈佈置的若干個不同子區域，其中，對於若干個不同照射子區域中的每個單獨的照射子區域，存在若干個不同的照射子區域中的至少另一個照射子區域在測量尺規15的縱向方向上（即，在X軸的方向上）和/或橫向於測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸的方向上）相對於若干個不同的照射子區域中的相應的單獨一個照射子區域發生偏移，使得若干個不同的照射子區域中的相應的單獨一個照射子區域和若干個不同的照射子區域中的至少一個其它照射子區域重疊，其中，若干個不同的照射子區域一起形成了第一側表面的、與第一區域B1一致的區域。

據此，雷射光束在所述導軌2的第一側表面2.1的第一區域B1上進行二維移動（即，在X軸方向和Y軸方向），該第一區域B1對應於待施加測量尺規15的標記區域，從而使得第一區域B1的不同子區域一個接一個地相繼被照射。

通過其中一個光脈衝來照射子區域，會對構成所述導軌2的第一側表面2.1的材料（鋼）產生局部的輕微去除和/空間再分佈，從而在被光脈衝照射之後，被照射子區域內的表面的形狀會發生改變。由於雷射光束在第一區域B1上移動，使得不同的被照射的子區域中的每一個必須與被照射的子區域中的至少另一個具有重疊部分，因此使得導軌2的第一側表面2.1在第一區域B1中在被光脈衝照射之後具有空間調製，從而使得第一區域B1中的第一側表面2.1與光脈衝照射之前的狀態相比，其粗糙度增加。通過光脈衝對第一區域的照射提供了第一側表面的微結構化，使得在照射之前的光滑的表面在整個第一區域的照射之後，在第一區域B1中具有隆起（“微結構”）的佈置，這代表表面基本均勻的粗糙化。

在圖3A所示的示例中，所述第一區域B1的雷射光束的直徑DL或在每種情況下分別被光脈衝照射的子區域的直徑D，分別與第一區域B1在測量尺規15的縱向方向上的擴展段DBX以及第一區域B1在橫向於測量尺規15的縱向方向上的擴展段DBY相關，且其關係為： D＜DBX＜2D；和 D＜DBY＜nD， 其中，n是自然數（其中n≥2）

此外，還假設在每種情況下被光脈衝照射的不同子區域以這樣的方式佈置在第一區域B1中：即，具有總數為n個子區域的所有被照射子區域的第一組子區域，其中，這些第一組的各個子區域被佈置成橫向於測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸的方向上）延伸的行並由此相對於彼此佈置成在每種情況下使得不同子區域的中心點在橫向於測量尺規15的縱向方向相對於彼此偏移預定距離。如圖3A所示，上述第一組子區域整體形成第一區域B1的第一線形部分，其在圖3A中以附圖標記“L1”表示，該第一線性部分在橫向於測量尺規15的縱向方向的方向上的擴展與第一區域B1的擴展段DBY相同，並且該第一線性部分在測量尺規15的縱向方向上的擴展與分別通過光脈衝照射的子區域的直徑D相同。

需要重點指出的是，圖3A中並沒有顯示上述第一組子區域的佈置在第一線形部分L1的所有子區域，而是（為清楚起見）僅圖示了上述第一組子區域中的四個相應子區域，其中，這四個子區域在圖3A中以附圖標記“TB11”、“TB15”、“TB16”和“TB1n”表示。由此，兩個子區域“TB11”和“TB1n”在Y軸的方向上相對於彼此偏移地佈置，使得子區域“TB11”相對於Y軸佈置在第一線形部分L1的一端，而子區域“TB1n”相對於Y軸佈置在第一線形部分L1的另一端上（即，位於子區域“TB11”的對面）。兩個子區域“TB15”和“TB16”相對於彼此佈置成使得在Y軸的方向上，子區域“TB16”的中心點相對於子區域“TB15”的中心點偏移距離ΔY。在本示例中，距離ΔY被選擇為使得所述距離ΔY優選大於或等於在每種情況下通過光脈衝照射的子區域的直徑D的一半，並且，所述距離ΔY優選小於在每種情況下被光脈衝照射的子區域的直徑D的80%（即，D/2≤ΔY＜0.8*D）。 因此，兩個子區域“TB15”和“TB16”具有重疊部分，如圖3A中的附圖標記為“UY”的陰影區域所示。在Y軸的方向上，重疊部分UY具有延伸段DUY，所述延伸段DUY優選位於在Y軸方向上被單個光脈衝照射的子區域的空間延伸段D的20-50%的範圍內。

延伸段DUY與在每種情況下被光脈衝照射的所述子區域的直徑D有關，並且按以下等式與上述距離ΔY相關聯：DUY =D-ΔY。

關於上述第一組子區域中的那些未在圖3A中顯示的子區域，需要指出的是，不同子區域的中心點在每種情況下都可以橫向於所述測量尺規15的縱向方向偏移，使得對於被光脈衝照射的不同子區域中的每個單獨的子區域，都存在另一子區域，該另一子區域被光脈衝照射，且其中心點橫向於所述測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸方向上）相對於被光脈衝照射的所述不同子區域的相應單個子區域的中心點偏移一距離，該距離與圖3A中所述的子區域“TB15”和“TB16”的中心點之間的距離ΔY相對應。因此，上述第一組子區域中的每一子區域至少與上述第一組子區域中的另一子區域具有重疊部分，該重疊部分與圖3A中所示的子區域“TB15”和“TB16”的重疊部分UY相對應。

從圖3A中可看出，設置在第一區域B1中的、在每種情況下都被光脈衝照射的不同子區域被佈置成使得除了上述第一組子區域外，還存在全部被照射的子區域的第二組子區域，其數量為總共n個子區域，其中，該第二組的各個子區域佈置成橫向於測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸的方向上）延伸的行，並因此相對於彼此佈置成使得不同子區域的中心點同樣在每種情況下都橫向於測量尺規15的縱向方向相對於彼此偏移指定距離。如圖3A所示，上述第二組子區域整體形成第一區域B1的第二線形部分，其在圖3A中以附圖標記“L2”標識，該第二線性部分橫向於測量尺規15的縱向方向的延伸段與第一區域B1的延伸段DBY相同，並且，該第二線性部分在所述測量尺規15的縱向方向上的延伸段與在各情況下都被光脈衝照射的子區域的直徑D相同。

如圖3A所示，第二組子區域的被光脈衝照射的各個子區域佈置在第一區域B1的橫向於測量尺規15的縱向方向的第二線形部分L2中，以便對應於在Y軸方向上的第一線性部分L1中的第一組子區域，以類似於通過光脈衝照射的各個子區域的空間分佈的方式在空間分佈。

類似地，圖3A中也沒有顯示佈置在所述第二線形部分L2中的上述第二組子區域的所有子區域，而是（為了清楚起見）僅圖示了上述第二組子區域中的四個相應子區域，其中，這四個子區域在圖3A中以附圖標記“TB21”、“TB25”、“TB26”和“TB2n”表示。由此，兩個子區域“TB21”和“TB2n”在Y軸的方向上相對於彼此偏移地佈置，使得子區域“TB21”相對於Y軸佈置在第二線形部分L2的一端，而子區域“TB2n”相對於Y軸佈置在第二線形部分L2的另一端上（即，位於子區域“TB21”的對面）

此外，所述第二組子區域的不同子區域的中心點在每種情況下都橫向於所述測量尺規15的縱向方向相對於彼此偏移地佈置在所述第一區域B1的第二線形部分L2中，使得對於被光脈衝照射的不同子區域中的每個單獨子區域，都存在另一子區域，該另一子區域被光脈衝照射，且其中心點橫向於所述測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸方向上）相對於被光脈衝照射的所述不同子區域的相應單個子區域的中心點偏移一距離，該距離與圖3A中所述的子區域“TB15”和“TB16”的中心點之間的距離ΔY相對應。所述第二組子區域的每一子區域與所述第二組子區域的另一子區域具有重疊部分，該重疊部分與圖3A中所示的子區域“TB15”和“TB16”的重疊部分UY相對應。

如上所述，在圖3A所示的示例中，所述雷射光束的直徑DL或在每種情況下被光脈衝照射的第一區域B1的子區域的直徑D分別與第一區域B1在測量尺規15的縱向方向上的延伸段DBX間的關係滿足D＜DBX ＜2D。由於第一區域B1的第一線形部分L1以及第一區域B1的第二線形部分L2在測量尺規15的縱向方向上具有與被光脈衝照射的子區域的直徑D相同的擴展段，因此，所述第一組子區域的子區域和所述第二組子區域的子區域相對於彼此佈置成使得所述第一組子區域的子區域的中心點位於在Y軸方向上延伸的第一直線上，而所述第二組子區域的子區域的中心點位於同樣在Y軸方向上延伸的第二直線上，其中，所述第一直線和第二直線彼此平行地佈置，且在測量尺規15的縱向方向上具有小於在每種情況下都通過光脈衝照射的子區域的直徑D的距離ΔX。

因此，所述第一區域B1的第一線形部分L1和所述第一區域B1的第二線形部分L2具有重疊部分，該重疊部分在Y軸方向上延伸一長度，該長度與第一區域B1在Y軸方向上的延伸段DBY相對應，且其在測量尺規15的縱向方向上延伸一長度DUX（如圖3A所示）。所述第一區域B1的第一線形部分L1和第一區域B1的第二線形部分L2的重疊部分在測量尺規15的縱向方向上的延伸段DUX與在每種情況下都被光脈衝照射的子區域的直徑D以及上述距離ΔX之間的關係滿足以下等式：DUX=D-ΔX。

因此，第一組子區域的子區域和第二組子區域的子區域相對於彼此佈置成使得所述第一組子區域的每個子區域通常與第二組子區域的至少一個子區域間具有重疊部分，該重疊部分在所述測量尺規15的縱向方向上具有擴展段，該擴展段與所述第一區域B1的第一線形部分L1和所述第一區域B1的第二線形部分L2之間的重疊部分在測量尺規15的縱向方向上的上述延伸段DUX相同。

因此，在圖3A中以示例性的方式顯示子區域TB11和子區域TB21在測量尺規15的縱向方向上偏移佈置，使得子區域TB11和子區域TB21具有重疊部分，該重疊部分在圖3A中以同樣以附圖標記“UX”表示的陰影區域顯示。在X軸方向上，該重疊部分UX具有與上述延伸段DUX相同的延伸段。

另外，圖3A中還以示例性的方式顯示子區域TB1n和子區域TB2n在測量尺規15的縱向方向上偏移佈置，使得子區域TB1n和子區域TB2n具有重疊部分，該重疊部分在圖3A中以同樣以附圖標記“UX”表示的陰影區域顯示。因此，在X軸方向上，該重疊部分UX具有與上述延伸段DUX相同的延伸段。

此外，圖3A中還以示例性的方式顯示子區域TB15和子區域TB25在測量尺規15的縱向方向上偏移佈置，使得子區域TB15和子區域TB25具有重疊部分，該重疊部分在圖3A中以同樣以附圖標記“UX”表示的陰影區域顯示，因此，在X軸方向上，該重疊部分UX具有與上述延伸段DUX相同的延伸段。

圖3A中還顯示子區域TB16和子區域TB26在測量尺規15的縱向方向上偏移佈置，使得子區域TB16和子區域TB26具有重疊部分，該重疊部分在圖3A中以同樣以附圖標記“UX”表示的陰影區域顯示，因此，在X軸方向上，該重疊部分UX具有與上述延伸段DUX相同的延伸段。

從圖3A中還可看到，兩個子區域TB25和TB26相對於彼此被佈置成所述子區域TB26的中心點相對於子區域TB25的中心點在所述Y軸的方向上偏移距離ΔY，從而使得子區域TB25和TB26在Y軸方向上具有重疊部分，該重疊部分如圖3A中以附圖標記“UY”表示的陰影區域所示。

從圖3A中還可看出，被相應的單獨光脈衝照射的所述第一區域B1的子區域TB15，TB16，TB25和TB26因此在兩個維度（即，在所述至少一條軌跡的縱向方向以及在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向）上具有重疊部分UX和UY。

因此，被單獨光脈衝照射的所述第一區域B1的所有子區域在兩個維度（即，在所述至少一條軌跡的縱向方向以及在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向）上具有重疊部分UX和UY。

距離ΔX優選被選擇成使得重疊部分UX在X軸方向上的延伸段DUX在X軸方向上最好位於被單個光脈衝照射的子區域的空間擴展D的20-50%的範圍以內。

圖3B與圖3A類似，（以側表面2.1的俯視圖）顯示側表面2.1的第一區域B2，在該第一區域2.1中，側表面2.1將借助於脈衝鐳射進行處理，以便在第一區域B2中形成代表測量尺規15的第一軌跡SP1或第二軌跡SP2的其中一個標記區域的微結構。

與圖3A中的示例類似，圖3B中的示例也假設第一區域B2基本具有矩形的形狀，其在測量尺規15的縱向方向上具有延伸段DBX，以及在橫向於測量尺規15的縱向方向的方向（即，在圖1和圖2所示的Y軸方向）上具有延伸段DBY。

與圖3A中的示例相類似，圖3B中的示例也提供了用於生成雷射光束的脈衝雷射器，以用於在區域B2中形成微結構，其中，所述雷射器通過若干光脈衝序列來產生雷射光束，並且，所述雷射光束照射到第一側表面2.1的第一區域B2，使得只有第一區域B2的子區域被所產生的若干光脈衝序列中的每個單獨的光脈衝照射。

與圖3A的示例相類似，在圖3B的示例中，假設在垂直於雷射光束傳播方向的平面上，雷射光束具有直徑為DL的基本上圓形的光束輪廓，使得當雷射光束照射在側表面2.1上時，雷射光束的單個光脈衝以鐳射照射側表面2.1的具有圓形形狀的區域，其中，在所示示例中，被單個光脈衝照射的該區域的直徑與鐳射的直徑DL基本相對應。

與圖3A的示例相類似，在圖3B的示例中，假設當雷射光束的單獨光脈衝照射在所述側表面2.1上時，所述側表面2.1以這樣的方式被照射，即，由於通過單獨光脈衝的照射，側表面2.1在具有直徑D的圓形形狀的圓形區域中發生變化，使得側表面2.1在具有直徑D的上述圓形區域中具有空間調製形式的變化（與被相應的單獨光脈衝照射之前的表面形狀相比）。在圖3B所示的示例中，“被相應的單獨光脈衝照射的第一區域B2的子區域”相應地在每種情況下被示為側表面2.1的由具有直徑為D的圓限定的區域。

與圖3A的示例相類似，在圖3B的示例中，還假設雷射光束被引導至第一側表面2.1的第一區域B2處，使得被相應的單個光脈衝照射的第一區域B2的子區域在測量尺規15的縱向方向上（即，在X軸方向上）的空間擴展D小於第一區域B2在所述測量尺規15的縱向方向上的空間擴展DBX，並且，被相應的單個光脈衝照射的子區域在橫向於所述測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸方向）上的空間擴展D小於所述第一區域B2在橫向於所述測量尺規15的縱向方向上的空間擴展DBY。

圖3B的示例與圖3A的示例的本質區別在於，儘管圖3B的第一區域B2在橫向於所述測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸方向）上的延伸段DBY與圖3A中的第一區域B1在橫向於所述測量尺規15的縱向部分上的延伸段相同，但是，所述第一區域B2在所述測量尺規的縱向方向上的空間擴展DBX基本大於圖3A中的第一區域B1在測量尺規15的縱向方向上的擴展。後者考慮到了測量尺規15在第二軌跡SP2的區域內具有不同的標記區域的要求，其中，所述標記區域在所述測量尺規15的縱向方向上的擴展在很大程度上是不同的。

因此，在圖3A所示的示例中，第一區域B2在測量尺規15的縱向方向上的空間擴展DBX明顯大於被相應的單獨光脈衝照射的第一區域B2的子區域在所述測量尺規15的縱向方向上的空間擴展D的兩倍（即，DBX＞2*D）。

在圖3B所示的示例中，雷射光束同樣也相對於導軌2移動，使得所產生的若干個光脈衝序列中的至少若干光脈衝按時間順序照射第一區域B2的相對於彼此在空間上分佈佈置的若干不同子區域，其中，對於若干個不同被照射子區域中的每個單獨的子區域，存在若干不同的照射子區域中的至少另一個照射子區域，該至少另一個照射子區域在測量尺規15的縱向方向上（即，在X軸方向上）和/或橫向於測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸方向上）相對於若干不同的照射子區域中的相應的單獨一個照射子區域偏移，使得若干個不同的照射子區域中的相應的單獨一個子區域與若干不同的照射子區域中的至少另一個其它照射子區域具有重疊部分，其中，若干個不同的照射子區域一起形成第一側表面的、與第一區域B2一致的區域。

因此，在圖3B所示的示例中，雷射光束也在所述導軌2的第一側表面2.1的第一區域B2上進行二維移動（即，在X軸方向和Y軸方向），其中，該第一區域B2對應於待施加測量尺規15的標記區域，從而使得第一區域B2的不同子區域一個接一個地相繼被照射。

與圖3A中的示例不同，假設圖3B中的示例由於與被相應的單獨光脈衝照射的子區域的空間擴展D相比，所述第一區域B2在所述測量尺規15的縱向方向上的空間擴展DBX相對較大，因此，在每種情況下被光脈衝照射的不同子區域以這樣的方式佈置在所述第一區域B2中：存在全部被照射的子區域的兩組以上的不同子區域的組，其中，所述兩組以上的不同子區域組中的每一組在每種情況下都包括若干個子區域（具有圖3A所示示例中的子區域數量n），並且，所述兩組以上的不同組中的每組的單獨子區域被佈置成在橫向於所述測量尺規15的縱向方向（即，在Y軸方向）上延伸的行中，並由此相對於彼此佈置成使得不同子區域的中心點在每種情況下都橫向於所述測量尺規15的縱向方向相對於彼此偏移預設距離。因此，兩組以上的不同子區域組的不同之處在於，其中一組不同子區域組中的子區域的中心點相對於其它每組不同子區域組中的子區域的中心點在測量尺規15的縱向方向（即，在X軸方向）偏移預設距離。

在圖3B所示的示例中，假設存在七組不同的子區域組（或者，也可以存在更多或更少的不同組）。如圖3B所示，七組不同的子區域組中的每一組的相應子區域在每種情況下形成第一區域B2的線形部分，該線形部分在橫向於所述測量尺規的縱向方向上的延伸段與所述第一區域B2的延伸段DBY相同，且該線形部分在所述測量尺規的縱向方向上的延伸段與在每種情況下都被光脈衝照射的所述子區域的直徑D相同。

由於七組不同的子區域組中的其中一組子區域的子區域的中心點相對於所述七組不同的子區域組中的其它每一組子區域的子區域的中心點在測量尺規15的縱向方向上（即，在X軸方向上）偏移預設距離，所述七組不同子區域組中的子區域總共形成第一區域B2的七個線形部分，它們在圖3B中分別以附圖標記“L1”、“L2”、“L3”、“L4”、“L5”、“L6”或“L7”表示。

圖3B中未顯示被光脈衝照射且在每種情況下被分別分配給所述第一區域B2的七個線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L6或L7中的其中一個的單個子區域。在這種情況下，假設所述七個線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L6或L7的被光脈衝照射的單個子區域的佈置分別類似於圖3A中的第一區域B1的線形部分L1或L2中的被光脈衝照射單個子區域的佈置。

如圖3B所示，所述第一區域B2的七個線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L6或L7中的每一個中的被光脈衝照射的單個子區域的中心點在每種情況下都位於沿Y軸方向延伸的直線上。根據圖3B的示例，第一區域B2的七個線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L 6或L7彼此相對地佈置，使得被光脈衝照射且被分配給線形部分L1的那些子區域的中心點相對於被光脈衝照射且被分配給線形部分L2的那些子區域的中心點相對於所述測量尺規15的縱向方向（即，所述X軸方向）具有距離ΔX，該距離ΔX小於在每種情況下被光脈衝照射的子區域的直徑D。因此，被光脈衝照射且被分配給線形部分L2的那些子區域的中心點相對於被光脈衝照射且被分配給線形部分L3的那些子區域的中心點相對於所述測量尺規15的縱向方向（即，所述X軸方向）也同樣具有上述距離ΔX。所述第一區域B2的其餘線形部分L4、L5、L 6或L7分別以類似於第一區域B2的線形部分L1、L2和L3的方式佈置：七個線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L 6或L7的被光脈衝照射的各個子區域的中心點在每種情況下都位於不同的直線上，這些直線在Y軸的方向上延伸且在每種情況下都在所述測量尺規15的縱向方向上一個接一個地等距佈置，其中，這些直線中的兩條相應的相鄰的直線之間的距離與上述距離ΔX相對應（如圖3B所示）。

由於假設距離ΔX小於在每種情況下被光脈衝照射的子區域的直徑D，因此，所述第一區域B2的線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L6或L7分別被設置成在所述測量尺規15的縱向方向上偏移，以使得所述線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L6或L7中的每一個在每種情況下都與所述線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L6或L7中的另一個具有重疊部分，該重疊部分在圖3B中以附圖標記“UX”表示的陰影區域表示。因此，在X軸方向上，線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L6或L7中的兩個相應部分之間的重疊部分UX具有延伸段DUX，該延伸段DUX按照以下等式與上述距離ΔX相關聯：DUX =D-ΔX。

被光脈衝照射並分別分配給線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L6或L7中的其中一個的子區域中的每個子區域相應地與被光脈衝照射並分配給線形部分L1、L2、L3、L4、L5、L6或L7中的至少另一個其它子區域在圖3B所示的其中一個重疊部分UX的區域內重疊。

根據圖3B所示的示例，所述距離ΔX優選被選擇成使得重疊部分UX在X軸方向上的延伸段DUX最好位於被單個光脈衝照射的子區域在X軸方向上的空間擴展D的20-50%的範圍內。

下面將參考圖4-圖7來描述在圖1和圖2所示的測量尺規在導軌（由鋼製成）的側表面上的實現方式。

圖4-圖7顯示圖1和圖2所示的測量尺規在型材軌道導向件的導軌的側表面上的實現方式，在此情況下，例如，具有波長為355nm、最大輸出功率為300mW以及脈衝持續時間小於15納秒和孔徑開口為16mm的短脈衝雷射器被用於在所述導軌的側表面上引入測量尺規15的相應標記區域中的微結構。為了引入微結構，可以相對於所述導軌以每秒200mm的掃描速度移動雷射光束，其中，所述雷射器產生重複頻率（脈衝頻率）為60 kHz的光脈衝序列，並且，鐳射功能通常選擇最大輸出功率的90%。

所述雷射光束具有圓形輪廓，並以這樣的方式被施加到導軌的側表面：即，雷射光束的單個光脈衝在導軌的側表面上照射直徑D約為8µm的子區域。

圖4顯示通過顯微鏡觀察到的圖2中的測量尺規15的俯視圖，其中，所述測量尺規15通過本發明的方法借助於上述短脈衝雷射器施加到導軌的側表面上。圖4的上半部分顯示所述測量尺規15的第一軌跡SP1（增量軌跡）的俯視圖，且圖4的下半部分顯示測量尺規15的第二軌跡SP2（參考軌跡）的俯視圖。

圖4中的亮區對應於所述測量尺規15的相應的反射區域，而圖4中的暗區則對應於測量尺規15的相應的標記區域，其通過上述短脈衝鐳射施加到導軌的側表面上。

圖4所示的側表面在施加測量尺規15之前先經過拋光，使得所述側表面的平均粗糙度值（Ra）為Ra = 0.007µm（通過鐳射掃描顯微鏡測量）。在圖4中的上半部分中顯示的第一軌跡SP1（增量軌跡）的各個標記區域在所述測量尺規15的縱向方向（即，在圖4中指定的坐標系的X軸方向）上具有大約100µm的擴展。

根據圖3B的示例，提供了圖4中所示的測量尺規15的標記區域，其中，參數D和ΔX選擇如下：D= 8µm，ΔX = 5µm。

對於圖4所示的側表面，通過雷射脈衝的照射具有如下效果：相應標記區域中的側表面發生粗糙化，該粗糙化在相應標記區域的整個範圍內是均勻的，因此，標記區域中的平均粗糙度值（Ra）為Ra = 0.162µm（通過鐳射掃描顯微鏡測量）。

由於該粗糙化，圖4中所示的測量尺規的相應標記區域沒有顯示入射到所述標記區域（例如，垂直於所述側表面）內的光的直接反射，因此，在圖4中可以看到基本上垂直於所述側表面入射的光中的均勻的暗（黑）表面區域。

圖5顯示通過顯微鏡觀察到的圖4中的測量尺規15的俯視圖，其中，所述測量尺規通過本發明的方法借助於上述短脈衝雷射器施加到導軌的側表面上，但該附圖具有更大的放大率，因而可以更清楚地看到測量尺規15的相應標記區域以及相應的反射區域的外輪廓。在圖5的上部分區域中可以看到所述測量尺規15的第一軌跡SP1（增量軌跡）的總共五個標記區域，以及在圖5的下部分區域中可以看到測量尺規15的第二軌跡SP2（參考軌跡）總共兩個標記區域。通過仔細觀察應用短脈衝鐳射的標記區域，可以看出，由於由短脈衝鐳射產生的光脈衝的影響，形成了材料殘留物（以小顆粒的形式附著到表面），其可以突出到標記區域的外邊緣上的相應的相鄰（拋光）反射區域中。其結果是，在圖5所示的視圖中，相應的標記區域的邊緣似乎並不完全地限定在一條直線上。例如，後者可能與標記區域的邊緣有關，在圖5所示的視圖中，所述標記區域的邊緣在每種情況下都橫向於測量尺規15的縱向方向延伸（即，在圖5中指定的坐標系的Y軸方向），並因此對基於測量尺規15在測量尺規15的縱向方向上進行光學掃描的線性編碼器的測量精度產生影響。

可通過使用合適的清潔劑的表面清潔過程來完全去除在利用上述類型的短脈衝鐳射來施加標記區域的過程中所產生的上述類型的材料殘留物。

還需要重點指出的是，通過短脈衝雷射器的光脈衝分別照射由材料鋼或不銹鋼組成的導軌的側表面，可使相應的照射區域的表面產生鉻消耗（即，降低鋼中所含鉻的濃度降低）的效果。這種類型的鉻消耗會降低導軌表面（尤其是在測量尺規的標記區域中）的耐腐蝕性，並因此不利於盡可能長期地保持測量尺規的所期望的耐腐蝕性。為了抵消上述影響，在將測量尺規施加到導軌的側表面之後，可優選地通過合適的鈍化劑來對側表面進行鈍化處理。

例如，由瑞士波洱化工公司（Borer Chemie AG）（位元元元址：Gewerbestrasse 13，4528 Zuchwil）生產和銷售的名稱為“deconex MT 19”的高鹼性清潔劑適合於上述目的，作為用於清潔不銹鋼表面的清潔劑。

例如，同樣由上述公司瑞士波洱化工公司（Borer Chemie AG）生產和銷售的名稱為“deconex MT 41”的高酸性清潔劑也適用於上述目的，作為鈍化不銹鋼表面的鈍化劑。

具體地，在通過上述類型的短脈衝雷射器將測量尺規15施加到導軌的側表面之後，以下順序的清潔過程適用於所述導軌的側表面的清潔和鈍化：

1. 用“deconex MT 19”進行清潔，其濃度為2%，溫度為55℃，頻率為25kHz，功率密度為15w/L；

2. 用“deconex MT 41”進行鈍化，其濃度為8%，溫度為55℃，頻率為25kHz，功率密度為15°w/L；

3. 在室溫用DI水進行沖洗，頻率為40kHz，功率密度為15°w/L；以及

4. 在100℃下乾燥。

圖6顯示圖5的測量尺規在進行完上述超聲波清潔過程之後的示意圖。相比于圖5，可以清楚地看到，在進行完上述清潔過程之後，所述標記區域基本上被限制在一直線上。在標記區域的外邊緣上不再能看到突出到相應的相鄰反射區域中的材料殘留物。

圖7顯示圖6中所示的標記區域的截面放大圖，其顯示在進行完上述超聲波清潔過程之後，各個標記區域的表面的結構細節。特別地，可以看到表面的粗糙度，其在整個標記區域內都是均勻的。

如上文所述，在按照所述方法將測量尺規15施加到側表面2.1之前，導軌2的側表面2.1所具有的粗糙度會決定性地影響反射光RL1或RL2的強度，所述反射光RL1或RL2分別在圖1所示的線性編碼器在按照所述方法被施加到所述側表面2.1上的所述測量尺規15的所述第一軌跡SP1的相應的反射區域或在第二軌跡SP2的相應反射區域發生反射並通過所述光感測器的第一裝置25.1的相應光感測器或通過所述光感測器的第二裝置25.2的相應光感測器來檢測。在按照所述方法將測量尺規15施加到側表面2.1上之前，所述導軌2的側表面2.1所具有的粗糙度也因此對各輸出信號的大小產生決定性的影響，所述輸出信號分別在所述光感測器的第一裝置25.1的各光感測器在檢測在測量尺規14的第一軌跡SP1上反射的光RL1期間或者在各光感測器檢測在測量尺規15的第二軌跡SP2上反射的光RL2時產生。在按照所述方法將測量尺規15施加到側表面2.1上之前，所述導軌2的側表面2.1所具有的粗糙度還會對變化幅度產生決定性的影響，其中，所述第一裝置25.1的各光感測器的輸出信號或第二裝置25.2的各光感測器的輸出信號分別回應於所述測量頭21在所述導軌2的縱向方向上的移動而隨測量頭21相對於導軌2的縱向方向的相應位置的變化而發生變化。

為了實驗評估在根據所述方法將測量尺規15施加到側表面2.1之前，導軌2的側表面2.1所具有的粗糙度的上述影響，根據所述方法，將圖2中的測量尺規15在各種情況下分別施加到幾個不同導軌2的側表面上，其中，其中一個導軌的側表面2.1在施加所述測量尺規15之前已經按照標準進行了磨削，但沒有進行拋光（在按照標準進行磨削之後），以及，其它導軌2的側表面2.1先按照標準進行磨削，隨後再進行拋光（在按照標準進行磨削之後），尤其是通過具有非常細的細微性尺寸（400或更細）的陶瓷研磨盤進行預拋光，且隨後通過基於橡膠或合成樹脂的結合為基材的拋光盤進行拋光，或者可替代地通過拋光刷進行拋光。

由此，測量尺規15在每種情況下通過相同的短脈衝雷射器施加到相應導軌2的側表面2.1上，以用於實現圖4-圖7所示的測量尺規15（當使用短脈衝雷射器的相同指令引數時）。

因此，所述雷射光束具有圓形輪廓並且以使得所述雷射光束的單個光脈衝照射相應導軌的側表面2.1上的直徑D約為8µm的子區域的方式施加到相應的導軌2的側表面2.1上。根據圖3B所示的示例，提供了相應的測量尺規15的標記區域，其中，參數D和ΔX的選擇如下：D = 8µm，ΔX =5µm。因此，各測量尺規15的第一軌跡SP1在每種情況下都以這樣的方式實現：即，測量尺規15各標記區域M和各反射區域S在測量尺規15的縱向方向上都具有大約100µm的延伸。

以這種方式設置在不同導軌的側表面2.1上的測量尺規15中的每一個單獨的測量尺規隨後與圖1所示的感測器裝置20結合，以形成如圖1所示的距離測量系統10。

為了表徵以這種方式設置在不同導軌2的側表面2.1上的測量尺規15中的每一個單獨的測量尺規，通過感測器裝置20對這些測量尺規15中的每一個單獨的測量尺規進行光學掃描，其中，（如圖1所示的）所述感測器裝置20在各測量尺規15的縱向方向上移動，從而通過光源22發出的光束22.1照射各測量尺規15，並且，通過電子光感測器晶片25的光感測器的第一裝置25.1的光感測器來檢測在第一軌跡SP1的相應反射區域上反射的光RL1。

所述光感測器的第一裝置25.1由此被形成為使得所述光感測器的第一裝置25.1的光感測器在每種情況下都產生一輸出信號，回應於所述感測器裝置20在相應的測量尺規15的縱向方向上移動的週期性變化，該輸出信號隨著感測器裝置20相對於所述測量尺規15的縱向方向上的位置變化而在最大信號Smax和最小信號值Smin之間週期性地變化，這分別對應於數學正弦函數或余弦函數的過程。為了表徵光感測器的第一裝置25.1的其中一個光感測器的相應輸出信號的這種週期性變化，有利的是，確定光感測器的第一裝置25.1的其中一個光感測器的相應的輸出信號的“信號對比度”K，在此，其可以被定義為所述相應的輸出信號隨所述感測器裝置20相對於所述測量尺規15的縱向方向的位置變化的變化“幅度”（Smax-Smin）/2與相應的輸出信號和相應的光感測器的“基礎輸出信號”S0之間的差值的比值，其中，所述基礎輸出信號S0即為在關閉電源22並因此不產生用於照射所述測量尺規15的光束的條件下測量的相應光感測器的輸出信號，即，所述第一裝置25.1的其中一個光感測器的相應輸出信號的信號對比度K的計算公式為： K=（Smax-Smin）/（Smax+Smin-2*S0）。 所述信號對比度K的值通常在0和1之間。

所述導軌2的側表面2.1在按照所述方法將所述測量尺規15施加到側表面2.1之前所具有的粗糙度對所述感測器裝置20的光感測器的第一裝置25.1的其中一個光感測器的相應輸出信號的上述“信號對比度”K的大小具有可測量的顯著影響。

對於按照所述方法被施加到所述導軌2的側表面2.1上的測量尺規15，其中，在施加該測量尺規15之前僅根據標準對其進行了磨削但未對其（在根據標準進行磨削之後）進行拋光，在對所述測量尺規15的第一軌跡SP1進行光學掃描時，所述感測器裝置20的光感測器的第一裝置25.1的光感測器相應的輸出信號顯示信號對比度K＝0.29。

對於按照所述方法被施加到所述導軌2的側表面2.1上的測量尺規15，其中，在施加該測量尺規15之前先按照標準對其進行磨削，隨後又對其（在根據標準進行磨削之後）進行拋光，回應於對相應測量尺規15的第一軌跡SP1的光學掃描，所述感測器裝置20的光感測器的第一裝置25.1的光感測器相應輸出信號在每種情況下顯示處信號對比度K＝0.5~0.65（與用於相應的導軌2的側表面2.1的相應拋光方法有關，也與按照所述方法施加有所述相應測量尺規15的相應側表面2.1在每種情況下通過拋光處理所得到的粗糙度的減小程度有關）。

通過在施加相應的測量尺規15之前對側表面2.1進行拋光，回應於相應的測量尺規15的第一軌跡SP1的光學掃描，所述感測器裝置20的光感測器的第一裝置25.1的光感測器的輸出信號的信號對比度K相應地明顯增加。上述信號對比度K的大小與圖1所示的距離測量系統10或圖1所示的線性編碼器11的測量精度有關：信號對比度K越大，精度越高，通過評估所述感測器裝置20的光感測器的第一狀25.1的光感測器的輸出信號，就可以以更高的精度來確定所述感測器裝置20相對於相應測量尺規15的縱向方向的相應位置。

如上所述，在所述測量尺規15的上述實施方式中，在每種情況下都在側表面2.1上設置了所述測量尺規15的各個標記區域，使得被單獨光脈衝照射的相應標記區域M的所有子區域在每種情況下都具有在兩個維度（即，在所述至少一條軌跡的縱向方向以及橫向於所述至少一條軌道的縱向方向的方向）上的重疊部分UX和UY。與單個反射區域S的反射率相比，不同照射子區域之間的相應重疊部分UX和UY對相應標記區域M的反射率產生影響。特別地，可以通過適當地選擇相應的重疊部分UX和UY的尺寸來將相應的標記區域M的反射率將至最低，從而在所述相應的測量尺規15的第一軌跡SP1的光學掃描期間，提高感測器裝置20的光感測器的第一裝置25.1的光感測器的輸出信號的相應信號對比度K。

為了表徵標記區域M的不同照射子區域的相應重疊部分的尺寸的影響，以示例性的方式評估了所述重疊部分UX和UY的尺寸對相應的標記區域M的反射率的影響。

為此，按照本發明的方法在側表面2.1上進行了用於圖2所示類型的測量尺規15的第一軌跡SP1的、在每種情況下都彼此相鄰的三個實施例（下稱“實施例1”、“實施例2”和“實施例3”），其中，在將所述標記區域M設置到所述側表面的整個區域中之前，對所述側表面進行均勻地拋光。

在此，所述雷射光束具有圓形的輪廓，並以雷射光束的單獨光脈衝照射所述側表面2.1的子區域的方式施加到所述側表面2.1上。根據圖3B所示的示例來設置相應測量尺規15的標記區域，其中，參數D和ΔY選擇如下：D=15.2μm，ΔY=5μm。因此，在每種情況下，所述相應測量尺規15的第一軌跡SP1被這樣實現：在每種情況下，所述測量尺規15的各標記區域M和各反射區域S在所述測量尺規15的縱向方向上具有約100μm的延伸段。

因此，實施例1、實施例2或實施例3的第一軌跡SP1的上述實施方式在距離ΔY方面是相同的，該距離ΔY決定性地確定了被雷射脈衝照射的子區域的重疊部分UY在每種情況下在橫向於所述第一軌跡的縱向方向上的延伸段DUY（在當前情況下，DUY=D-ΔY=10.2μm）。

實施例1、實施例2或實施例3的第一軌跡SP1的上述實施方式在距離ΔX方面是不同的，該距離ΔX決定性地確定了被雷射脈衝照射的子區域的重疊部分UX所述X軸方向上或在所述第一軌跡的縱向方向上的延伸段DUX，因此，所述ΔX的選擇分別如下：實施例1中ΔX=5μm，實施例2中ΔX=8μm，實施例3中ΔX=15.2μm。

實施例1、實施例2或實施例3的第一軌跡SP1的上述實施方式在每種情況下分別被上述感測器裝置20掃描，且在光學掃描所述測量尺規15的第一軌跡SP1期間，對於這些實施方式中的每一個，測量所述感測器裝置20的光感測器的第一裝置25.1的光感測器的相應輸出信號。由此，對於所提及的實施例1、實施例2或實施例3的第一軌跡SP1的每一實施方式，可確定每種情況下的感測器裝置20的光感測器的第一裝置25.1的其中一個光感測器的相應輸出信號的信號對比度K。

下表1中顯示實施例1、實施例2和實施例3中的所述第一軌跡SP1的上述實施方式中所確定的信號對比度K、距離ΔX、重疊部分UX在所述X軸方向上或在所述第一軌跡SP1的縱向方向上的延伸段DUX。

表1

	D [μm]	∆X [μm]	DUX [μm]	K (%)
實施例 1	15.2	5	10.2	61.4
實施例 2	15.2	8	7.2	53.6
實施例 3	15.2	15.2	0	51.6

從表1可以看出，在實施例3中，被雷射脈衝照射的不同子區域分佈在標記區域M中，使得不同的子區域在第一軌跡SP1的縱向方向上不具有重疊部分UX（即，DUX = 0）。相反，在實施例1和實施例2中，在每種情況下都存在DUX＞0的重疊部分UX。

從表1中可以看出，實施例1和實施例2中的信號對比度K均大於實施例3的信號對比度K值。與實施例3（DUX=0）相比，重疊部分UX在第一軌跡SP1的縱向方向上的延伸段DUX的增大相應地使得信號對比度K增加，並因此降低標記區域M的反射率。

需要重點指出的是，作為上述短脈衝雷射器的替代方案，還可以使用脈衝持續時間在皮秒範圍內，例如脈衝持續時間小於10皮秒的超短脈衝雷射器，以將測量尺度施加到本發明的導軌表面。使用這種類型的超段脈衝雷射器可以在施加測量尺規時減少被雷射脈衝照射的表面區域的熱應力。由此產生的優點是，在施加測量尺規之後，就可以省去如上所述的清潔和鈍化處理。

參照圖1，需要重點指出的是，導軌2可以設置有從所述第二側表面2.2開始的至少一個並且優選多個盲孔，所述盲孔優選包括內螺紋，其中，所述導軌2的第一側表面2.1可以特別地形成為沒有孔。這樣，就可以借助于上述盲孔（圖1未示）將所述導軌2緊固到任何結構上，從而使的以側表面2.1的整個表面可完全用於形成測量尺規。

本揭露透過上述多個實施例進行描述。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應當理解，這些實施例僅是為了描述本揭露的內容，不應被理解為對本揭露範圍的限制。應注意的是，對實施例所做的所有等效變更、替換及取代都將包含於本揭露的範圍內。因此，本揭露的保護範圍應符合所附申請專利範圍的最寬廣解釋。

1:導向件 2:導軌 2.1:側表面 2.2:第二側表面 3:可移動體 10:測量系統 11:光學線性編碼器 15:測量尺規 20:感測器裝置 21:測量頭 22:光源 22.1:光束 25:光感測器晶片 25.1:第一裝置 25.2:第二裝置 X:縱向方向 SP1、SP2:軌跡 S~S15:反射區域 M~M14:標記區域 B1:第一區域 D:空間擴展 DBX:空間擴展 DBY:空間擴展 DUX:空間擴展 DUY:空間擴展 Ra:平均粗糙度值 RL1、RL2:反射的光 TB11、TB15、TB16、TB1n、TB21、TB25、TB26、TB2n:子區域

圖1示意性地顯示包括用於測量線性型材軌道導向件的導軌的縱向方向上覆蓋的距離（圖中以垂直於所述導軌的縱向方向的橫截面的方式顯示）的距離測量系統的操作模式，其中，所述距離測量系統包括根據明場測量原理工作的線性編碼器。 圖2示意性地顯示施加到圖1的用於線性編碼器的型材軌道導向件的導軌表面的測量尺規的標記區域的佈置的示例性實施方式。 圖3A顯示圖2的測量尺規的第一標記區域以及所述導軌的表面區域的佈置的示意圖，其中，所述表面區域將被脈衝雷射光束的光脈衝照射，以便在本發明的導軌的表面上提供所述第一標記區域。 圖3B與圖3A類似，顯示圖2的測量尺規的第二標記區域以及所述導軌的表面區域的佈置的示意圖，其中，所述表面區域將被脈衝雷射光束的光脈衝照射，以便在本發明的導軌的表面上提供所述第二標記區域。 圖4顯示通過顯微鏡觀察到的測量尺規的俯視圖，所述測量尺規通過本發明的方法施加到型材軌道導向件的導軌表面上。 圖5示意性地顯示在表面清潔之前通過本發明的方法引入到型材軌道導向件的導軌側表面上的標記區域的示意圖。 圖6示意性地顯示圖5的標記區域在完成表面清潔之後的示意圖。 圖7顯示圖4的截面圖，其放大了標記區域中的導軌表面，以直觀地看到所示標記區域中的導軌表面的粗糙化。

1:導向件

2:導軌

2.1:側表面

2.2:第二側表面

3:可移動體

10:測量系統

11:光學線性編碼器

15:測量尺規

20:感測器裝置

21:測量頭

22:光源

22.1:光束

25:光感測器晶片

25.1:第一裝置

25.2:第二裝置

SP1、SP2:軌跡

RL1、RL2:反射的光

Claims (13)

1. 一種將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，其中，所述導軌具有第一側表面和相對的第二側表面，所述測量尺規包括在所述導軌的縱向方向上線性延伸的至少一條軌跡，所述至少一條軌跡包括一個接一個交替設置的若干反射區域和標記區域，其中，所述標記區域中的每一個以線狀的方式在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向延伸，其中，所述方法包括以下步驟： 提供用於產生雷射光束的脈衝雷射器；以及 通過在第一區域中引入微結構提供至少一個標記區域，其中，所述第一區域與所述導軌的所述第一側表面的所述至少一個標記區域相對應，其中： 所述雷射器產生具有若干光脈衝序列的雷射光束，且所述雷射光束被引導至所述第一側表面的所述第一區域，使得只有所述第一區域的子區域被所產生的若干光脈衝序列中的每個單獨光脈衝所照射，以使得被相應的單獨光脈衝照射的第一區域的子區域中的第一側表面由於被相應的單個光脈衝照射而發生改變，從而使得在被相應的單獨光脈衝照射之後，所述第一側表面具有所述第一側表面的空間調製，其在被相應的單獨光脈衝照射的第一區域的子區域上延伸，其中，被相應的單個光脈衝照射的所述第一區域的子區域在所述至少一條軌跡的縱向方向上的空間擴展小於所述第一區域在所述至少一條軌跡的縱向方向上的空間擴展，並且，被相應的單個光脈衝照射的子區域在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向上的空間擴展小於所述子區域在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向上的空間擴展； 所述雷射光束相對於所述導軌移動，以使得所產生的若干光脈衝序列中的至少若干個光脈衝按時間順序照射所述第一區域的在空間上彼此分佈的不同子區域； 其中，對於若干個不同照射子區域中的每個單獨照射子區域，存在所述若干個不同照射子區域中的至少兩個其它照射子區域，所述至少兩個其它照射子區域相對於所述若干個不同照射子區域中的相應的單獨子區域偏移，以使得所述至少兩個其它照射子區域中的其中一個照射子區域相對於所述若干個不同照射子區域中的相應的單獨照射子區域在所述至少一條軌跡的縱向方向上偏移，以使得所述至少兩個其它照射子區域中的其中一個照射子區域和若干個不同照射子區域中的相應的單獨照射子區域間具有重疊部分；以及 所述至少兩個其它照射子區域中的另一個照射子區域相對於所述若干個不同照射子區域中的相應的單獨照射子區域在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向上偏移，以使得所述至少兩個其它照射子區域中的另一個照射子區域和所述若干個不同照射子區域中的相應的單獨照射子區域間具有重疊部分； 其中，所述若干個不同照射子區域一起形成所述第一側表面的一區域，且該區域與所述第一區域相一致。
2. 如請求項1所述之將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，其中所述方法還包括以下步驟： 在通過所述脈衝雷射光束將所述微結構引入到所述導軌的第一側表面上之前，至少對所述導軌的所述第一側表面進行表面處理，以從所述導軌的所述第一側表面去除少量材料；以及 在通過所述雷射光束將所述微結構引入到所述導軌的第一側表面之後，至少對所述導軌的所述第一側表面進行表面清潔處理。
3. 如請求項1或2所述之將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，其中所述若干個不同照射子區域中的相應的單獨照射子區域與所述若干個不同照射子區域中的所述至少一個其它照射子區域間的重疊部分在所述至少一條軌跡的縱向方向上具有空間擴展，其中，該空間擴展在所述至少一條軌跡的所述縱向方向上為被相應的單獨光脈衝照射的所述第一區域的子區域的空間擴展的20-50%；和/或 所述若干個不同照射子區域中的相應的單獨照射子區域與所述若干個不同照射子區域中的所述至少一個其它照射子區域間的重疊部分在橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向上具有空間擴展，其中，該空間擴展在橫向於所述至少一條軌跡的所述縱向方向上是被相應的單獨光脈衝照射的所述第一區域的子區域的空間擴展的20-50%。
4. 如請求項1至3中任一項所述之將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，其中所述雷射器被形成為用於通過脈衝持續時間小於15納秒的光脈衝產生脈衝鐳射的短脈衝雷射器，或者，所述雷射器被形成為用於通過脈衝持續時間小於20皮秒的光脈衝產生脈衝鐳射的超短脈衝雷射器；和/或 所述雷射器的脈衝參數和/或鐳射焦點被選擇為使得當將所述微結構引入到所述導軌的第一側表面上時，形成納米範圍內的材料的粗糙化，而不會產生材料去除或至少不會沿表面路徑產生明顯的材料去除。
5. 如請求項1至4中任一項所述之將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，其中在通過所述脈衝雷射光束將所述微結構引入到所述導軌的所述第一側表面上之前，至少對所述導軌的所述第一側表面通過拋光進行表面處理；和/或 在通過所述脈衝雷射光束將所述微結構引入到所述導軌的所述第一側表面上之前，至少對所述導軌的所述第一側表面進行表面處理以使得所述導軌的所述第一側表面具有最大為0.3μm的平均粗糙度值，優選具有最大為0.1μm的平均粗糙度值，更優選具有約0.007μm-0.1μm的平均粗糙度值。
6. 如請求項1至5中任一項所述之將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，其中在通過所述脈衝雷射光束將所述微結構引入到所述導軌的所述第一側表面上之前，至少通過拋光盤、鐳射拋光和/或通過電拋光對所述導軌的所述第一側表面進行表面處理。
7. 如請求項1至6中任一項所述之將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，其中在將所述微結構引入到所述導軌的所述第一側表面上之後，所述導軌的所述第一側表面在所述測量尺規的其中一個標記區域中的平均粗糙度值比所述側表面在所述測量尺規的其中一個反射區域中的平均粗糙度值大10倍以上。
8. 如請求項1至7中任一項所述之將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，其中在通過所述脈衝雷射光束將所述微結構引入到所述導軌的所述第一側表面上之後，對所述導軌的第一側表面進行表面清潔，其中，所述表面清潔為鐳射處理和/或振動清潔或對所述第一側表面進行超聲波處理。
9. 如請求項1至8中任一項所述之將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，其中所述雷射光束具有基本為圓形的光束，且其被選擇為使得所述光束在所述導軌的所述第一側表面上的直徑為3.5μm-12μm，優選6μm-9μm；尤其是大約為8μm；和/或 所述雷射器以大約60kHz的脈衝頻率操作。
10. 一種用於線性編碼器的測量尺規，所述線性編碼器包括線性型材軌道導向件的導軌，其中，所述導軌具有第一側表面和相對的第二側表面， 其中，所述測量尺規包括在所述導軌的縱向方向上線性延伸的至少一條軌跡，所述至少一條軌跡包括一個接一個交替設置的若干反射區域和標記區域，其中，每一標記區域橫向於所述至少一條軌跡的縱向方向線性延伸且被形成為吸收入射光和/或漫反射該入射光，其中，所述反射區域具有至少基本平滑的表面，該表面被形成為以反射的方式反射入射光；其中： 如請求項1至9中任一項所述之將測量尺規施加到線性型材軌道導向件的導軌表面的方法，將所述測量尺規施加到所述導軌的第一側表面上。
11. 如請求項10所述之用於線性編碼器的測量尺規，其中所述導軌具有從所述第二側表面開始的至少一個且優選多個盲孔，所述盲孔優選包括內螺紋，其中，所述導軌的所述第一側表面特別設置為沒有孔。
12. 如請求項10或11所述之用於線性編碼器的測量尺規，其中所述至少一條軌跡被形成為包括多個等距佈置的標記區域的增量軌跡；或者 所述至少一條軌跡被形成為具有至少一個標記區域的參考軌跡，以用於編碼至少一個參考位置。
13. 一種線性編碼器，其包括： 如請求項10至12中任一項所述之測量尺規；以及 至少一個感測器裝置，其被形成為光學掃描所述測量尺規的至少一條軌跡； 其中，所述至少一個感測器裝置具有可相對於所述測量尺規移動的測量頭； 用於將光發射到所述測量尺規的反射區域和標記區域的光源；以及 被形成為檢測由所述光源發射並在所述測量尺規的所述反射區域反射的光的光感測器的至少一個裝置。