[發明專利]直滑式導塑電位器激光修刻機及修刻方法

無效

• 申請號: 201110336055.6
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102509600A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 周航飛;管恩廣;劉震;潘根;夏雨;胡暉;閆維新;付莊;趙言正
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01C17/242
• 分類號: H01C17/242
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種直滑式導塑電位器，具體是一種對直滑式導塑電位器線性度的修整技術，即一種直滑式導塑電位器連續式激光修刻機及修刻方法。

背景技術

直滑式導塑電位器作為傳感器在航空航天、工業機器人、汽車電子等領域有廣泛應用。其線性精度對設備的工作有直接影響，因而十分重要。電位器導電塑料基體一般是由漿料噴涂或膜壓的方法加工而成。由于生產工藝水平的局限，電位器的線性精度通常難以滿足工業應用要求，因此必須對電位器作進一步的修刻工序，用以將線性度較差的電位器精度提高到要求的標準。目前完成該工序的方法主要有兩種：一是人工修刻，生產效率低下且強度大，浪費人力，加工合格率不高；二是采用高速銑刀自動修刻。

經對現有技術的文獻檢索發現，哈爾濱工業大學的王廣林教授等在2001年5月的《組合機床與自動化加工技術》中發表的《精密碳膜電位計自動修刻技術和系統的研究》中，即采用了高速銑刀加工的方法，另外，國內2008年的專利《一種電位器修刻機》(200820141010.7)所涉及的修刻裝置也是如此。這類方法的不足在于只能采用開環控制，因此線性度誤差通常在千分之一以上，修刻精度有待提高。

激光加工技術作為一種新型加工技術，具有加工質量好、精度高、非接觸加工、易實現自動化的優點，因此已被廣泛應用在許多領域。若采用激光離散修刻方法，雖然系統簡單，但需要的時間較長，難以滿足電位器生產的效率要求。因此本設備采用激光技術及連續修刻方法，提高了自動化水平，縮短了修刻時間，加工精度和效率較高，有利于降低生產成本，滿足當前市場需求。

發明內容

本發明要解決的問題是克服現有技術中存在的效率低及質量不高的缺點，設計一種自動化程度高的直滑式導塑電位器激光修刻機及修刻方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所述的直滑式導塑電位器激光修刻機，包括三個部分：用于夾持工件的夾具、運動執行機構及激光器部分。

所述運動執行機構包含三條直線導軌運動機構，兩條相同且平行，但高低位置不同，第三條為短程導軌，與另外兩條正交；在平行的兩條直線導軌中，第一條導軌處于高位，第二條導軌處于低位且其滑塊與電位器的拉桿連接，可以控制電位器電刷的沿著電位器的縱向方向來回移動。激光器安裝在第三條直線導軌機構上，可以沿該導軌移動；激光器發出紅外激光，在導軌上運動的過程中對電位器的導電塑料薄膜上的特定區域掃描，可以改變該區域的電阻曲線。在整個縱向行程上，可對任意區域的阻值進行修改，最終達到整體線性度提高的目的。

本發明中，所述運動執行機構實現三個運動，其一是沿著電刷移動方向的縱向直線運動，用于控制電刷的移動；其二是與電刷移動方向垂直的橫向運動，用于控制激光器的光點位置的橫向移動；第三是與電刷移動方向平行的縱向直線運動，用于控制激光器的光點位置的縱向移動。第一個運動實現了電阻值的實時檢測，后兩個運動實現了直滑式導塑電位器的連續修刻，避免了離散修刻時間過長的缺點。

本發明中，運動執行機構的縱向直線運動部分采用直線導軌，由交流伺服電機驅動。直線導軌將電機的旋轉運動轉變為滑塊的直線運動，其行程可以保證能夠測試多種規格的直線電位器。橫向運動部分同樣采用直線導軌，行程較短但可以保證修刻寬度需要。處于低位的直線導軌的滑塊上有連接塊與電位器的拉桿連接，能夠帶動電刷沿直線運動。

本發明中，所述夾具部分能夠將電位器準確可靠的裝夾在加工平臺的相應位置處。工件的夾緊僅靠側面方向上的力實現，推拉式快速夾鉗能夠將水平夾緊塊沿著兩條導軌的方向向內推動。

本發明中，所述電位器的拉桿呈螺紋狀，可以利用兩個螺母夾緊一片拉桿連接板，再通過連接板與運動執行機構相連，這樣就可以實現電刷的運動；電位器導線與設備的信號采樣部分連接是通過快速電線夾實現的。

本發明中，控制電刷縱向移動的運動和控制激光器光點位置縱向移動的運動是相互獨立的，分別由兩條平行的直線導軌完成，因此在修刻過程中也隨時可以測量電位器任意位置的電阻值。

本發明中，短程直線導軌機構通過安裝板與第一條直線導軌機構的滑塊連接，因此激光器可以隨其在電位器縱向上移動，同時也可作橫向移動，合成為平面運動。

本發明中，激光器安裝板與短程直線導軌機構的滑塊連接，使得激光器部分可以隨該滑塊作平動，保證了修刻過程中激光器焦點水平高度不變。