[發(fā)明專利]精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺帶加工系統(tǒng)及尺帶加工檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210015997.9
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN102589572A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱宗明;李林;黃秋紅;趙敏;朱凌建;趙懷軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 李娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測量儀器設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種激光漆層剝離精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺帶加工系統(tǒng)，另外，本發(fā)明還涉及利用該系統(tǒng)對激光漆層剝離精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺帶加工檢測方法。

背景技術(shù)

銦瓦水準(zhǔn)尺作為精密水準(zhǔn)測量系統(tǒng)的主要部件，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到世界各國的精密水準(zhǔn)測量中。銦瓦水準(zhǔn)尺是國家長度標(biāo)準(zhǔn)的載體，配合水準(zhǔn)儀使用。作為長度標(biāo)準(zhǔn)的載體，銦瓦水準(zhǔn)尺必須具備量值準(zhǔn)確并能夠溯源至國家基準(zhǔn)。量值準(zhǔn)確并能夠溯源至國家基準(zhǔn)這一特質(zhì)，是依賴載于尺帶上分劃條紋精確定位實(shí)現(xiàn)的。對銦瓦尺的評(píng)價(jià)，基于條紋分劃的定位精度和條紋的影像質(zhì)量。

目前主要采用模板噴涂法生產(chǎn)條碼型銦瓦水準(zhǔn)尺尺帶。模板噴涂法首先需要加工一高精度模板，該模板分劃線寬度有1mm、1.5mm和3mm三種規(guī)格，模板長度通常有0.5m、1m和3m等不同規(guī)格。加工時(shí)將模板與涂有白色底漆的銦瓦帶疊合，兩者均以一定的拉力張緊，然后噴涂黑漆，這樣就制成帶有黑色分劃的銦瓦水準(zhǔn)尺帶。當(dāng)采用0.5m或1m模板加工尺長大于模板長度的尺帶時(shí)，在拼接處出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象，且分劃線中存在周期性變化的分劃誤差。受模板本身精度的限制、模板受力變形、模板與尺帶接觸不良產(chǎn)生間隙時(shí)的噴漆濺射、以及起模時(shí)模板漆膜與尺帶漆膜分離的撕裂等因素的影響，模板噴涂法很難獲得高質(zhì)量的分劃邊緣和高精度的分劃位置。模板噴涂法生產(chǎn)的銦瓦尺帶的分劃標(biāo)準(zhǔn)差一般都大于7μm，分劃線邊緣的不規(guī)則性誤差可達(dá)20μm。過大的分劃標(biāo)準(zhǔn)差和分劃線邊緣的不規(guī)則性誤差，一定會(huì)導(dǎo)致水準(zhǔn)尺不同位置的實(shí)際測量誤差。

此外，還有一種銑刻法生產(chǎn)條碼型銦瓦水準(zhǔn)尺尺帶。銑刻法是用一臺(tái)精密銑床刻制標(biāo)尺的分劃線。在銦瓦帶上涂有兩層涂料，外層呈白色，底層為黑色，當(dāng)銑去外層后就形成黑色分劃線。由于一般銑床的行程多為1m，故也存在拼接處不連續(xù)的問題。銑刻法生產(chǎn)的銦瓦尺帶的分劃標(biāo)準(zhǔn)差僅能達(dá)到10μm，銑刻法同樣存在分劃線邊緣的不規(guī)則性誤差，其大小取決于銑削時(shí)的表面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種激光漆層剝離精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺帶加工系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有水準(zhǔn)標(biāo)尺尺帶的制造方法生產(chǎn)的水準(zhǔn)標(biāo)尺精度不夠高的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述系統(tǒng)對激光漆層剝離精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺帶加工檢測方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種激光漆層剝離精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺帶加工系統(tǒng)，包括在精密數(shù)控機(jī)床的大理石床身臺(tái)面之下沿縱向水平設(shè)置有滾動(dòng)絲杠，滾動(dòng)絲杠與伺服電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接，伺服電動(dòng)機(jī)與伺服控制器連接，伺服控制器通過運(yùn)動(dòng)控制接口與主計(jì)算機(jī)連接，伺服控制器和運(yùn)動(dòng)控制接口還同時(shí)與電控箱連接；

在大理石床身上表面沿縱向設(shè)置有線性滑軌，線性滑軌上安置有刻制滑臺(tái)，刻制滑臺(tái)下表面固定有絲母，絲母與滾動(dòng)絲杠螺紋套接；刻制滑臺(tái)上表面設(shè)置有固定尺帶的夾具和測力傳感器，夾具中夾持有縱向水平放置的待刻制尺帶，待刻制尺帶的一端設(shè)置有激光干涉儀，激光干涉儀與位移測量接口連接，位移測量接口同時(shí)與主計(jì)算機(jī)和電控箱連接；待刻制尺帶的另一端通過加載裝置與測力傳感器連接，測力傳感器與主計(jì)算機(jī)連接；待刻制尺帶的上方設(shè)置有固體激光器，固體激光器通過刻蝕激光頭控制接口同時(shí)與主計(jì)算機(jī)和電控箱連接。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種利用上述系統(tǒng)對激光漆層剝離精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺帶加工檢測方法，該方法利用上述的裝置，在主計(jì)算機(jī)中設(shè)置預(yù)先編制的加工程序，通過以下各個(gè)部分配合實(shí)施，

A、主計(jì)算機(jī)通過激光干涉儀用電路卡與激光干涉儀用并行接口卡控制激光干涉儀的工作，用于測量拖板運(yùn)行的位移量；

B、主計(jì)算機(jī)通過拖板驅(qū)動(dòng)控制D/A卡控制拖板驅(qū)動(dòng)控制單元工作，拖板驅(qū)動(dòng)控制單元控制伺服電動(dòng)機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)刻制滑臺(tái)的精確移動(dòng)，同時(shí)，拖板驅(qū)動(dòng)控制單元通過拖板驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)量卡分別實(shí)現(xiàn)刻制滑臺(tái)兩端進(jìn)行尺帶的限位檢測和尺帶的零位檢測；

C、拖板驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)量卡與燒蝕控制計(jì)算機(jī)連接，燒蝕控制計(jì)算機(jī)通過燒蝕設(shè)定操作界面進(jìn)行操作設(shè)置，燒蝕控制計(jì)算機(jī)控制固體激光器的加工激光器光頭工作，對待加工尺帶進(jìn)行燒蝕刻制；

D、利用圖像預(yù)檢模塊中的圖像傳感器采集尺帶加工圖像信息，圖像檢測系統(tǒng)進(jìn)行加工質(zhì)量判定，圖像檢測系統(tǒng)與主計(jì)算機(jī)連接輸出結(jié)果，對刻蝕加工后的尺帶進(jìn)行質(zhì)量檢測。

本發(fā)明的有益效果是，極大提高銦瓦水準(zhǔn)標(biāo)尺制造中的分劃線紋位置精度、線紋邊緣規(guī)則程度和長度朔源精度，得以制造出高精度的水準(zhǔn)標(biāo)尺尺帶。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的尺帶加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；