[發明專利]懸空吸附式指示光柵自動粘接裝置

有效

• 申請號: 201410427308.4
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104214179A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 李小虎;李英志;孫強;王鶴
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: F16B11/00
• 分類號: F16B11/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 王丹陽

技術領域

本發明涉及光柵尺制造工藝技術領域，具體涉及一種懸空吸附式指示光柵自動粘接裝置。

背景技術

數控機床上使用的光柵尺由主光柵1與指示光柵2組成，其中主光柵1粘接在尺殼上，指示光柵2粘接在滑架3上，指示光柵2的結構如圖2所示，滑架3通過五個軸承(三個上軸承3-1和兩個側軸承3-2)作用于主光柵1上，滑架3的結構如圖3所示，當滑架3帶動指示光柵2在主光柵1上移動時，利用光的莫爾效應，將位置移動轉變成明暗相間的莫爾條紋的移動，再由光電接收器件轉換成數字量信號。

指示光柵2粘接在滑架3上需要滿足兩個技術指標：第一，指示光柵2與主光柵1之間的間隙為0.03～0.04mm，間隙越小，光電信號的直流電平越小、信號幅度越高，有利于后續電子學的處理，如果間隙過小，當光柵尺在實際應用中不可避免的有顆粒污染時，會造成主光柵1和指示光柵2之間的磨損，降低光柵尺的使用壽命；第二，指示光柵2與主光柵1形成的莫爾條紋寬度要達到50～70mm，這就要求兩光柵柵線的夾角約小于1′，如果夾角過大，則會降低增量信號細分質量，進而影響測量精度。

現有的指示光柵粘接方式主要依靠手工粘接，通過人眼觀察莫爾條紋的長度來判斷指示光柵2與主光柵1的柵線是否對齊。公開號為CN102607419A的中國專利公開了一種指示光柵的定位粘接裝置，該裝置采用一種微調機構以及CCD相機獲得莫爾條紋圖像實現對指示光柵2粘接。該裝置相比于純手工粘接有一定的優越性，但其主要步驟依舊采用手工操作，手工粘接過程中，指示光柵2的三維調整量、滑架3的壓緊力以及膠水的收縮力無法精確控制，進而導致粘接的一致性得不到保證，成品率低，降低了光柵尺的整體測量精度。

發明內容

為了解決現有指示光柵的定位粘接裝置存在的指示光柵手工粘接過程中由于無法精確控制指示光柵的三維調整量、滑架的壓緊力以及膠水的收縮力而導致粘接的一致性差、成品率低、測量精度低的問題，本發明提供一種懸空吸附式指示光柵自動粘接裝置。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

本發明的懸空吸附式指示光柵自動粘接裝置，包括基座、主光柵、多個指示光柵和與指示光柵個數相同的滑架；還包括每次旋轉一固定角度的空心轉盤，位于空心轉盤內且固定在基座上的電動旋轉臺、光柵拾取組件、滑架定位組件、點膠固化組件、兩檔變焦鏡頭和調節座，固定在電動旋轉臺的第三轉盤上且用于吸附指示光柵的懸空吸附結構；所述光柵拾取組件和滑架定位組件分別位于電動旋轉臺的兩側，多個指示光柵和多個滑架分別均布在空心轉盤的內外圓周上；

所述主光柵上對稱加工有兩個支架孔和兩個吸盤孔，所述懸空吸附結構穿過兩個支架孔和兩個吸盤孔且突出主光柵上表面0.03～0.04mm；

所述光柵拾取組件用于吸取指示光柵并將指示光柵放置于懸空吸附結構的上端面上；

所述滑架定位組件用于夾取滑架并將滑架放置于主光柵上，實現滑架的移動、壓緊和定位，包括固定在基座上且具有垂直升降和水平旋轉自由度的第二二維滑臺、固定在第二二維滑臺的第二轉盤上的滑架臂、固定在滑架臂一端且用于夾取滑架的氣爪、固定在調節座上的門形架、對稱安裝在門形架上且用于彈性壓緊滑架上表面的兩個彈性壓桿、固定在基座上的氣缸、固定在氣缸上且用于彈性壓緊滑架側表面的筆形氣缸；所述調節座帶動門形架沿主光柵長度和高度方向移動；

通過兩檔變焦鏡頭獲得莫爾條紋圖像數據并計算出指示光柵的調整量，根據調整量通過控制電動旋轉臺驅動第三轉盤轉動，同時帶動懸空吸附結構和指示光柵水平旋轉，直至指示光柵與主光柵之間形成的莫爾條紋寬度達到50～70mm；

所述點膠固化組件用于實現指示光柵與滑架之間的點膠與固化，通過點膠固化組件實現一次運動就可完成點膠和固化全過程，通過兩檔變焦鏡頭記錄滑架的位置以獲得準確的點膠位置，點膠固化時，所述懸空吸附結構始終吸附指示光柵，所述兩個彈性壓桿始終彈性壓緊滑架上表面，所述筆形氣缸始終彈性壓緊滑架側表面。

還包括固定在基座上且位于電動旋轉臺前端用于放置滑架的托盤。

所述光柵拾取組件包括第二吸盤、光柵臂和第一二維滑臺，固定在基座上的第一二維滑臺，固定在第一二維滑臺的第一轉盤上的光柵臂、固定在光柵臂一端且用于吸取和升降指示光柵的第二吸盤；所述第一二維滑臺具有垂直升降自由度和水平旋轉自由度，所述第二吸盤吸取指示光柵后，所述第一二維滑臺驅動第一轉盤逆時針旋轉將指示光柵放置在懸空吸附結構上。