[發明專利]基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法

在審

• 申請號: 201710499422.1
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107121075A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 劉紅忠;史永勝;尹磊;陳邦道
• 申請（專利權）人: 常州瑞豐特科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司32234
• 代理人: 張利強

1.一種基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）直線運動部件上光柵線紋的制造：對直線運動部件表面進行研磨、拋光，使其滿足光柵線紋制作要求，然后在研磨、拋光后直線運動部件表面上制作光柵線紋結構；

（2）光柵線紋保護膜涂覆：在光柵線紋表面涂覆一層SiO₂保護膜；

（3）緊湊型反射式光柵讀數頭制造：使用LED光源和柵狀傳感器組成光電轉換部分，再配以細分電路部分，組成完整的緊湊型反射式光柵讀數頭；

（4） 光柵讀數頭的裝配：在直線運動部件的運動單元上通過安裝緊湊型反射式光柵讀數頭，組成完整的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統。

2.根據權利要求1所述的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于，步驟（1）中的直線運動部件為U型直線電機或直線導軌，光柵線紋為增量式光柵線紋結構或絕對式光柵線紋結構；步驟（1）中進行研磨、拋光后的直線運動部件的表面粗糙度為10-200nm。

3.根據權利要求1所述的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于，步驟（1）中采用光刻圖形化工藝或者輥壓印圖形化工藝在研磨、拋光后直線運動部件表面上制作光柵線紋結構。

4.根據權利要求3所述的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于，所述的光刻圖形化工藝使用提拉法或噴涂法在研磨、拋光后直線運動部件表面上涂覆光刻膠，膠層厚度為1-10mm。

5.根據權利要求4所述的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于，光刻膠涂覆完成后進行前烘，然后進行曝光工藝，進行曝光，曝光所使用的掩膜版中柵線圖形為增量式柵線或者絕對式柵線，增量式柵線柵距為2-80mm，絕對式光柵尺的標稱線紋寬度，即最窄線紋的寬度為10-30mm，柵線區域寬度為2-15mm，曝光完成后，進行顯影和濕法刻蝕，在研磨、拋光后直線運動部件表面上刻蝕出光柵線紋結構。

6.根據權利要求3所述的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于，在研磨、拋光后直線運動部件表面上涂覆一層UV固化光刻膠，通過輥壓印的方式將模具上的光柵線紋結構復制到光刻膠上，得到光柵線紋結構。

7.根據權利要求1所述的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于，步驟（2）中使用的SiO₂溶膠溶液主要成分為正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水和鹽酸，正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水和鹽酸的體積配比：10-15:35-45:4-6:0.05-0.09；使用提拉法、刷涂或噴涂方式將SiO₂溶膠溶液涂覆到光柵線紋表面上，并經過烘干及熱處理使其固化，得到SiO₂保護膜。

8.根據權利要求1所述的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于，步驟（3）中LED光源為發散型LED光源或準直LED光源，發散型LED光源的安裝方法為垂直于印刷電路板，準直LED光源在安裝時與印刷電路板保持一定夾角，發散型LED光源的發散角為20-60°，準直型LED光源的發散角小于20°。

9.根據權利要求1所述的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于，步驟（3）中柵狀傳感器的感光波長與LED光源的波長相同。

10.根據權利要求1所述的基于光柵測量技術的一體式直線運動定位系統的制備方法，其特征在于， 步驟（4）中緊湊型反射式光柵讀數頭安裝在直線導軌滑塊或直線電機動子上，緊湊型反射式光柵讀數頭與光柵尺的安裝距離為0.2-2mm。