增量式光栅尺指示光栅自动粘接系统的设计.pdf

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1、第27卷第6期约14年11月机电产品开发与剀新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．27，No．6Nov．，2014文章编号：1002-6673(2014)0“l㈣增量式光栅尺指示光栅自动粘接系统的设计李小虎，王鹤(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033)摘要：增量式光栅尺指示光栅粘接设备制造困难，精度较低，并且采用人眼观察手工调整的粘接方式。成品率低。粘接一致性得不到保证。为了改进设备与粘接方式。研发出一套自动粘接系统。该系统提出简单易实现的悬

2、空吸附式结构，利用CCD相机替代人眼观察莫尔条纹的变化．并根据CCD提供的图像数据自动调整指示光栅以使其满足技术指标，保证了粘接的一致性。最后给出自动粘接系统的详细设计方案。关键词：指示光栅；自动粘接；悬空吸附；莫尔条纹中图分类号：TB47文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2014．06．055TheDesignofIndicatingGratingAutomaticBondingSystemforIncrementalGratingRulerLIXioa一嚣n．WANGHe(ChangchunInst

3、ituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，ChangchunJilin130033，Chim)Abstract：Theindicatinggratingbondingequipmentforincrementalgratingrulerisdit五culttomanufactureandlowaccuracy．ItUSesthebondingwayofmkedeyeobservationandmanualadjustmentwhichresultinlowy

4、ieldandrioguaranteeofbondingconsistency．Inordertoimprovetheequipmentandbondingway。researchanddevelopanautomaticbondingsystem．Thissystemputforwardad∞gtingadsorptionstructurewhichissimpleandeasytOimplement．IttakesadvantageofCCDcam．erainsteadofnakedeyetOobservethechangeofmoir

5、6fiinge．AccordingtOtheimagesdataprovidedbytheCCDcalnera，thesystemautomaticallyadjuststheindicatinggratingtomeetthetechni-calindicatorandtOguar扭teethebondingconsistency．Attheend，thedetaileddesignschemeoftheautomaticbondingsystemisgiven．Keywords：indicatinggrating；automaticbo

6、nding；dan91iIlgadsorption；moir6fringe0引言数控机床上使用的增量式光栅尺由主光栅与指示光栅组成。其中主光栅粘接在尺壳上，指示光栅粘接在滑架上。滑架通过五个轴承作用于主光栅上，当滑架带动指示光栅在主光删上移动时，利用光的莫尔效应，将位置移动转变成明暗相间的莫尔条纹的移动，再由光电接收器件转换成数字量信号【1’习。指示光栅粘接在滑架上需要满足两个技术指标：①是指示光栅与主光栅之间的间隙为0．03加．04mm。间隙越小。光电信号的直流电平越小、信号幅度越高，对后续电子学的处理有好处。但间隙过小，在光栅尺的实际应

7、用中不可避免的有颗粒污染的时候．会造成主光栅和指示光栅之间的磨损。降低光栅尺的使用寿命；②是指示修稿日期：2014-09．22作者简介：李小虎(1986-)，男，助理研究员。主要研究方向为机电一体化；王鹤(1983-)，男，助理研究员。144光栅与主光栅形成的莫尔条纹宽度要达到70mm以上。或者说指示光栅与主光栅刻线的夹角小于1’。如果夹角过大，则会降低增量信号细分质量，进而影响测量精度田。为了满足第一个指标．现在的方式是特制一主光栅，将主光栅表面与滑架轴承的接触区域磨掉0．03～0．04mm，形成一凹陷区。粘接完毕后，当滑架放在正常的主光

8、栅上时，就可保证指示光栅与主光栅之间的间隙为0．03—0．04mm。这种方式的难点在于主光栅上的凹陷区目前只能采用手工研磨，而手工研磨耗时耗力．研磨面粗糙，精度较低13]。第二个