[实用新型]一种高精度标尺线纹刻划系统

说明书

本实用新型公开了一种高精度标尺线纹刻划系统，机床上设有微动工作台，微动工作台下设四个精密级钢球，微动工作台右边与微动元件连接，微动工作台左边通过球形圆柱与弹簧连接，微动工作台上面安装高精度纳米光栅，且待测标尺置于微动工作台上；机床通过伺服电机带动精密级丝杆运动，伺服电机与伺服驱动器组件连接，伺服驱动器组件与小伺服电机连接，小伺服电机与刻刀机构连接，刻刀机构限位开关位于待测标尺上方；伺服驱动器组件与闭环控制器连接，闭环控制器与微动元件连接；所述闭环控制器连接人机软件界面。本实用新型实现纳米级刻划和纳米级定位，实现不同等级标尺的刻划，提高了刻划效率，可以批量生产。

技术领域

本实用新型属于光栅线纹刻划技术领域，具体地涉及一种高精度标尺刻线机的刻划系统。

背景技术

高精度标尺刻线机是精密度很高的标尺光栅刻划仪器，可刻划各种规格的标尺光栅；适用于光栅生产企业、科研单位，以及国家各级检定机关的计量部门和实验室。它的主要用途是直接刻划不同规格的标尺光栅。这里基准可以采用高精度光栅副来刻划标尺；也可采用高精度一等标尺光栅配合光电显微镜刻划标尺；还可以采用高精度激光干涉仪作为基准进行刻划。

根据采用的基准不一样，可以刻划不同等级、不同规格的标尺光栅，甚至还可以刻划更高等级的标尺。本发明人将三种刻划基准、人性化的软件控制、微动机构系统、刻划系统、几种修正补偿方式以及高精度定位系统集于本刻划机一体，其中，采用的刻划基准系统、精密微动伺服修正控制系统、微动工作台机构及其运动控制系统是本实用新型的特点。本实用新型的刻划基准系统，精密微动控制系统，微动工作台机构及其运动控制系统，整个系统组合，通过人机界面软件设定相应的参数，刻划间隔，线条刻划宽度、长度等可以实现精确定位，精确刻划。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度标尺线纹刻划系统，该系统解决了传统刻划存在的问题，实现纳米级刻划和纳米级定位，实现不同等级标尺的刻划，提高了刻划效率，且可以批量生产。

本实用新型的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种高精度标尺线纹刻划系统，包括机床和闭环控制器，机床上设有微动工作台，微动工作台下设四个精密级钢球，微动工作台右边与微动元件连接，微动工作台左边通过球形圆柱与弹簧连接，微动工作台上面安装高精度纳米级光栅，且待测标尺置于微动工作台上；机床通过伺服电机带动精密级丝杆运动，伺服电机与伺服驱动器组件连接，伺服驱动器组件与小伺服电机连接，小伺服电机与刻刀机构连接，刻刀机构限位开关位于待测标尺上方；伺服驱动器组件与闭环控制器连接，闭环控制器与微动元件连接；所述闭环控制器连接人机软件界面；

所述刻刀机构包括执行刀架滑板导轨组、十字弹性刀架和刀架手柄，执行刀架滑板导轨组采用了点接触的形式，滑板置于水平导轨氮化钢上，滑板底部和三个球面体接触，垂直氮化钢导轨和滑板也为球面接触，滑板的一侧面的两个弹性滑块和弹簧组合使另一侧的固定球形滑块与垂直氮化钢导轨保持恒力接触，执行刀架的抬落刀回转支撑，采用了十字弹簧片的结构形式，十字弹簧片的另一端通过支架和压板固定，刻刀抬刀或落刀的回转中心由十字弹簧片的弹性形变来达到，即按十字弹簧片的十字交叉线为回转中心，上下限量摆动；刀架机构单独安装在基座上，刀架机构的升降和横向移动都采用矩形导轨由研磨加工配研而成，由横向固定把手、横向移动手轮、升降固定把手和刀架升降手轮控制。

所述精密级丝杆螺距为1mm。

所述伺服驱动器组件采用固高GTC-NC600六轴控制器，主轴移动和刻刀电机采用安川伺服电机SGM7G-09AFC61和SGM7J-01AFC6S，伺服驱动器SGD7S-R90A00A002和SGD7S-7R6A00B202。

所述高精度纳米级光栅用激光干涉仪或光电显微镜配合高等级标尺替换。即刻线的基准有这三种方式。

所述十字弹簧片的厚度为0.05—0.06mm。