反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光柵尺輔助裝調(diào)領域，具體涉及反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置。
【背景技術】
[0002]隨著機床領域對定位精度要求的不斷提高，光柵尺成為精密位置測量的重要工具。光柵尺是由主光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成，光柵讀數(shù)頭進一步由光源、準直光學系統(tǒng)、指示光柵、探測器及機械外殼等組成。光柵尺的基本原理為主光柵與光柵讀數(shù)頭上的指示光柵形成莫爾條紋，當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度Θ，并且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位于幾乎垂直的柵紋上，形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為“莫爾條紋”。反射式光柵尺不僅分辨率高、精度等級高，而且量程大，因此在機床領域得到廣泛的應用。
[0003]反射式光柵尺的指示光柵窗口及主光柵窗口及相應探測器相對位置都是一一對應的，直接決定了莫爾條紋的寬度，從而影響整個光柵尺的分辨率，有嚴格的裝配要求。同時，反射式光柵尺相對于透射式光柵尺，光柵窗口與探測器的對應關系直接影響探測器上接收信號的強度，因此保證指示光柵與探測器的準確裝配是十分必要的。在透射式光柵尺中，指示光柵與探測器之間并不存在一定夾角，因此可按照專利104792260A中給出的方法實現(xiàn)快速精確的調(diào)節(jié)粘接過程，而目前沒有相關材料說明反射式光柵尺中指示光柵與探測器的裝配過程，若只靠機械加工誤差保證，這無疑對機械加工提出很大的要求。因此，設計一個精確調(diào)節(jié)指示光柵和探測器之間的位置關系的裝置是十分必要的。本專利給出的反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置可以直觀、準確地測出當前時刻指示光柵與探測器的相對位置，利用成像系統(tǒng)可提高整體檢測的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術無法實現(xiàn)反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接的問題，提出一種反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置。
[0005]本發(fā)明解決技術問題的方案是:
[0006]反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置，其包括調(diào)節(jié)機構1、電路板2、指示光柵3、探測器4、光柵支架5、照明光源6、同軸光鏡頭7、相機8、電腦9及支撐平臺10 ;其特征是，
[0007]電路板2安裝在調(diào)節(jié)機構1上，探測器4設置在電路板2，通過調(diào)節(jié)機構1調(diào)節(jié)探測器4的位置；
[0008]指示光柵3通過光柵支架5傾斜固定在支撐平臺10上，且位于電路板2的正下方；
[0009]支撐平臺10具有通孔，同軸光鏡頭7位于支撐平臺10通孔下方，同軸光鏡頭7連接在相機8上，相機8與電腦9相連；照明光源6與同軸光鏡頭7的側面通光孔對應；
[0010]電路板2和指示光柵3分別設定一對標記圖案，兩對標記圖案通過同軸光鏡頭7成像在相機8，調(diào)節(jié)機構1對準兩對標記圖案，在電腦9顯示兩對成像圖案中心重合即可粘接指示光柵與探測器。
[0011]電路板2上的標記圖案是寬十字形，指示光柵3上的標記圖案是虛線十字形。
[0012]指示光柵3與電路板2的夾角由反射式光柵尺的工作要求確定。
[0013]本發(fā)明的有益效果:該裝置光學與機械結構緊湊，性能可靠；利用成像原理使兩光柵的像準確呈現(xiàn)在觀測位置，精密可控，同時，光學鏡頭的大焦深保證兩光柵均可以清晰成像；同軸光鏡頭采用雙遠心結構，可以保證在檢測過程中，避免前、后工作距離的微小變化引起放大倍率變化而造成檢測誤差，保證了實驗裝置的穩(wěn)定性，進而保證了實驗數(shù)據(jù)的可靠性。該裝置的自動粘接功能也可以避免人為粘接過程中產(chǎn)生的不必要的誤差。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明所述探測器圖案示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明所述電路板和指示光柵上的兩對標記圖案成像中心重合的效果圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。
[0018]如圖1所示，反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置，其包括:調(diào)節(jié)機構1、電路板2、指示光柵3、探測器4、光柵支架5、照明光源6、同軸光鏡頭7、相機8、電腦9及支撐平臺10。
[0019]電路板2安裝在調(diào)節(jié)機構1上，探測器4設置在電路板2，通過調(diào)節(jié)機構1可以調(diào)節(jié)探測器4的位置；
[0020]指示光柵3通過光柵支架5傾斜固定在支撐平臺10上，且位于電路板2的正下方；指示光柵3與電路板2的夾角由反射式光柵尺的工作要求確定。
[0021]支撐平臺10具有通孔，同軸光鏡頭7位于支撐平臺10通孔下方，同軸光鏡頭7連接在相機8上，相機8與電腦9相連；照明光源6與同軸光鏡頭7的側面通光孔對應；
[0022]電路板2和指示光柵3分別設定一對標記圖案，即第一標記圖案2-1及第二標記圖案3-1，這兩對標記圖案通過同軸光鏡頭7成像在相機8，調(diào)節(jié)機構1使兩對標記圖案對準，在電腦9顯示兩對成像圖案中心重合即可粘接指示光柵與探測器。
[0023]所述指示光柵3具有工作區(qū)和非工作區(qū)，第二標記圖案3-1設置在非工作區(qū)。所述的探測器4可將光信號轉化為電信號，可以選擇娃光電池。
[0024]該裝置的工作流程為:利用夾具將電路板2固定在調(diào)節(jié)機構1，探測器4設置在電路板2上，指示光柵3通過光柵支架5傾斜固定在支撐平臺10上，且設置在電路板2的正下方；指示光柵3與電路板2的夾角由反射式光柵尺的工作要求確定；在照明光源6的照明下，指示光柵3及電路板2上的標記圖案均通過同軸光鏡頭7成像在相機8上，則電腦8屏幕上出現(xiàn)指示光柵3及電路板2的標記圖案。當指示光柵3的第二標記圖案3-1與電路板2上的第一標記圖案2-1對準時，如圖3所示，對指示光柵與探測器進行粘接。
[0025]實施例:設置指示光柵3與電路板2之間的夾角為20°，設定電路板2上的一對第一標記圖案2-1的中心位于距離電路板邊緣0.7mm位置，其尺寸均為橫向和縱向的寬度為150um。指示光柵3上的第二標記圖案3-1的中心位于距離指示光柵邊緣1.5mm位置，一對標記圖案的尺寸均為縱向線條寬度為80um，縱向線條寬度為90um。
【主權項】
1.反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置，其包括調(diào)節(jié)機構(1)、電路板(2)、指示光柵(3)、探測器(4)、光柵支架(5)、照明光源(6)、同軸光鏡頭(7)、相機(8)、電腦(9)及支撐平臺(10);其特征是， 電路板⑵安裝在調(diào)節(jié)機構⑴上，探測器⑷設置在電路板(2)，通過調(diào)節(jié)機構(1)調(diào)節(jié)探測器(4)的位置； 指示光柵(3)通過光柵支架(5)傾斜固定在支撐平臺(10)上，且位于電路板(2)的正下方； 支撐平臺(10)具有通孔，同軸光鏡頭(7)位于支撐平臺(10)通孔下方，同軸光鏡頭(7)連接在相機⑶上，相機⑶與電腦(9)相連；照明光源(6)與同軸光鏡頭(7)的側面通光孔對應； 電路板(2)和指示光柵(3)分別設定一對標記圖案，兩對標記圖案通過同軸光鏡頭(7)成像在相機(8)，調(diào)節(jié)機構(1)對準兩對標記圖案，在電腦(9)顯示兩對成像圖案中心重合即可粘接指示光柵與探測器。2.根據(jù)權利要求1所述的一種反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置，其特征是，電路板(2)上的標記圖案是寬十字形，指示光柵(3)上的標記圖案是虛線十字形。3.根據(jù)權利要求1所述的一種反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置，其特征是，指示光柵(3)與電路板(2)的夾角由反射式光柵尺的工作要求確定。
【專利摘要】反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接裝置，屬于光柵尺輔助裝調(diào)領域，為解決現(xiàn)有技術無法實現(xiàn)反射式光柵尺中指示光柵與探測器粘接的問題，電路板安裝在調(diào)節(jié)機構上，探測器設置在電路板，通過調(diào)節(jié)機構調(diào)節(jié)探測器的位置；指示光柵通過光柵支架傾斜固定在支撐平臺上，且位于電路板的正下方；支撐平臺具有通孔，同軸光鏡頭位于支撐平臺通孔下方，同軸光鏡頭連接在相機上，相機與電腦相連；照明光源與同軸光鏡頭的側面通光孔對應；電路板和指示光柵分別設定一對標記圖案，兩對標記圖案通過同軸光鏡頭成像在相機，調(diào)節(jié)機構對準兩對標記圖案，在電腦顯示兩對成像圖案中心重合即可粘接指示光柵與探測器；保證了裝置的穩(wěn)定性，進而保證了實驗數(shù)據(jù)的可靠性。
【IPC分類】G01B11/00
【公開號】CN105423920
【申請?zhí)枴緾N201510967549
【發(fā)明人】孫竹, 張雪鵬, 劉陽, 孫強
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月22日