CN104459858A - 一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置，属于机械刻划平面衍射光栅制作领域，解决了现有技术影响光栅的衍射性能指标，稳定性差的技术问题；本发明包括旋转电机、旋转轴、气浮滑套、气浮导轨、刀架转接板、滑轮支撑架、接近开关、横梁、滑轮、钢丝绳、钢丝绳压板、滑套连接板和刀架配重块。所述气浮导轨及所述气浮滑套共有两个且平行放置，且所述两个气浮滑套固定连接。本发明采用所述钢丝绳与所述双气浮滑套的几何中心位置进行固定连接，通过所述电机带动所述钢丝绳实现所述双气浮滑套往复运动，有效避免了所述电机驱动产生的瞬态扭矩对刻划刀架运动稳定性的影响。

Description

一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置
技术领域
本发明属于机械刻划平面衍射光栅制作领域，具体涉及一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置。
背景技术
机械刻划法是制作平面衍射光栅的主要方法之一，该方法是采用金刚石刻刀在光栅基底的铝膜上挤压出一条固定间距的光栅刻线。机械刻划法一般工作于罗兰工作方式，即光栅刻划刀架带动金刚石刻刀做往复运动，工作台承载光栅基底做单方向的进给运动。光栅刻划刀架的驱动方式决定了光栅刻划刀架往复运动稳定性的优劣，是光栅性能指标的主要因素之一。
现有技术中光栅刻划刀架采用曲柄连杆结构对光栅刻划刀架进行驱动，曲柄连杆机构包括曲柄连杆、鞍型滑块、石英导轨、刻划刀架，鞍型滑块与石英导轨通过触点进行摩擦接触，曲柄连杆带动安装在鞍型滑块上的刻划刀架在石英导轨上做往复运动，曲柄连杆驱动刻划刀架做往复运动过程中存在较大的换向冲击，影响金刚石刻刀的位置定位精度；且曲柄连杆式的驱动方式以及鞍型滑块和石英导轨间的摩擦接触方式导致光栅刻划刀架往复运动存在一定的不重复性误差，影响光栅的衍射波前和杂散光等性能指标；此外，现有技术要求刻划刀架应具有较轻的重量，当刻划刀架的重量较大时，即使配有平衡结构也会导致刻划刀架的运动稳定性变差。
发明内容
本发明的目的是提出一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置，解决现有技术影响光栅的衍射性能指标，稳定性差的技术问题。
本发明一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置包括旋转电机、电机座、气浮滑套Ⅰ、气浮导轨Ⅰ、气浮导轨底座Ⅰ、滑轮支撑架Ⅰ、滑轮支撑架底座Ⅰ、刀架转接板、接近开关、气浮滑套Ⅱ、气浮导轨Ⅱ、气浮导轨底座Ⅱ、滑轮支撑架Ⅱ、滑轮支撑架底座Ⅱ、刀架配重块、滑套连接板、横梁、滑轮、滑轮座、钢丝绳和钢丝绳压板；
气浮导轨Ⅰ固定连接在气浮导轨底座Ⅰ上，气浮滑套Ⅰ在气浮导轨Ⅰ滑动，刀架转接板固定连接在气浮滑套Ⅰ上，导轨Ⅱ、气浮导轨底座Ⅱ、滑轮支撑架Ⅱ、支撑架底座、刀架配重块、滑套连接板、横梁、滑轮、滑轮座、钢丝绳和钢丝绳压板；
气浮导轨Ⅰ固定连接在气浮导轨底座Ⅰ上，气浮滑套Ⅰ在气浮导轨Ⅰ滑动，刀架转接板固定连接在气浮滑套Ⅰ上，刻划刀架固定连接在刀架转接板上；
气浮导轨Ⅱ固定连接在气浮导轨底座Ⅱ上，气浮滑套Ⅱ在气浮导轨Ⅱ滑动，刀架配重块固定连接在气浮滑套Ⅱ上；
滑套连接板分别与气浮滑套Ⅰ和气浮滑套Ⅱ固定连接；
滑轮支撑架Ⅰ上设有横梁，在靠近横梁的两侧各设置一个接近开关；
滑轮支撑架Ⅰ和滑轮支撑架Ⅱ平行的固定连接在支撑架底座上，滑轮支撑架Ⅰ和滑轮支撑架Ⅱ在气浮导轨Ⅰ和气浮导轨Ⅱ之间，在滑轮支撑架Ⅰ和滑轮支撑架Ⅱ的两侧分别设置两个滑轮，每个滑轮固定连接在滑轮座上，滑轮座分别于滑轮支撑架Ⅰ和滑轮支撑架Ⅱ固定连接；
旋转电机固定连接在电机座上，旋转电机带动钢丝绳运动，钢丝绳在各个滑轮上运动，钢丝绳的两端通过钢丝绳压板固定在花套连接架的中心位置上。
所述旋转电机的旋转轴、所述刀架转接板、所述滑轮支撑架和所述横梁均采用不导电的非金属材料制作。
所述刀架配重块的重量与所述刻划刀架的重量相等。
本发明的工作原理：钢丝绳的两端均通过钢丝绳压板固定在滑套连接板的几何中心位置上，旋转电机通过旋转轴带动与滑轮摩擦接触的钢丝绳运动，从而带动气浮滑套沿气浮导轨进行运动。气浮滑套运动至位于接近开关下方时，接近开关发生电平反转信号，该信号通知电机进行正转运动和反转运动的运动切换，从而实现所述气浮滑套沿所述气浮导轨进行往复运动。
本发明的有益效果在于：本发明的钢丝绳的两端通过钢丝绳压板与滑套连接板的几何中心位置进行固定连接，电机带动钢丝绳运动实现双气浮滑套沿气浮导轨运动做反复运动，从而实现刻划刀架的往复运动，有效避免了电机驱动产生的瞬态扭矩对刻划刀架运动稳定性的影响，有效消除了刻划刀架运动过程中的换向冲击，提高了刻划刀架的位置定位精度，从而有助于提高光栅的衍射波前和杂散光等性能指标；本发明具有较大的负载能力，可以带动重量较大的刻划刀架进行光栅刻划，特别适合于具有较大刻划刀架重量的光栅刻划主动控制方案；此外，本发明在一些机械结构环节采用了非金属材料，从而有效避免了电磁干扰对安装在刻划刀架上的压电执行器的输出性能的影响；此外本发明的旋转电机的旋转轴、刀架转接板、滑轮支撑架和所述横梁均采用不导电的非金属材料制作，从而有效避免了电磁干扰对安装在刻划刀架上的压电执行器性能的影响。
附图说明
图1为本发明一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置结构图；
图2为本发明一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置的钢丝绳与滑套连接板固定方式的示意图；
图3为本发明一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置的刀架配重块安装位置的示意图；
其中，1、旋转电机，2、电机座、3、气浮滑套Ⅰ，4、气浮导轨Ⅰ，5、气浮导轨底座Ⅰ，6、刀架转接板，7、刻划刀架，8、气浮滑套Ⅱ，9、气浮导轨Ⅱ，10、气浮导轨底座Ⅱ,11、滑轮支撑架Ⅰ，12、滑轮支撑架Ⅱ，13、横梁，14、接近开关，15、滑轮座，16、支撑架底座，17、滑套连接板，18钢丝绳，19、刀架配重块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
具体实施方式一：
参见附图1、附图2和附图3，本发明一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置包括旋转电机1、电机座2、气浮滑套Ⅰ3、气浮导轨Ⅰ4、气浮导轨底座Ⅰ5、滑轮支撑架Ⅰ11、刀架转接板6、接近开关14、刻划刀架7、气浮滑套Ⅱ8、气浮导轨Ⅱ9、气浮导轨底座Ⅱ10、滑轮支撑架Ⅱ12、支撑架底座16、刀架配重块19、滑套连接板17、横梁13、滑轮、滑轮座15、钢丝绳18和钢丝绳压板；
气浮导轨Ⅰ4固定连接在气浮导轨底座Ⅰ5上，气浮滑套Ⅰ3在气浮导轨Ⅰ4滑动，刀架转接板6固定连接在气浮滑套Ⅰ3上，刻划刀架7固定连接在刀架转接板6上；
气浮导轨Ⅱ9固定连接在气浮导轨底座Ⅱ10上，气浮滑套Ⅱ8在气浮导轨Ⅱ9滑动，刀架配重块19固定连接在气浮滑套Ⅱ8上；
滑套连接板17分别与气浮滑套Ⅰ3和气浮滑套Ⅱ8固定连接；
滑轮支撑架Ⅰ11上设有横梁13，在靠近横梁13的两侧各设置一个接近开关14；
滑轮支撑架Ⅰ11和滑轮支撑架Ⅱ12平行的固定连接在支撑架底座16上，滑轮支撑架Ⅰ11和滑轮支撑架Ⅱ12在气浮导轨Ⅰ4和气浮导轨Ⅱ9之间，在滑轮支撑架Ⅰ11和滑轮支撑架Ⅱ12的两侧分别设置两个滑轮，每个滑轮固定连接在滑轮座15上，滑轮座15分别于滑轮支撑架Ⅰ11和滑轮支撑架Ⅱ12固定连接；
旋转电机1固定连接在电机座2上，旋转电机的旋转轴带动钢丝绳18运动，钢丝绳18在各个滑轮上运动，钢丝绳18的两端通过钢丝绳压板固定在滑套连接板17的中心位置上。
所述旋转电机1的旋转轴、所述刀架转接板6、所述滑轮支撑架11和所述横梁13均采用不导电的非金属材料制作。
所述刀架配重块19的重量与所述刻划刀架7的重量相等，刀架配重块的作用是使气浮滑套Ⅰ3和气浮滑套Ⅱ8的两侧受力平衡，从而保证气浮滑套Ⅰ3和气浮滑套Ⅱ8运动平稳性。
具体实施方式二：
本实施例与实施例一的区别在于气浮导轨的材料均为花岗岩，气浮滑套的材料均为镁铝合金，气浮导轨三维尺寸均为300×240×900mm，可刻划的最大光栅刻线长度为600mm。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置，其特征在于，包括旋转电机(1)、电机座(2)、气浮滑套Ⅰ(3)、气浮导轨Ⅰ(4)、气浮导轨底座Ⅰ(5)、滑轮支撑架Ⅰ(11)、刀架转接板(6)、接近开关(14)、刻划刀架(7)、气浮滑套Ⅱ(8)、气浮导轨Ⅱ(9)、气浮导轨底座Ⅱ(10)、滑轮支撑架Ⅱ(12)、支撑架底座(16)、刀架配重块(19)、滑套连接板(17)、横梁(13)、滑轮、滑轮座(15)、钢丝绳(18)和钢丝绳压板；
气浮导轨Ⅰ(4)固定连接在气浮导轨底座Ⅰ(5)上，气浮滑套Ⅰ(3)在气浮导轨Ⅰ(4)滑动，刀架转接板(6)固定连接在气浮滑套Ⅰ(3)上，刻划刀架(7)固定连接在刀架转接板(6)上；
气浮导轨Ⅱ(9)固定连接在气浮导轨底座Ⅱ(10)上，气浮滑套Ⅱ(8)在气浮导轨Ⅱ(9)滑动，刀架配重块(19)固定连接在气浮滑套Ⅱ(8)上；
滑套连接板(17)分别与气浮滑套Ⅰ(3)和气浮滑套Ⅱ(8)固定连接；
滑轮支撑架Ⅰ(11)上设有横梁(13)，在靠近横梁(13)的两侧各设置一个接近开关(14)；
滑轮支撑架Ⅰ(11)和滑轮支撑架Ⅱ(12)平行的固定连接在支撑架底座(16)上，滑轮支撑架Ⅰ(11)和滑轮支撑架Ⅱ(12)在气浮导轨Ⅰ(4)和气浮导轨Ⅱ(9)之间，在滑轮支撑架Ⅰ(11)和滑轮支撑架Ⅱ(12)的两侧分别设置两个滑轮，每个滑轮固定连接在滑轮座(15)上，滑轮座(15)分别于滑轮支撑架Ⅰ(11)和滑轮支撑架Ⅱ(12)固定连接；
旋转电机(1)固定连接在电机座(2)上，旋转电机的旋转轴带动钢丝绳(18)运动，钢丝绳(18)在各个滑轮上运动，钢丝绳(18)的两端通过钢丝绳压板固定在滑套连接板(17)的中心位置上。
2.根据权利要求1所述的一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置，其特征在于，所述旋转电机(1)的旋转轴、所述刀架转接板(6)、所述滑轮支撑架(11)和所述横梁(13)均采用不导电的非金属材料制作。
3.根据权利要求1所述的一种双气浮导轨式光栅刻划刀架驱动装置，其特征在于，所述刀架配重块19的重量与所述刻划刀架7的重量相等。
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