CN104759563A - 一种精密金属丝栅网制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密金属丝栅网制造装置，包括依次前后间隔固定设于平台上的绕丝机构、出丝机构、丝源机构，绕丝机构包括支承座体、绕丝轮毂组件及驱动部件，绕丝轮毂组件为镂空结构，出丝机构包括固定座体、设于固定座体上可左右往复移动的滑座，及竖向设于滑座上支撑臂，支撑臂顶端铰接有导向滚轮，丝源机构包括固定设置的丝源底座、丝源卷筒轴及丝源卷筒，出丝机构和丝源机构独立分开设置，有效减少累计误差，减少了金属丝间距精度的影响因素，同时，绕丝机构中绕丝轮毂组件采用镂空结构设计，可以达到减轻减载的目的，降低振动干扰和启停时因惯性引起的偏差，使得绕丝过程所带来的误差减小，以达到精密绕丝的要求。

Description

一种精密金属丝栅网制造装置

技术领域

    本发明涉及金属丝栅网精密制造设备技术领域，特别一种精密金属丝栅网制造装置。

背景技术

金属丝栅网作为信号检测示波器的重要组成部件，金属丝栅网中金属栅线排布匀称性、金属栅线的间距误差以及金属栅线本身的精度，是示波器检测精度的决定性因素。

目前，常见的金属丝栅网成型方法有光化学刻蚀方法，其基本原理是：利用辐射线曝光技术，将紫外光经过光学系统照射到实现设计好的掩模上，将掩模图案（制作成金属丝栅网形貌互补的图形）投影到工件的抗腐蚀剂层，使之曝光，通过显影可在抗腐蚀剂上获得与掩模图案相同或者互补的图形，最后经过化学蚀刻可将图形传递到工件表面上，从而将掩模图案转移至金属片。在利用辐射线曝光时，只有未被掩模图案遮住的光刻胶才会收到辐射而发生光化学反应，经过光照后，光刻胶发生光化学反应，其溶解性能有选择性的发生变化，显影后，光刻胶对刻蚀液具有耐腐蚀特性，对未受光刻胶保护的工件表面进行腐蚀，从而获得与掩模图案相同或者互补的金属丝栅网。

光化学蚀刻方法虽然可以制备精细的金属栅网，但是，该成型方法有以下缺陷和问题：（1） 需花费较高成本的反应溶液及去离子水；（2）化学药品处理时人员所遭遇的安全问题；（3）光阻附着性问题；（4） 气泡形成及化学蚀刻液无法完全与晶圆表面接触所造成的不完全及不均匀的蚀刻问题；（5）废气及潜在的爆炸性问题。

此外，中国专利CN103894521A公开了一种超精细无极金属栅网制造装置，该制造装置通过高精度伺服电机控制绕丝组件转动和微步进直线电机控制丝源组件动作，在两者共同配合下，将精细金属丝均匀排列缠绕在绕丝盘的栅环上，并通过专用的封装技术稳定封装并取下栅环，从而制得金属丝栅网。

该制造装置中丝源组件通过微步进直线电机控制往复移动以控制金属栅线的间距，然而该种结构形式容易造成累计误差，影响绕丝均匀性和稳定性，进而影响金属丝栅网的制造精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、制造精度高的精密金属丝栅网制造装置。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种精密金属丝栅网制造装置，包括依次前后间隔固定设于平台上的绕丝机构、出丝机构、丝源机构，所述绕丝机构包括支承座体、设于支承座体上的绕丝轮毂组件，及驱动绕丝轮毂组件转动的驱动部件，所述绕丝轮毂组件为镂空结构，所述出丝机构包括固定设置的固定座体、设于固定座体上可左右往复移动的滑座，及竖向设于滑座上支撑臂，所述支撑臂顶端铰接有用以承接缠绕金属丝的导向滚轮，所述丝源机构包括固定设置的丝源底座、设于丝源底座上的丝源卷筒轴，及可拆卸式套装于丝源卷筒轴上的丝源卷筒。

进一步，所述绕丝轮毂组件包括支承于支承座体上的绕丝轮毂轴和设于绕丝轮毂轴上的绕丝轮毂，所述绕丝轮毂呈正多边形，在所述绕丝轮毂外缘各顶点上分别连接有与绕丝轮毂轴相平行的棱条，相邻所述棱条之间可拆卸式嵌装有封装板块，所述封装板块中心具有封装圆孔。

进一步，所述驱动部件包括精密伺服驱动电机和与精密伺服驱动电机的输出轴相联接的精密变速器，所述精密变速器的输出轴与绕丝轮毂轴联接。

进一步，在所述支撑臂上转动连接有向绕丝机构方向伸出的调节臂，所述调节臂的末端也铰接有导向滚轮。

进一步，所述导向滚轮中间具有截面呈V形导向槽。

进一步，所述滑座由滚珠丝杆驱动机构驱动左右往复移动，所述滚珠丝杆驱动机构包括设置在固定座体上的滚珠丝杆支撑座体、设于滚珠丝杆支撑座体一端的微型步进电机，及与微型步进电机输出轴相联接的丝杆，在所述丝杆上套装有丝杆座，所述丝杆座与滑座固定连接在一起。

进一步，所述支承座体设有径向止推轴承以限制绕丝轮毂轴轴向窜动。

进一步，各所述棱条两侧端成型有供封装板块嵌入安装的槽口，所述封装板块通过螺丝紧固件固定在相邻棱条之间。

有益效果：此精密金属丝栅网制造装置中出丝机构和丝源机构独立分开设置，有效减少累计误差，使得金属丝之间的间距精度取决于机器的加工精度和滑座左右往复移动精度，减少了金属丝间距精度的影响因素，同时，绕丝机构中绕丝轮毂组件采用镂空结构设计，可以达到减轻减载的目的，降低振动干扰和启停时因惯性引起的偏差，使得绕丝过程所带来的误差减小，以达到精密绕丝的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中绕丝机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中出丝机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中丝源机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中绕丝轮毂组件的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图5，本发明一种精密金属丝栅网制造装置，包括依次前后间隔固定设于平台上的绕丝机构10、出丝机构20、丝源机构30，绕丝机构10包括支承座体11、设于支承座体11上的绕丝轮毂组件，及驱动绕丝轮毂组件转动的驱动部件，绕丝轮毂组件为镂空结构，出丝机构20包括固定设置的固定座体21、设于固定座体21上可左右往复移动的滑座22，及竖向设于滑座22上支撑臂23，支撑臂23顶端铰接有用以承接缠绕金属丝的导向滚轮24，丝源机构30包括固定设置的丝源底座31、设于丝源底座31上的丝源卷筒轴32，及可拆卸式套装于丝源卷筒轴32上的丝源卷筒33。

其中，绕丝机构10中的绕丝轮毂组件包括支承于支承座体11上的绕丝轮毂轴12和设于绕丝轮毂轴12上的绕丝轮毂13，绕丝轮毂轴12通过径向止推轴承支承在支承座体11上，防止绕丝轮毂轴12产生轴向窜动以影响绕丝精度，绕丝轮毂13与绕丝轮毂轴12刚性连接在一起，本实施例中，绕丝轮毂13为十字轮毂，呈正四边形，在该十字轮毂的端点上都连接棱条14，四条棱条14与绕丝轮毂13构成镂空状立方体结构，棱条14的长度与相邻棱条14之间的距离相等，从而构成镂空状正立方体结构，封装板块15以可拆卸式的固定方式固定在相邻棱条14之间，例如可通过螺丝紧固件固定在相邻棱条14之间，封装板块15中心具有用以安装栅环的封装圆孔，封装圆孔可设计成不同直径大小，由于封装板块15采用可拆卸式设计，当针对绕制不同直径大小的金属丝栅网的需求时，可直接拆卸更换具有不同直径大小封装圆孔的封装板块15，以满足不同直径大小金属丝栅网的生产需求，避免拆装整个绕丝轮毂，操作简单快捷，有效提高生产效率。

同时，绕丝轮毂组件采用镂空状立方体结构，摒弃传统的封闭式六面体结构形式的绕丝轮毂，可以达到减轻减载的目的，降低振动干扰和启停时因惯性引起的偏差，使得绕丝过程所带来的误差减小，以达到精密绕丝的要求。

为了便于拆卸更换封装板块15，各棱条14左右两侧边缘端成型有槽口，棱条14的边缘侧端为圆弧过渡侧端，槽口的深度与封装板块15的厚度相一致，当封装板块15嵌装在相邻两棱条14之间时，使得封装板块15顶端表面与棱条14顶端表面相平。

绕丝轮毂组件由驱动部件驱动旋转，该驱动部件包括精密伺服驱动电机16和与精密伺服驱动电机16的输出轴相联接的精密变速器17，精密变速器17的输出轴与绕丝轮毂轴12联接，由于精密伺服驱动电机16的输出转矩通常比较小，为了带动绕丝轮毂轴12等部件，需要其进行扭矩的放大以消去其抖动的影响，使其工作更平稳可靠，进一步提高绕丝精度。

出丝机构20中滑座22左右往复移动以控制精细金属丝左右偏摆进而控制金属丝栅网中金属丝之间的间距，精细金属丝从丝源机构10中引出绕在支撑臂23顶端的导向滚轮24上并连接至绕丝轮毂13的封装板块15端面上，绕丝轮毂13转动拉动精细金属丝，与此同时，滑座22左右往复移动以带动导向滚轮24左右往复移动，进而控制位于导向滚轮24上的精细金属丝左右偏摆，随着绕丝轮毂13不断转动，精细金属丝会在绕丝轮毂13上绕制出一层间距可控的金属丝栅网。

作为优选，在支撑臂23上转动连接有向外伸出的调节臂25，调节臂25 朝向绕丝轮毂13方向，调节臂25的末端也铰接有导向滚轮24，精细金属丝先后经过支撑臂23顶端的导向滚轮24和调节臂25末端的导向滚轮24，再连接至绕丝轮毂12上，其中，调节臂25可绕其铰接点转动调节角度，从而可以适应不同张力下金属丝的绕制，并保证绕丝过程中不会因为拉力过大而把金属丝绕断，两个导向滚轮24中间还具有截面呈V形导向槽，精细金属丝绕在该V形导向槽内，避免绕丝过程中金属丝出现晃动或者机械结构震动而造成偏差。

其中，滑座22由滚珠丝杆驱动机构驱动左右往复移动，滚珠丝杆驱动机构包括滚珠丝杆支撑座体26、设于滚珠丝杆支撑座体26一端的微型步进电机27，及与微型步进电机27输出轴相联接的丝杆28，滚珠丝杆支撑座体26呈长方体状，固定安装在固定座体21上，滚珠丝杆支撑座体26中间内凹具有长条状槽道，丝杆28处于该长条状槽道内，在丝杆28上套装有丝杆座29，丝杆座29与滑座22固定连接在一起，丝杆座29处于长条状槽道内，长条状槽道对丝杆座29起导向作用，微型步进电机27工作带动丝杆28旋转进而驱动丝杆座29水平左右往复移动。

丝源组件30由丝源底座31、丝源卷筒轴32、丝源卷筒33构成，丝源卷筒轴32一端通过轴承水平支承在丝源底座31上，丝源卷筒33以可拆卸式的方式套装在丝源卷筒轴32，丝源卷筒33上的缠绕着有精细金属丝，精细金属丝被拉动时，丝源卷筒33能够旋转，并连带丝源卷筒轴32一起转动，当丝源卷筒33上的精细金属丝使用完毕后，可从丝源卷筒轴32上拆出并更换新的丝源卷筒33，更换拆卸方式简单，有利于生产制造。

本发明精密金属丝栅网制造装置绕制精密金属丝栅网的工作过程如下：在绕制精密金属丝栅网之前，先把丝源卷筒33固定安装在丝源卷筒轴32上，控制滚珠丝杆驱动机构，使导向滚轮24对准绕丝轮毂13的左端，将缠绕在丝源卷筒33的精细金属丝拉出来先后经过支撑臂23顶端的导向滚轮24和调节臂25末端的导向滚轮24，必要时需要调整调节臂25的角度，使得满足绕丝条件的要求，然后把需要绕制的精细金属丝始端固定在绕丝轮毂13上的定位件上（未画出），启动精密伺服驱动电机16和微型步进电机27，此时精密伺服驱动电机16带动绕丝轮毂13转动，拉出丝源卷筒33上的精细金属丝并绕在绕丝轮毂13上，同时，支撑臂23由微型步进电机27驱动进行一定的微进给，使得绕制在绕丝轮毂13上的精细金属丝具有一定的间距，形成间距固定在一定范围波动的可控的金属丝栅网，最后，通过特定的封装技术将绕制出来的金属丝栅网封装起来，完成金属丝栅网的制作。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种精密金属丝栅网制造装置，其特征在于：包括依次前后间隔固定设于平台上的绕丝机构、出丝机构、丝源机构，所述绕丝机构包括支承座体、设于支承座体上的绕丝轮毂组件，及驱动绕丝轮毂组件转动的驱动部件，所述绕丝轮毂组件为镂空结构，所述出丝机构包括固定设置的固定座体、设于固定座体上可左右往复移动的滑座，及竖向设于滑座上支撑臂，所述支撑臂顶端铰接有用以承接缠绕金属丝的导向滚轮，所述丝源机构包括固定设置的丝源底座、设于丝源底座上的丝源卷筒轴，及可拆卸式套装于丝源卷筒轴上的丝源卷筒。

2.根据权利要求1所述的精密金属丝栅网制造装置，其特征在于：所述绕丝轮毂组件包括支承于支承座体上的绕丝轮毂轴和设于绕丝轮毂轴上的绕丝轮毂，所述绕丝轮毂呈正多边形，在所述绕丝轮毂外缘各顶点上分别连接有与绕丝轮毂轴相平行的棱条，相邻所述棱条之间可拆卸式嵌装有封装板块，所述封装板块中心具有封装圆孔。

3.根据权利要求2所述的精密金属丝栅网制造装置，其特征在于：所述驱动部件包括精密伺服驱动电机和与精密伺服驱动电机的输出轴相联接的精密变速器，所述精密变速器的输出轴与绕丝轮毂轴联接。

4.根据权利要求1所述的精密金属丝栅网制造装置，其特征在于：在所述支撑臂上转动连接有向绕丝机构方向伸出的调节臂，所述调节臂的末端也铰接有导向滚轮。

5.根据权利要求1或4所述的精密金属丝栅网制造装置，其特征在于：所述导向滚轮中间具有截面呈V形导向槽。

6.根据权利要求1所述的精密金属丝栅网制造装置，其特征在于：所述滑座由滚珠丝杆驱动机构驱动左右往复移动，所述滚珠丝杆驱动机构包括设置在固定座体上的滚珠丝杆支撑座体、设于滚珠丝杆支撑座体一端的微型步进电机，及与微型步进电机输出轴相联接的丝杆，在所述丝杆上套装有丝杆座，所述丝杆座与滑座固定连接在一起。

7.根据权利要求2所述的精密金属丝栅网制造装置，其特征在于：所述支承座体设有径向止推轴承以限制绕丝轮毂轴轴向窜动。

8.根据权利要求2所述的精密金属丝栅网制造装置，其特征在于：各所述棱条两侧端成型有供封装板块嵌入安装的槽口，所述封装板块通过螺丝紧固件固定在相邻棱条之间。