RU185039U1 - Pendulum dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces - Google Patents

Pendulum dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU185039U1
RU185039U1 RU2018107002U RU2018107002U RU185039U1 RU 185039 U1 RU185039 U1 RU 185039U1 RU 2018107002 U RU2018107002 U RU 2018107002U RU 2018107002 U RU2018107002 U RU 2018107002U RU 185039 U1 RU185039 U1 RU 185039U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carriage
dividing
tool
oscillations
angular
Prior art date
Application number
RU2018107002U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Лукин
Андрей Николаевич Мельников
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Priority to RU2018107002U priority Critical patent/RU185039U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU185039U1 publication Critical patent/RU185039U1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q16/00—Equipment for precise positioning of tool or work into particular locations not otherwise provided for
    • B23Q16/02—Indexing equipment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)

Abstract

Полезная модель может быть использована при изготовлении дифракционных решеток на неплоских рабочих поверхностях с большой стрелкой прогиба (более 10 мм). Делительная машина маятникового типа для изготовления штриховых структур содержит станину, делительную каретку, резцовую каретку, выполненную в виде физического маятника, привод делительной каретки, выполненный с возможностью электронного управления процессом перемещения, привод резцовой каретки, выполненный в виде автоколебательного спускового регулятора, механизм подъема и опускания резца, расположенный на резцовой каретке, блок управления указанными приводами, а также механизмом подъема и опускания резца, и измерительную систему перемещения делительной каретки. Делительная каретка установлена с возможностью углового перемещения на опорах вращения в плоскости, перпендикулярной плоскости угловых автоколебаний резцовой каретки, ось угловых автоколебаний которой закреплена на опорах вращения, при этом геометрическая ось углового перемещения делительной каретки пересекается с геометрической осью угловых автоколебаний резцовой каретки, а резцовая каретка снабжена противовесом, расположенным ниже оси угловых автоколебаний резцовой каретки, причем противовес резцовой каретки и механизм подъема и опускания резца расположены на резцовой каретке противоположно относительно оси угловых автоколебаний резцовой каретки. Техническим результатом является обеспечение возможности изготовления дифракционных решеток на неплоских рабочих поверхностях со стрелкой прогиба более 10 мм за счет углового перемещения делительной каретки, угловых автоколебаний резцовой каретки с большой амплитудой, а также изменения места расположения механизма подъема и опускания резца. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.The utility model can be used in the manufacture of diffraction gratings on non-planar working surfaces with a large deflection arrow (more than 10 mm). The pendulum type dividing machine for the manufacture of line structures comprises a bed, a dividing carriage, a cutter carriage made in the form of a physical pendulum, a dividing carriage drive made with the possibility of electronic control of the movement process, a cutter carriage drive made in the form of a self-oscillating trigger regulator, a lifting and lowering mechanism a tool located on the tool carriage, a control unit for said drives, as well as a mechanism for raising and lowering the tool, and measuring systems at moving the dividing carriage. The dividing carriage is mounted with the possibility of angular displacement on the supports of rotation in a plane perpendicular to the plane of angular self-oscillations of the tool carriage, the axis of angular self-oscillations of which is fixed to the supports of rotation, while the geometric axis of the angular movement of the dividing carriage intersects the geometric axis of the angular self-oscillations of the tool carriage, and the cutter carriage is equipped with a counterweight located below the axis of angular self-oscillations of the tool carriage, and the counterweight of the tool carriage and the lifting mechanism a and lowering the cutter are located on the tool carriage opposite to the axis of the angular self-oscillations of the tool carriage. The technical result is the possibility of manufacturing diffraction gratings on non-planar working surfaces with a deflection arrow of more than 10 mm due to the angular movement of the dividing carriage, angular self-oscillations of the tool carriage with a large amplitude, as well as changing the location of the mechanism for raising and lowering the tool. 2 s.p. f-ly, 5 ill.

Description

Делительная машина маятникового типа для изготовления штриховых структур на неплоских рабочих поверхностяхPendulum dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces

Полезная модель относится к области станкостроения, а именно, к делительным машинам, и может быть использована при изготовлении штриховых структур, например дифракционных решеток, на неплоских рабочих поверхностях (сферических, асферических, в том числе тороидальных) с большой стрелкой прогиба (более 10 мм), необходимых для создания, в частности, компактной светосильной спектральной аппаратуры (монохроматоров-осветителей, гиперспектрометров).The utility model relates to the field of machine tool construction, namely to dividing machines, and can be used in the manufacture of line structures, for example, diffraction gratings, on non-planar working surfaces (spherical, aspherical, including toroidal) with a large deflection arrow (more than 10 mm) necessary to create, in particular, a compact aperture spectral equipment (monochromator-illuminators, hyperspectrometers).

Известна делительная машина для изготовления вогнутых и выпуклых дифракционных решеток [Harada Т., Kita Т. Mechanically ruled aberration-corrected concave gratings // Applied Optics. 1980. Vol. 19. No. 23. Pp. 3987-3993.].Known dividing machine for the manufacture of concave and convex diffraction gratings [Harada T., Kita T. Mechanically ruled aberration-corrected concave gratings // Applied Optics. 1980. Vol. 19. No. 23. Pp. 3987-3993.].

Делительная машина содержит станину, делительную и резцовую каретки, приводы перемещения делительной и резцовой кареток, механизмы подъема и опускания алмазного резца и цилиндрических направляющих резцовой каретки, механизм поворота алмазного резца, блок управления приводами перемещения делительной и резцовой кареток и датчик линейного перемещения делительной каретки. Привод перемещения делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения для обеспечения нарезания штриховых структур. Механизм подъема и опускания цилиндрических направляющих резцовой каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения в целях обеспечения концентричности поверхностей цилиндрических направляющих и сферической подложки изготавливаемой штриховой структуры.The dividing machine contains a bed, dividing and cutting carriages, drives for moving the dividing and cutting carriages, mechanisms for raising and lowering the diamond cutter and cylindrical guides of the cutting carriage, a mechanism for turning the diamond cutter, a control unit for drives for moving the dividing and cutting carriages and a linear sensor for moving the dividing carriage. The drive movement of the dividing carriage is made with the possibility of electronic control of the movement process to ensure the cutting of dashed structures. The mechanism for raising and lowering the cylindrical guides of the tool carriage is configured to electronically control the movement process in order to ensure the concentricity of the surfaces of the cylindrical guides and the spherical substrate of the manufactured dashed structure.

Основными недостатками аналога являются конструктивно-технологические ограничения по величине стрелки прогиба изготавливаемых штриховых структур на неплоских поверхностях -не более 10 мм, и сложность конструкции делительной машины, так как она содержит пять систем управления, задействованных в процессе нарезания штриховой структуры на неплоских рабочих поверхностях.The main disadvantages of the analogue are the structural and technological limitations on the arrow size of the deflection of the manufactured line structures on non-planar surfaces - not more than 10 mm, and the complexity of the design of the dividing machine, since it contains five control systems involved in the process of cutting the bar structure on non-planar working surfaces.

Прототипом является делительная машина маятникового типа для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток [Беляков Ю.М, Лукин А.В., Мельников А.Н. Устойчивость функционирования делительной машины маятникового типа к воздействию внешних факторов // Оптический журнал. 2007. Т. 74. №3. С. 23-28].The prototype is a pendulum type dividing machine for manufacturing periodic dashed structures, mainly diffraction gratings [Belyakov Yu.M., Lukin A.V., Melnikov A.N. The stability of the functioning of the pendulum dividing machine to the effects of external factors // Optical Journal. 2007.V. 74. No. 3. S. 23-28].

Данная делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержит станину, делительную и резцовую каретки, приводы перемещения делительной и резцовой кареток, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами перемещения делительной и резцовой кареток, а также механизмом подъема и опускания алмазного резца, и датчик линейного перемещения делительной каретки. Резцовая каретка выполнена в виде маятника, закрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, а привод перемещения резцовой каретки - в виде привода обеспечения угловых автоколебаний резцовой каретки. Механизм подъема и опускания алмазного резца расположен на резцовой каретке ниже оси угловых автоколебаний резцовой каретки. На делительной каретке закреплена подложка изготавливаемой штриховой структуры, а на резцовой каретке - алмазный резец для нарезания штрихов.This dividing machine for manufacturing periodic dashed structures, mainly diffraction gratings, contains a bed, dividing and cutting carriages, drives for moving dividing and cutting carriages, a mechanism for raising and lowering the diamond cutter, a control unit for drives for moving dividing and cutting carriages, as well as a lifting and lowering mechanism a diamond tool, and a linear motion sensor for the dividing carriage. The incisor carriage is made in the form of a pendulum mounted on at least two supports with elastic friction, and the incisor carriage drive is in the form of a drive for providing angular self-oscillations of the incisor carriage. The mechanism for raising and lowering the diamond tool is located on the tool carriage below the axis of the angular self-oscillations of the tool carriage. On the dividing carriage, the substrate of the manufactured stroke structure is fixed, and on the cutting carriage is a diamond cutter for cutting strokes.

Основным недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, так как данная делительная машина обеспечивает изготовление дифракционных решеток на неплоских рабочих поверхностях с небольшой стрелкой прогиба - не более 0,2 мм - из-за того, что делительная каретка установлена с возможностью совершать только линейные перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца расположен ниже оси угловых автоколебаний резцовой каретки, а также из-за наличия опор с трением упругости, ограничивающих амплитуду угловых автоколебаний резцовой каретки в пределах ±1°.The main disadvantage of the prototype is its limited functionality, since this dividing machine provides the manufacture of diffraction gratings on non-planar working surfaces with a small deflection arrow - not more than 0.2 mm - due to the fact that the dividing carriage is installed with the ability to perform only linear movements, the mechanism of raising and lowering the diamond tool is located below the axis of angular self-oscillations of the tool carriage, as well as due to the presence of supports with elastic friction, limiting the amplitude of the angular machines fluctuations of the incisal carriage within ± 1 °.

Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей делительной машины маятникового типа, а именно, обеспечение возможности изготовления штриховых структур на неплоских рабочих поверхностях с большой стрелкой прогиба.The technical result of the utility model is the expansion of the functionality of the pendulum dividing machine, namely, the provision of the possibility of manufacturing line structures on non-planar working surfaces with a large deflection arrow.

Технический результат достигается за счет того, что в делительной машине маятникового типа для изготовления штриховых структур на неплоских рабочих поверхностях, содержащей станину с расположенными на ней делительной кареткой с приводом ее перемещения и датчиком положения делительной каретки, и резцовой кареткой, выполненной в виде маятника, с приводом ее перемещения, выполненным с возможностью обеспечения угловых автоколебаний резцовой каретки относительно ее оси, которая закреплена на опорах вращения, расположенных на станине, установленный на резцовой каретке алмазный резец с механизмом его подъема и опускания для нарезания штриха и блок управления указанными приводами и механизмом, согласно настоящей полезной модели, делительная каретка установлена на опорах вращения с возможностью поворота относительно оси, расположенной вдоль ее опор вращения, в плоскости, перпендикулярной плоскости угловых автоколебаний резцовой каретки, причем геометрическая ось поворота делительной каретки пересекается с геометрической осью, относительно которой резцовая каретка совершает угловые автоколебания, при этом резцовая каретка снабжена противовесом, расположенным на ее конце ниже оси угловых автоколебаний резцовой каретки, а механизм подъема и опускания алмазного резца установлен на противоположном конце резцовой каретки относительно оси ее угловых автоколебаний. Датчик положения делительной каретки выполнен в виде датчика поворота. Противовес резцовой каретки выполнен с возможностью регулирования по массе и моменту инерции.The technical result is achieved due to the fact that in a pendulum type dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces containing a frame with a dividing carriage located on it with a drive for its movement and a position sensor for the dividing carriage, and a cutting carriage made in the form of a pendulum, with the drive of its movement, made with the possibility of providing angular self-oscillations of the tool carriage relative to its axis, which is mounted on rotation supports located on the bed, A diamond cutter mounted on a cutting carriage with a mechanism for raising and lowering it for cutting a stroke and a control unit for said drives and a mechanism, according to the present utility model, a dividing carriage is mounted on rotation supports with the possibility of rotation about an axis located along its rotation supports in a plane perpendicular plane of angular self-oscillations of the tool carriage, and the geometric axis of rotation of the dividing carriage intersects with the geometric axis, relative to which the tool carriage with Ruff angular oscillations, the incisal carriage provided with a counterweight at its end located below the axis of angular oscillations of the cutting carriage, a mechanism for raising and lowering a diamond cutter mounted on the opposite end of the cutter carriage relative to its axis of angular oscillations. The position sensor of the dividing carriage is made in the form of a rotation sensor. The counterweight of the tool carriage is made with the possibility of regulation by mass and moment of inertia.

Сущность полезной модели поясняется чертежами (фиг. 1 - фиг. 5).The essence of the utility model is illustrated by drawings (Fig. 1 - Fig. 5).

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемой делительной машины маятникового типа для изготовления штриховых структур на неплоских рабочих поверхностях, на которой стрелками показана возможность поворота делительной каретки и угловых автоколебаний резцовой каретки.In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed pendulum-type dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces, on which arrows show the possibility of turning the dividing carriage and angular self-oscillations of the incisal carriage.

На фиг. 2 изображены вид сбоку на делительную каретку и траектория движения алмазного резца при формировании штриха в диаметральном сечении световой зоны выпуклой рабочей поверхности подложки изготавливаемой штриховой структуры (световая зона заключена между точками б и г касания лезвия алмазного резца с выпуклой рабочей поверхностью подложки), при этом показаны делительная каретка, механизм подъема и опускания алмазного резца.In FIG. Figure 2 shows a side view of the dividing carriage and the trajectory of the diamond tool during the formation of a stroke in the diametric section of the light zone of the convex working surface of the substrate of the manufactured dashed structure (the light zone is enclosed between the points b and d of the contact of the diamond tool blade with the convex working surface of the substrate), dividing carriage, mechanism for raising and lowering the diamond tool.

На фиг. 3 изображено расположение делительной каретки во время работы предлагаемой делительной машины в начальном положении А, при этом нарезка штриховой структуры выполняется в начальной краевой световой зоне выпуклой рабочей поверхности подложки.In FIG. 3 shows the location of the dividing carriage during operation of the proposed dividing machine in the initial position A, while the dashed structure is cut in the initial edge light zone of the convex working surface of the substrate.

На фиг. 4 изображено расположение делительной каретки во время работы предлагаемой делительной машины в среднем положении Б, при этом нарезка штриховой структуры выполняется в диаметральном сечении световой зоны выпуклой рабочей поверхности подложки.In FIG. 4 shows the location of the dividing carriage during operation of the proposed dividing machine in the middle position B, while the dashed structure is cut in the diametric section of the light zone of the convex working surface of the substrate.

На фиг. 5 изображено расположение делительной каретки во время работы предлагаемой делительной машины в конечном положении В, при этом нарезка штриховой структуры выполняется в конечной краевой световой зоне выпуклой рабочей поверхности подложки.In FIG. 5 shows the location of the dividing carriage during operation of the proposed dividing machine in the final position B, while the dashed structure is cut in the final edge light zone of the convex working surface of the substrate.

Делительная машина маятникового типа для изготовления штриховых структур на неплоских рабочих поверхностях содержит станину 1, делительную каретку 2, резцовую каретку 3, приводы 4 и 5 перемещения, соответственно, делительной и резцовой кареток, механизм 6 подъема и опускания алмазного резца 7, блок 8 управления приводами 4, 5 и механизмом 6 подъема и опускания алмазного резца 7, датчик поворота 9 делительной каретки 2, представляющий собой прецизионный энкодер (датчик положения), встроенный в состав поворотной платформы модели М-062. Вход датчика поворота 9 делительной каретки 2 сопряжен с делительной кареткой 2, а выход подключен к входу блока 8 управления, первый выход которого подключен к входу привода 4, сопряженного с делительной кареткой 2. Второй выход блока 8 управления подключен к входу механизма 6 подъема и опускания алмазного резца 7, а третий выход - к входу привода 5, выход которого сопряжен с резцовой кареткой 3.The pendulum-type dividing machine for the manufacture of dashed structures on non-planar working surfaces comprises a frame 1, a dividing carriage 2, a cutting carriage 3, displacement drives 4 and 5, respectively, a dividing and cutting carriages, a mechanism 6 for raising and lowering the diamond cutter 7, a drive control unit 8 4, 5 and the mechanism 6 for raising and lowering the diamond tool 7, the rotation sensor 9 of the dividing carriage 2, which is a precision encoder (position sensor), built into the rotary platform of the model M-062. The input of the rotation sensor 9 of the dividing carriage 2 is coupled to the dividing carriage 2, and the output is connected to the input of the control unit 8, the first output of which is connected to the input of the drive 4 coupled to the dividing carriage 2. The second output of the control unit 8 is connected to the input of the raising and lowering mechanism 6 diamond cutter 7, and the third exit to the input of the drive 5, the output of which is paired with the cutter carriage 3.

Делительная каретка 2 с приводом 4 и датчиком поворота 9 расположена на станине 1. Делительная каретка 2 установлена на опорах 12 вращения с возможностью поворота относительно оси, расположенной вдоль опор 12 вращения и имеет столик 18, на котором закреплена подложка 10 изготавливаемой штриховой структуры. Делительная каретка 2 может быть снабжена телескопическим механизмом 16 для подстройки расположения подложки 10 изготавливаемой штриховой структуры относительно алмазного резца 7.The dividing carriage 2 with the drive 4 and the rotation sensor 9 is located on the bed 1. The dividing carriage 2 is mounted on the rotation supports 12 with the possibility of rotation about an axis located along the rotation supports 12 and has a table 18 on which the substrate 10 of the manufactured stroke structure is fixed. The dividing carriage 2 can be equipped with a telescopic mechanism 16 for adjusting the location of the substrate 10 of the manufactured stroke structure relative to the diamond cutter 7.

Делительная каретка 2 может быть снабжена противовесом 13, расположенным ниже ее геометрической оси поворота. Противовес 13 делительной каретки 2 выполнен с возможностью регулирования по массе и моменту инерции на этапе технологической настройки, до операции нарезки штриховой структуры, для обеспечения динамического равновесия делительной каретки 2 относительно ее геометрической оси поворота. Суммарный центр масс делительной каретки 2 и подложки 10 изготавливаемой штриховой структуры расположен на геометрической оси поворота делительной каретки 2. Привод 4 выполнен с возможностью электронного управления процессом поворота делительной каретки 2 и построен на основе использования прецизионной поворотной платформы модели М-062, включающей в свой состав двигатель постоянного тока мощностью 3 Вт и безлюфтовую червячную передачу.The dividing carriage 2 may be provided with a counterweight 13 located below its geometric axis of rotation. The counterweight 13 of the dividing carriage 2 is configured to control the mass and moment of inertia at the stage of technological adjustment, before the operation of cutting the dashed structure, to ensure dynamic balance of the dividing carriage 2 relative to its geometric axis of rotation. The total center of mass of the dividing carriage 2 and the substrate 10 of the manufactured dashed structure is located on the geometric axis of rotation of the dividing carriage 2. Drive 4 is configured to electronically control the rotation of the dividing carriage 2 and is based on the use of a precision rotary platform of model M-062, which includes a 3 W DC motor and a gearless worm gear.

Резцовая каретка 3 с приводом 5 ее перемещения также расположена на станине 1. На резцовой каретке 3, выполненной в виде маятника, установлен алмазный резец 7 с механизмом 6 его подъема и опускания для нарезания штриха. Механизм 6 подъема и опускания алмазного резца 7, расположенный на резцовой каретке 3, построен на основе использования типового управляемого электромагнита с напряжением питания постоянного тока, равным 27 В. Привод 5 перемещения резцовой каретки 3 предназначен для обеспечения поперечного движения - подачи алмазного резца 7 в виде незатухающих угловых колебаний, что достигается в режиме угловых автоколебаний резцовой каретки 3. Привод 5 выполнен с возможностью обеспечения угловых автоколебаний резцовой каретки 3 относительно ее оси 15, которая закреплена на опорах 11 вращения, расположенных на станине 1. Опоры 11 вращения с осью 15 обеспечивают большую амплитуду угловых автоколебаний резцовой каретки 3 (в пределах ±20°).The cutter carriage 3 with a drive 5 for its movement is also located on the bed 1. On the cutter carriage 3, made in the form of a pendulum, a diamond cutter 7 with a mechanism 6 for raising and lowering it for cutting the stroke is installed. The mechanism 6 for raising and lowering the diamond tool 7, located on the tool carriage 3, is based on the use of a typical controlled electromagnet with a DC voltage of 27 V. The drive 5 for moving the tool carriage 3 is designed to provide lateral movement - feed the diamond tool 7 in the form undamped angular oscillations, which is achieved in the mode of angular self-oscillations of the tool carriage 3. The drive 5 is configured to provide angular self-oscillations of the tool carriage 3 relative to its axis 15, which the paradise is mounted on the rotation supports 11 located on the bed 1. The rotation supports 11 with the axis 15 provide a large amplitude of angular self-oscillations of the tool carriage 3 (within ± 20 °).

В плоскости, перпендикулярной плоскости угловых автоколебаний резцовой каретки 3, осуществляется поворот делительной каретки 2, причем геометрическая ось ее поворота пересекается с геометрической осью, относительно которой резцовая каретка 3 совершает угловые автоколебания. Резцовая каретка 3 выполнена в виде вертикально расположенной рамы и может быть снабжена телескопическим механизмом 17 для подстройки своих геометрических размеров по высоте в условиях конкретных размеров подложки 10 изготавливаемой штриховой структуры. Резцовая каретка 3 снабжена противовесом 14, расположенным на ее конце ниже оси 15 угловых автоколебаний резцовой каретки 3. Противовес 14 резцовой каретки 3 выполнен с возможностью регулирования по массе и моменту инерции для того, чтобы резцовая каретка 3 обладала динамическими свойствами маятника с центром масс, расположенным ниже геометрической оси угловых автоколебаний резцовой каретки 3. Регулируемый противовес 14 позволяет подбирать частоту угловых автоколебаний резцовой каретки 3 с целью достижения оптимальной производительности нарезки штрихов. Механизм 6 подъема и опускания алмазного резца 7 установлен на противоположном конце резцовой каретки 3 относительно оси 15 ее угловых автоколебаний. Резцовая каретка 3 вместе с алмазным резцом 7 совершает воспроизводимые быстрые, по отношению к повороту делительной каретки 2, угловые автоколебания с большой амплитудой в плоскости качания. Причем траектория движения алмазного резца 7 в своем рабочем ходе практически равна радиусу кривизны выпуклой рабочей поверхности подложки 10. Путем подбора нагружения и установки регулируемого упора (на всех фигурах упор не показан) достигается плавное вхождение алмазного резца 7 в рабочий слой, нанесенный на выпуклую рабочую поверхность подложки 10, что исключает скол алмазного резца 7.In the plane perpendicular to the plane of the angular self-oscillations of the incisor carriage 3, the dividing carriage 2 is rotated, the geometrical axis of its rotation intersecting with the geometrical axis relative to which the incisor carriage 3 makes angular self-oscillations. The cutter carriage 3 is made in the form of a vertically arranged frame and can be equipped with a telescopic mechanism 17 for adjusting its geometric dimensions in height under the specific dimensions of the substrate 10 of the manufactured stroke structure. The cutter carriage 3 is equipped with a counterweight 14 located at its end below the axis 15 of the angular self-oscillations of the cutter carriage 3. The counterweight 14 of the cutter carriage 3 is configured to control the mass and moment of inertia so that the cutter carriage 3 has the dynamic properties of a pendulum with a center of mass located below the geometric axis of the angular self-oscillations of the tool carriage 3. The adjustable counterweight 14 allows you to select the frequency of the angular self-oscillations of the tool carriage 3 in order to achieve optimal performance n cutting strokes. The mechanism 6 for raising and lowering the diamond tool 7 is mounted on the opposite end of the tool carriage 3 relative to the axis 15 of its angular self-oscillations. The cutter carriage 3 together with the diamond cutter 7 makes reproducible fast, relative to the rotation of the dividing carriage 2, angular self-oscillations with a large amplitude in the rocking plane. Moreover, the path of the diamond cutter 7 in its working stroke is almost equal to the radius of curvature of the convex working surface of the substrate 10. By selecting the loading and installing an adjustable stop (the stop is not shown in all figures), a smooth entry of the diamond cutter 7 into the working layer deposited on the convex working surface is achieved substrate 10, which eliminates the cleavage of the diamond tool 7.

Перед началом работы делительной машины предварительно рассчитывают амплитуду и частоту угловых автоколебаний резцовой каретки 3 исходя из требуемых размеров изготавливаемой на выпуклой рабочей поверхности подложки 10 штриховой структуры, геометрических размеров и динамических свойств резцовой каретки 3.Before starting the work of the dividing machine, the amplitude and frequency of the angular self-oscillations of the incision carriage 3 are preliminarily calculated based on the required dimensions of the dashed structure made on the convex working surface of the substrate 10, geometric dimensions and dynamic properties of the incision carriage 3.

Делительная машина работает следующим образом.Dividing machine operates as follows.

Дифракционную решетку формируют непосредственно в материале подложки - в стекле или в металле, либо в тонком металлическом слое, нанесенном, как правило, методом вакуумного испарения на выпуклую рабочую поверхность подложки 10 изготавливаемой штриховой структуры.The diffraction grating is formed directly in the substrate material — in glass or in metal, or in a thin metal layer, deposited, as a rule, by vacuum evaporation on the convex working surface of the substrate 10 of the manufactured dashed structure.

В исходном нерабочем положении узлов и механизмов делительной машины делительная каретка 2 с противовесом 13, резцовая каретка 3 с противовесом 14, механизм 6 подъема и опускания алмазного резца 7 находятся в статическом состоянии и расположены в вертикальной плоскости, при этом алмазный резец 7 поднят (см. фиг. 1, на которой стрелками показана возможность поворота делительной каретки и угловых автоколебаний резцовой каретки).In the initial inoperative position of the nodes and mechanisms of the dividing machine, the dividing carriage 2 with the counterweight 13, the cutting carriage 3 with the counterweight 14, the mechanism 6 for raising and lowering the diamond tool 7 are in a static state and are located in a vertical plane, while the diamond tool 7 is raised (see Fig. 1, in which the arrows show the possibility of turning the dividing carriage and angular self-oscillations of the tool carriage).

Предварительно, до операции нарезки штрихов дифракционной решетки, осуществляют технологические операции по юстировке подложки 10 и алмазного резца 7.Previously, before the operation of cutting the strokes of the diffraction grating, technological operations are carried out to align the substrate 10 and the diamond tool 7.

В результате юстировки подложки 10 обеспечивается движение ее выпуклой рабочей поверхности по заданной траектории. В результате юстировки алмазного резца 7 устанавливаются требуемая величина технологического зазора между режущей кромкой лезвия алмазного резца 7 и выпуклой рабочей поверхностью подложки 10 в исходном состоянии; необходимая величина нагружения на алмазный резец 7 и требуемая пространственная ориентация режущей кромки лезвия алмазного резца 7.As a result of the alignment of the substrate 10, its convex working surface is moved along a predetermined path. As a result of alignment of the diamond tool 7, the required technological gap between the cutting edge of the blade of the diamond tool 7 and the convex working surface of the substrate 10 is set in the initial state; the required amount of loading on the diamond tool 7 and the required spatial orientation of the cutting edge of the blade of the diamond tool 7.

При включении делительной машины блок 8 управления, с помощью привода 5 перемещения резцовой каретки 3, выводит резцовую каретку 3, выполненную в виде маятника на опорах 11 вращения, в режим угловых автоколебаний.When the dividing machine is turned on, the control unit 8, using the drive 5 for moving the cutting carriage 3, displays the cutting carriage 3, made in the form of a pendulum on the bearings 11 of rotation, in the mode of angular self-oscillations.

Делительная машина готова к операции нарезки штрихов дифракционной решетки.The dividing machine is ready for the operation of cutting the strokes of the diffraction grating.

Цикл нарезки штрихов дифракционной решетки рассмотрим на примере нарезки штриховой структуры в диаметральном сечении световой зоны, расположенной между точками 6 и г касания лезвия алмазного резца 7 с выпуклой рабочей поверхностью подложки 10 (см. фиг. 2, на которой резцовая каретка 3 не показана).Let us consider the cycle of cutting strokes of a diffraction grating using the example of cutting a dashed structure in the diametrical section of the light zone located between points 6 and d of touching the blade of a diamond cutter 7 with a convex working surface of the substrate 10 (see Fig. 2, for which the cutter carriage 3 is not shown).

Блок 8, подавая управляющие сигналы, синхронизирует работу трех основных систем - привода 4 перемещения делительной каретки 2, привода 5 перемещения резцовой каретки 3 и механизма 6 подъема и опускания алмазного резца 7.Block 8, by supplying control signals, synchronizes the operation of three main systems - drive 4 for moving the dividing carriage 2, drive 5 for moving the cutter carriage 3 and the mechanism 6 for raising and lowering the diamond tool 7.

На механизм 6 подан управляющий сигнал, поэтому алмазный резец 7 поднят и находится в нерабочем крайнем левом положении а вне указанной световой зоны выпуклой рабочей поверхности подложки 10, при этом делительная каретка 2 расположена неподвижно.A control signal is supplied to the mechanism 6, therefore, the diamond cutter 7 is raised and is in the inoperative extreme left position and outside the specified light zone of the convex working surface of the substrate 10, while the dividing carriage 2 is stationary.

Далее резцовая каретка 3 перемещает механизм 6 с алмазным резцом 7 в положение б, совпадающее с началом световой зоны выпуклой рабочей поверхности подложки 10.Next, the cutter carriage 3 moves the mechanism 6 with the diamond cutter 7 to position b, which coincides with the beginning of the light zone of the convex working surface of the substrate 10.

С блока 8 на механизм 6 поступает управляющий сигнал, в результате чего алмазный резец 7 опускается, переходя в свое рабочее положение, и начинает формировать штрих последовательно и непрерывно от положения б, проходя положение в, до положения г включительно, совпадающего с окончанием световой зоны выпуклой рабочей поверхности подложки 10. Затем, в положении г, с блока 8 на механизм 6 поступает управляющий сигнал, в результате чего алмазный резец 7 поднимается, переходя в свое нерабочее положение.From block 8, a control signal is supplied to mechanism 6, as a result of which the diamond cutter 7 lowers, moving to its working position, and begins to form a stroke sequentially and continuously from position b, passing position c, to position d inclusive, coinciding with the end of the light zone convex the working surface of the substrate 10. Then, in position g, from the block 8 to the mechanism 6 receives a control signal, as a result of which the diamond cutter 7 rises, passing into its idle position.

Далее резцовая каретка 3 перемещает механизм 6 с алмазным резцом 7 в крайнее правое положение д вне указанной световой зоны выпуклой рабочей поверхности подложки 10. Достигнув крайнего правого положения д, резцовая каретка 3 с механизмом 6 подъема и опускания алмазного резца 7 останавливается. Таким образом, механизм 6 с алмазным резцом 7, пройдя траекторию своего движения от положения а до положения д, завершил рабочий ход. Достигнув крайнего правого положения д, механизм 6 с алмазным резцом 7 начинает перемещаться в противоположном направлении - от положения д к положению а, совершая холостой ход. За время выполнения резцовой кареткой 3 холостого хода, делительная каретка 2 с подложкой 10 совершает поворот на заданный угловой шаг, равный периоду штриховой структуры в угловой мере. При этом величина поворота делительной каретки 2 контролируется датчиком 9. В момент достижения алмазным резцом 7 положения а, делительная каретка 2 с подложкой 10 останавливается, переместившись на угловое расстояние, равное периоду штриховой структуры в угловой мере.Next, the tool carriage 3 moves the mechanism 6 with the diamond tool 7 to the rightmost position d outside the specified light zone of the convex working surface of the substrate 10. Having reached the rightmost position e, the tool carriage 3 with the mechanism 6 for raising and lowering the diamond tool 7 stops. Thus, the mechanism 6 with a diamond cutter 7, having passed the trajectory of its movement from position a to position d, completed the working stroke. Having reached the extreme right position d, the mechanism 6 with a diamond tool 7 begins to move in the opposite direction - from position d to position a, making idle. During the execution of the idler carriage 3, the dividing carriage 2 with the substrate 10 rotates by a predetermined angular step equal to the period of the dashed structure in an angular measure. In this case, the rotation of the dividing carriage 2 is controlled by the sensor 9. When the diamond cutter 7 reaches the position a, the dividing carriage 2 with the substrate 10 stops, moving at an angular distance equal to the period of the dashed structure in an angular measure.

Далее описанный выше цикл перемещения алмазного резца 7 - от положения а до положения д - при работе делительной машины повторяется (см. фиг. 2).Further, the above-described cycle of movement of the diamond tool 7 from position a to position d is repeated during the operation of the dividing machine (see Fig. 2).

Процесс нарезки всей штриховой структуры выполняется аналогично процессу, описанному выше, при этом делительная каретка 2 с подложкой 10 проходит последовательно траекторию (с соответствующими остановками на момент нанесения каждого штриха) от своего начального положения А (см. фиг. 3) через положение Б, соответствующее диаметральному сечению световой зоны выпуклой рабочей поверхности подложки 10 (см. фиг. 4) до своего конечного положения В (см. фиг. 5).The process of cutting the entire dashed structure is carried out similarly to the process described above, while the dividing carriage 2 with the substrate 10 follows the path (with corresponding stops at the time each stroke is applied) from its initial position A (see Fig. 3) through the position B corresponding to the diametrical section of the light zone of the convex working surface of the substrate 10 (see Fig. 4) to its final position B (see Fig. 5).

Предлагаемая делительная машина маятникового типа для изготовления штриховых структур на неплоских рабочих поверхностях с большой стрелкой прогиба, преимущественно на выпуклых поверхностях, по сравнению с аналогом, является более эффективной по энергетическим затратам в пересчете на формирование одного штриха, поскольку используется автоколебательный режим движения резцовой каретки 3.The proposed pendulum-type dividing machine for the manufacture of dashed structures on non-planar working surfaces with a large deflection arrow, mainly on convex surfaces, is more efficient in energy costs in terms of the formation of a single stroke, as the self-oscillating mode of movement of the incisal carriage 3 is used.

Использование предлагаемой делительной машины маятникового типа обеспечит возможность изготовления дифракционных решеток на неплоских рабочих поверхностях с большой стрелкой прогиба (например, 50 мм) для компактной светосильной спектральной аппаратуры (монохроматоров-осветителей, гиперспектрометров) за счет поворота делительной каретки, угловых автоколебаний резцовой каретки с большой амплитудой, а также изменения места расположения механизма подъема и опускания алмазного резца на резцовой каретке.Using the proposed pendulum-type dividing machine will make it possible to manufacture diffraction gratings on non-planar working surfaces with a large deflection arrow (for example, 50 mm) for compact high-aperture spectral equipment (monochromators-illuminators, hyperspectrometers) due to the rotation of the dividing carriage, angular self-oscillations of the cutting carriage with a large amplitude , as well as changes in the location of the mechanism for raising and lowering the diamond tool on the tool carriage.

Claims (3)

1. Делительная машина маятникового типа для изготовления штриховых структур на неплоских рабочих поверхностях, содержащая станину с расположенными на ней делительной кареткой с приводом ее перемещения и датчиком положения делительной каретки, и резцовой кареткой, выполненной в виде маятника, с приводом ее перемещения, выполненным с возможностью обеспечения угловых автоколебаний резцовой каретки относительно ее оси, которая закреплена на опорах вращения, расположенных на станине, установленный на резцовой каретке алмазный резец с механизмом его подъема и опускания для нарезания штриха и блок управления указанными приводами и механизмом, отличающаяся тем, что делительная каретка установлена на опорах вращения с возможностью поворота относительно оси, расположенной вдоль ее опор вращения, в плоскости, перпендикулярной плоскости угловых автоколебаний резцовой каретки, причем геометрическая ось поворота делительной каретки пересекается с геометрической осью, относительно которой резцовая каретка совершает угловые автоколебания, при этом резцовая каретка снабжена противовесом, расположенным на ее конце ниже оси угловых автоколебаний резцовой каретки, а механизм подъема и опускания алмазного резца установлен на противоположном конце резцовой каретки относительно оси ее угловых автоколебаний.1. A pendulum-type dividing machine for manufacturing dashed structures on non-planar working surfaces, comprising a bed with a dividing carriage located on it with a drive for moving it and a position sensor for the dividing carriage, and a cutter carriage made in the form of a pendulum, with its moving drive made with the possibility of providing angular self-oscillations of the tool carriage relative to its axis, which is mounted on rotation supports located on the bed, a diamond tool with fur mounted on the tool carriage the lowering of its lifting and lowering for cutting the stroke and the control unit of the specified drives and mechanism, characterized in that the dividing carriage is mounted on rotation supports with the possibility of rotation about an axis located along its rotation supports in a plane perpendicular to the plane of angular self-oscillations of the cutting carriage, and geometric the axis of rotation of the dividing carriage intersects with the geometric axis, relative to which the incisor carriage makes angular self-oscillations, while the incisor carriage is equipped with rotivovesom disposed at its end below the axis of angular oscillations of the cutting carriage, a mechanism for raising and lowering a diamond cutter mounted on the opposite end of the cutter carriage relative to its axis of angular oscillations. 2. Делительная машина по п. 1, отличающаяся тем, что датчик положения делительной каретки выполнен в виде датчика поворота.2. The dividing machine according to claim 1, characterized in that the position sensor of the dividing carriage is made in the form of a rotation sensor. 3. Делительная машина по п. 1, отличающаяся тем, что противовес резцовой каретки выполнен с возможностью регулирования по массе и моменту инерции.3. The dividing machine according to claim 1, characterized in that the counterweight of the cutting carriage is made with the possibility of regulation by weight and moment of inertia.
RU2018107002U 2018-02-26 2018-02-26 Pendulum dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces RU185039U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107002U RU185039U1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Pendulum dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107002U RU185039U1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Pendulum dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU185039U1 true RU185039U1 (en) 2018-11-19

Family

ID=64325291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018107002U RU185039U1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Pendulum dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU185039U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725324C1 (en) * 2019-05-31 2020-07-02 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Pendulum-type dividing machine for making dashed structures on concave surfaces

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1682123A1 (en) * 1989-06-01 1991-10-07 Предприятие П/Я Г-4671 A method of cutting diffraction grating lines and device therefor
RU2027578C1 (en) * 1990-09-17 1995-01-27 Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" Dividing machine for cutting diffraction gratings
RU2036770C1 (en) * 1990-05-22 1995-06-09 Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" Dividing machine for making diffraction lattices
RU2130374C1 (en) * 1998-05-26 1999-05-20 Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (Федеральный научно-производственный центр) Dividing machine for making periodic structures, mainly, ruled diffraction gratings (versions)
WO2009083631A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 Universidade De Santiago De Compostela Method for obtaining phase diffraction gratings in a substrate by laser ablation of a target
RU127674U1 (en) * 2012-09-17 2013-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) DIVIDING MACHINE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1682123A1 (en) * 1989-06-01 1991-10-07 Предприятие П/Я Г-4671 A method of cutting diffraction grating lines and device therefor
RU2036770C1 (en) * 1990-05-22 1995-06-09 Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" Dividing machine for making diffraction lattices
RU2027578C1 (en) * 1990-09-17 1995-01-27 Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" Dividing machine for cutting diffraction gratings
RU2130374C1 (en) * 1998-05-26 1999-05-20 Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (Федеральный научно-производственный центр) Dividing machine for making periodic structures, mainly, ruled diffraction gratings (versions)
WO2009083631A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 Universidade De Santiago De Compostela Method for obtaining phase diffraction gratings in a substrate by laser ablation of a target
RU127674U1 (en) * 2012-09-17 2013-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) DIVIDING MACHINE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725324C1 (en) * 2019-05-31 2020-07-02 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Pendulum-type dividing machine for making dashed structures on concave surfaces

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5402607A (en) Method and multi-axis numerically-controlled machine for machining surfaces
CN101014829B (en) Geodesic measuring instrument with a piezo drive
JP3026824B2 (en) Aspherical lens manufacturing equipment
RU185039U1 (en) Pendulum dividing machine for the manufacture of line structures on non-planar working surfaces
RU127674U1 (en) DIVIDING MACHINE
CN106291855A (en) The manual adjustment mechanism of five degree of freedom can be realized
CN108072341B (en) Coordinate measuring machine
RU185038U1 (en) Pendulum dividing machine for forming dashed structures on non-planar working surfaces
RU185041U1 (en) DIVISION MACHINE OF PENDULUM TYPE FOR MANUFACTURE OF HATCH STRUCTURES ON CONVEX CYLINDRICAL SURFACES
US4174193A (en) Peristatic pump with hose positioning means and pressure adjustment apparatus
RU2130374C1 (en) Dividing machine for making periodic structures, mainly, ruled diffraction gratings (versions)
RU192433U1 (en) DIVISION MACHINE OF PENDULUM TYPE FOR MANUFACTURE OF HATCH STRUCTURES ON CONCAVATED SURFACES
RU2687515C1 (en) Pendulum-type ruling machine for forming line structures on convex cylindrical surfaces
CN102589467B (en) Convex aspheric optical element surface type detection device
RU2691821C1 (en) Pendulum-type dividing machine for making dashed structures on non-planar working surfaces
RU185040U1 (en) DIVISION MACHINE OF PENDULUM TYPE FOR FORMATION OF HATCH STRUCTURES ON CONVEX CYLINDRICAL SURFACES
RU2687514C1 (en) Pendulum-type ruling machine for forming line structures on convex cylindrical surfaces
RU2687516C1 (en) Pendulum ruling machine for production of dashed structures on non-flat working surfaces
RU2725324C1 (en) Pendulum-type dividing machine for making dashed structures on concave surfaces
CN207036053U (en) A kind of error compensation system of grating scale
RU2725321C1 (en) Pendulum-type dividing machine for forming dashed structures on concave surfaces
CN210128699U (en) Film material thickness measuring device
CN103792189B (en) A kind of light path governor motion for vacuum White pond
CN113586908A (en) On-spot mapping device of building engineering cost
CN203732428U (en) Optical path length adjusting mechanism for vacuum white cell

Legal Events

Date Code Title Description
MG9K Termination of a utility model due to grant of a patent for identical subject

Ref document number: 2691821

Country of ref document: RU

Effective date: 20190618