[发明专利]精密水准标尺的尺带加工系统及尺带加工检测方法

说明书

技术领域

本发明属于测量仪器设备制造技术领域，涉及一种激光漆层剥离精密水准标尺的尺带加工系统，另外，本发明还涉及利用该系统对激光漆层剥离精密水准标尺的尺带加工检测方法。

背景技术

铟瓦水准尺作为精密水准测量系统的主要部件，已经广泛地应用到世界各国的精密水准测量中。铟瓦水准尺是国家长度标准的载体，配合水准仪使用。作为长度标准的载体，铟瓦水准尺必须具备量值准确并能够溯源至国家基准。量值准确并能够溯源至国家基准这一特质，是依赖载于尺带上分划条纹精确定位实现的。对铟瓦尺的评价，基于条纹分划的定位精度和条纹的影像质量。

目前主要采用模板喷涂法生产条码型铟瓦水准尺尺带。模板喷涂法首先需要加工一高精度模板，该模板分划线宽度有1mm、1.5mm和3mm三种规格，模板长度通常有0.5m、1m和3m等不同规格。加工时将模板与涂有白色底漆的铟瓦带叠合，两者均以一定的拉力张紧，然后喷涂黑漆，这样就制成带有黑色分划的铟瓦水准尺带。当采用0.5m或1m模板加工尺长大于模板长度的尺带时，在拼接处出现不连续现象，且分划线中存在周期性变化的分划误差。受模板本身精度的限制、模板受力变形、模板与尺带接触不良产生间隙时的喷漆溅射、以及起模时模板漆膜与尺带漆膜分离的撕裂等因素的影响，模板喷涂法很难获得高质量的分划边缘和高精度的分划位置。模板喷涂法生产的铟瓦尺带的分划标准差一般都大于7μm，分划线边缘的不规则性误差可达20μm。过大的分划标准差和分划线边缘的不规则性误差，一定会导致水准尺不同位置的实际测量误差。

此外，还有一种铣刻法生产条码型铟瓦水准尺尺带。铣刻法是用一台精密铣床刻制标尺的分划线。在铟瓦带上涂有两层涂料，外层呈白色，底层为黑色，当铣去外层后就形成黑色分划线。由于一般铣床的行程多为1m，故也存在拼接处不连续的问题。铣刻法生产的铟瓦尺带的分划标准差仅能达到10μm，铣刻法同样存在分划线边缘的不规则性误差，其大小取决于铣削时的表面质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光漆层剥离精密水准标尺的尺带加工系统，解决了现有水准标尺尺带的制造方法生产的水准标尺精度不够高的问题。

本发明的另一目的是提供一种利用上述系统对激光漆层剥离精密水准标尺的尺带加工检测方法。

本发明所采用的技术方案是，一种激光漆层剥离精密水准标尺的尺带加工系统，包括在精密数控机床的大理石床身台面之下沿纵向水平设置有滚动丝杠，滚动丝杠与伺服电动机传动连接，伺服电动机与伺服控制器连接，伺服控制器通过运动控制接口与主计算机连接，伺服控制器和运动控制接口还同时与电控箱连接；

在大理石床身上表面沿纵向设置有线性滑轨，线性滑轨上安置有刻制滑台，刻制滑台下表面固定有丝母，丝母与滚动丝杠螺纹套接；刻制滑台上表面设置有固定尺带的夹具和测力传感器，夹具中夹持有纵向水平放置的待刻制尺带，待刻制尺带的一端设置有激光干涉仪，激光干涉仪与位移测量接口连接，位移测量接口同时与主计算机和电控箱连接；待刻制尺带的另一端通过加载装置与测力传感器连接，测力传感器与主计算机连接；待刻制尺带的上方设置有固体激光器，固体激光器通过刻蚀激光头控制接口同时与主计算机和电控箱连接。

本发明所采用的另一技术方案是，一种利用上述系统对激光漆层剥离精密水准标尺的尺带加工检测方法，该方法利用上述的装置，在主计算机中设置预先编制的加工程序，通过以下各个部分配合实施，

A、主计算机通过激光干涉仪用电路卡与激光干涉仪用并行接口卡控制激光干涉仪的工作，用于测量拖板运行的位移量；

B、主计算机通过拖板驱动控制D/A卡控制拖板驱动控制单元工作，拖板驱动控制单元控制伺服电动机工作，实现刻制滑台的精确移动，同时，拖板驱动控制单元通过拖板驱动控制开关量卡分别实现刻制滑台两端进行尺带的限位检测和尺带的零位检测；

C、拖板驱动控制开关量卡与烧蚀控制计算机连接，烧蚀控制计算机通过烧蚀设定操作界面进行操作设置，烧蚀控制计算机控制固体激光器的加工激光器光头工作，对待加工尺带进行烧蚀刻制；

D、利用图像预检模块中的图像传感器采集尺带加工图像信息，图像检测系统进行加工质量判定，图像检测系统与主计算机连接输出结果，对刻蚀加工后的尺带进行质量检测。

本发明的有益效果是，极大提高铟瓦水准标尺制造中的分划线纹位置精度、线纹边缘规则程度和长度朔源精度，得以制造出高精度的水准标尺尺带。

附图说明

图1是本发明的尺带加工系统的结构示意图；