[发明专利]一种超精细无极金属栅网制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及精密制造设备技术领域，尤其涉及一种超精细无极金属栅网制造装置。

背景技术

金属栅网分为衬底与无衬底两类，可用在信号抗干扰及信号检测及太赫兹波等技术领域。随着超精密技术的发展，对于各种信号检测的精度越来越高，用于信号检测的仪器有其各自的特点和优势，由于使用领域的以及相关技术要求不同，故必须研制相应的信号检测仪器，超精细无极栅网（超精细无衬底金属丝栅网）已经广泛应用于制造业、医学、军事等技术领域，其可作为医学上一种信号检测示波器组的成部件。超精细无极金属栅网栅线排布匀称性、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。超精细无极金属栅网的加工工艺在国外发展比较成熟，由于其制作难度比较高，在国内尚未得到发展，其产品主要是依赖于进口。

超精细无极金属栅网的外轮廓一般为金属圆环，故其制造方法通常是化圆为矩。即在矩形的框架上精确的缠绕出匀称的金属栅网，然后用两金属环将以绕好的金属栅网夹紧并固定，保证栅线间隙不会发生变化，将环外沿的的金属丝裁剪，完成无极栅网的制作。由于栅网的丝径比较细，且栅线间距要求比较严格，制造工艺要求比较高，那么必将导致栅网的加工装置的技术复杂性。

因为制造无极栅网的方法是化圆为矩，制造装置的自由度为两个，其一是直接控制栅网栅线的间距，其二是直接控制丝线在矩环上缠绕。直接控制栅线间距的装置用直线电机驱动即可实现，这就对直线电机步进精度和稳定性的要求很高；同样，直接控制丝线缠绕的装置用伺服电机驱动可实现，这就对伺服电机旋转稳定性要求也很高。两动力源的综合稳定性最终决定栅网栅距的匀称性。

超精细无极金属栅网的丝径很细，其抗拉强度也就很小，很难避免其在制造过程中会被拉断，若金属丝一旦拉断，未加工完成的无极栅网就前功尽弃。

针对以上超精细无极栅网技术现状及技术难点，本发明设计一种超精细无极栅网制造装置，能实现超精细无极栅网的绕丝制造。

发明内容

本发明通过运用宏微复合思想,多体动力学及超精密制造工艺制造栅距精度达微米级别的精细无极金属栅网，并且设备结构简单，有效提高生产可行性、效率，降低操作难度及制造成本。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超精细无极金属栅网制造装置，包括高精度伺服电机、绕丝组件、微步进直线电机、丝源组件、以及底座，所述绕丝组件和微步进直线电机固定在底座上，绕丝组件上设有至少一个绕丝盘，所述绕丝盘的绕丝面上设有栅环座、栅环，以及金属丝定位件，栅环座为开设在绕丝面上的通孔，其深度与栅环的厚度相等，所述栅环与所述栅环座相互配合，栅环可拆卸地固定在所述栅环座内，所述高精度伺服电机的输出轴联接于所述绕丝盘并且带动绕丝盘的绕丝面围绕输出轴的轴线方向翻转，微步进直线电机的输出端连接于丝源组件，丝源组件的移动方向与所述高精度伺服电机的输出轴轴线方向一致，所述丝源组件设置在绕丝组件的一侧并朝向绕丝盘的绕丝面，绕丝盘通过转动拉出丝源组件上的金属丝，同时通过丝源组件的直线运动将金属丝以一定间距地排列缠绕在绕丝面上；由于绕丝盘通过高精度伺服电机带动，绕丝盘的转动能够保证很高的稳定性，并且转动角度可以达到很高的精度，由于丝源组件通过微步进直线电机带动，丝源组件的移动步距精度极高，因此在微步进直线电机和高精度伺服电机的共同配合下，给整个设备机构提供稳定而精密的动力源，能够使得排列缠绕在绕丝盘绕丝面上的金属丝栅距精度达到微米级别，并且排列匀称，能制造出高质量的金属栅网，并且可以通过匹配高精度伺服电机和微步进直线电机的旋转速度和步进速度来控制栅网的栅距；所述绕丝组件和微步进直线电机固定在底座上，底座能够吸收来自绕丝组件、微步进直线电机，以及高精度伺服电机的工作振动，因此有效保证了制造装置整体的工作稳定性，为生产制造提供良好的环境；在绕丝工作开始前，先将栅环安装并临时固定在绕丝盘的栅环座上，然后将精细金属丝始端固定在绕丝盘的金属丝定位件上，启动绕丝装置，高精度伺服电机和微步进直线电机同时运转，高精度伺服电机驱动绕丝盘转动，微步进直线电机驱动丝源组件在绕丝盘绕丝面的一侧左直线运动，绕丝盘通过转动拉出丝源组件上的精细金属丝，同时通过丝源组件的直线运动将金属丝以一定间距并均匀地排列缠绕在绕丝面上，构成了极为精细金属栅网；待栅网完全覆盖在栅环上之后，停止绕丝装置的运行，将金属丝末端固定在金属丝定位件上，并将金属丝裁断，然后使用现有技术中专用的封装技术或设备，将金属栅网在栅环上稳定封装，并在绕丝盘上取下栅环，将栅环外围多余的精细金属丝裁剪，最终完成超精细无极栅网的制造，另外，由于栅环与绕丝盘同步旋转，在绕丝盘上绕丝即可同时在栅环上直接绕丝，减少人为对栅环栅线间距精度的影响。