[发明专利]悬空吸附式指示光栅自动粘接装置

说明书

技术领域

本发明涉及光栅尺制造工艺技术领域，具体涉及一种悬空吸附式指示光栅自动粘接装置。

背景技术

数控机床上使用的光栅尺由主光栅1与指示光栅2组成，其中主光栅1粘接在尺壳上，指示光栅2粘接在滑架3上，指示光栅2的结构如图2所示，滑架3通过五个轴承(三个上轴承3-1和两个侧轴承3-2)作用于主光栅1上，滑架3的结构如图3所示，当滑架3带动指示光栅2在主光栅1上移动时，利用光的莫尔效应，将位置移动转变成明暗相间的莫尔条纹的移动，再由光电接收器件转换成数字量信号。

指示光栅2粘接在滑架3上需要满足两个技术指标：第一，指示光栅2与主光栅1之间的间隙为0.03～0.04mm，间隙越小，光电信号的直流电平越小、信号幅度越高，有利于后续电子学的处理，如果间隙过小，当光栅尺在实际应用中不可避免的有颗粒污染时，会造成主光栅1和指示光栅2之间的磨损，降低光栅尺的使用寿命；第二，指示光栅2与主光栅1形成的莫尔条纹宽度要达到50～70mm，这就要求两光栅栅线的夹角约小于1′，如果夹角过大，则会降低增量信号细分质量，进而影响测量精度。

现有的指示光栅粘接方式主要依靠手工粘接，通过人眼观察莫尔条纹的长度来判断指示光栅2与主光栅1的栅线是否对齐。公开号为CN102607419A的中国专利公开了一种指示光栅的定位粘接装置，该装置采用一种微调机构以及CCD相机获得莫尔条纹图像实现对指示光栅2粘接。该装置相比于纯手工粘接有一定的优越性，但其主要步骤依旧采用手工操作，手工粘接过程中，指示光栅2的三维调整量、滑架3的压紧力以及胶水的收缩力无法精确控制，进而导致粘接的一致性得不到保证，成品率低，降低了光栅尺的整体测量精度。

发明内容

为了解决现有指示光栅的定位粘接装置存在的指示光栅手工粘接过程中由于无法精确控制指示光栅的三维调整量、滑架的压紧力以及胶水的收缩力而导致粘接的一致性差、成品率低、测量精度低的问题，本发明提供一种悬空吸附式指示光栅自动粘接装置。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的悬空吸附式指示光栅自动粘接装置，包括基座、主光栅、多个指示光栅和与指示光栅个数相同的滑架；还包括每次旋转一固定角度的空心转盘，位于空心转盘内且固定在基座上的电动旋转台、光栅拾取组件、滑架定位组件、点胶固化组件、两档变焦镜头和调节座，固定在电动旋转台的第三转盘上且用于吸附指示光栅的悬空吸附结构；所述光栅拾取组件和滑架定位组件分别位于电动旋转台的两侧，多个指示光栅和多个滑架分别均布在空心转盘的内外圆周上；

所述主光栅上对称加工有两个支架孔和两个吸盘孔，所述悬空吸附结构穿过两个支架孔和两个吸盘孔且突出主光栅上表面0.03～0.04mm；

所述光栅拾取组件用于吸取指示光栅并将指示光栅放置于悬空吸附结构的上端面上；

所述滑架定位组件用于夹取滑架并将滑架放置于主光栅上，实现滑架的移动、压紧和定位，包括固定在基座上且具有垂直升降和水平旋转自由度的第二二维滑台、固定在第二二维滑台的第二转盘上的滑架臂、固定在滑架臂一端且用于夹取滑架的气爪、固定在调节座上的门形架、对称安装在门形架上且用于弹性压紧滑架上表面的两个弹性压杆、固定在基座上的气缸、固定在气缸上且用于弹性压紧滑架侧表面的笔形气缸；所述调节座带动门形架沿主光栅长度和高度方向移动；

通过两档变焦镜头获得莫尔条纹图像数据并计算出指示光栅的调整量，根据调整量通过控制电动旋转台驱动第三转盘转动，同时带动悬空吸附结构和指示光栅水平旋转，直至指示光栅与主光栅之间形成的莫尔条纹宽度达到50～70mm；

所述点胶固化组件用于实现指示光栅与滑架之间的点胶与固化，通过点胶固化组件实现一次运动就可完成点胶和固化全过程，通过两档变焦镜头记录滑架的位置以获得准确的点胶位置，点胶固化时，所述悬空吸附结构始终吸附指示光栅，所述两个弹性压杆始终弹性压紧滑架上表面，所述笔形气缸始终弹性压紧滑架侧表面。

还包括固定在基座上且位于电动旋转台前端用于放置滑架的托盘。

所述光栅拾取组件包括第二吸盘、光栅臂和第一二维滑台，固定在基座上的第一二维滑台，固定在第一二维滑台的第一转盘上的光栅臂、固定在光栅臂一端且用于吸取和升降指示光栅的第二吸盘；所述第一二维滑台具有垂直升降自由度和水平旋转自由度，所述第二吸盘吸取指示光栅后，所述第一二维滑台驱动第一转盘逆时针旋转将指示光栅放置在悬空吸附结构上。