[实用新型]薄膜电阻激光自动修刻机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种薄膜电阻阻值自动修调专用设备，具体为一种基于激光、气动和单片机等多种技术的全自动电阻阻值修刻机。

背景技术

高精度导电塑料角位移传感器广泛应用于石油、化工、机械、航天航空、军工等需要角度量控制的场合，其核心技术是膜电阻阻值的精确修刻。目前，在膜电阻修刻技术方面，主要有接触式修刻和非接触式修刻两大类，接触式修刻技术利用刀具对电阻材料的切削作用来实现修刻，效率较低。非接触式修刻主要利用激光对电阻材料的瞬间加热使其局部气化来实现修刻。

国内主要采用接触式修刻技术，用数控系统来控制修刻刀具对膜电阻进行机械修刻，自动化程度和效率都比较低。虽然在科研上也有单位开发成功实验性质的数控自动修刻系统，如上海好光电阻式传感器有限公司（前身为上海好光科工贸有限公司）研制生产的XK35H-2导电塑料电阻式传感器全自动修刻机用于导塑角位移电阻式传感器的修刻工作，可以在较短时间内将角位移电阻式传感器的线性度精度修刻至0.5%左右，最高可至0.2%；广州市康托利计算机科技有限公司的KLD1000修调机可以将电阻式传感器线性度修刻至0.5%，但是都还是处于技术保密阶段和试验性质的，无法在公开的资料中找到可靠的信息。

国内也有对激光修刻进行研究的，如中国科学院物理研究院某研究所曾对碳膜电阻式传感器激光修刻技术进行了相关的实验研究，并试制了激光修刻机，但效果并不理想，达到的精度较为有限，存在的副作用较多，如对碳膜和绝缘基体的损坏等。究其原因，就是激光的焦距不容易调准确，而对焦不准及功率控制不准极易引发激光加工中的发热灼伤。且目前现有的激光修刻机普遍存在着自动化程度不高、适应性较差、修刻效率低等不足。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种综合运用激光、气动、单片机和工控机等多种技术的高精度全自动电阻阻值修调机的技术方案。具体技术方案如下：

一种薄膜电阻激光自动修刻机，包括机架、工件自动装卸装置、工件自动升降装置、工件出口、自动调焦激光器、修刻台、电刷升降机构、带阻值自动检测系统工控机、显示与输入输出设备和气泵，所述机架是该薄膜电阻激光自动修刻机的支承结构和外壳，自动调焦激光器设于机架的吊架上，带阻值自动检测系统工控机设于机架的平台上。

进一步的，所述机架还包括小平台，在小平台上设置显示与输入输出设备；机架中间设置大平台，用于安装工件自动装卸装置、工件自动升降装置、工件出口、修刻台，工件出口包括合格工件出口和不合格工件出口；在下层靠左前侧设置有修刻后工件存放箱，修刻后工件存放箱的内部分两格，分别与合格工件出口和不合格工件出口通过管道相连通。

进一步的，所述机架还包括安装气泵的小平台，机架上的前面上半部分开有两扇透明的有机塑料门。

进一步的，所述工件自动装卸装置采用倒置的第一气动三爪卡盘作为抓手，安装在悬臂上，悬臂设置于立柱上，立柱安装在螺母丝杠水平导轨上，丝杠由微型步进电机驱动。

进一步的，所述工件自动升降装置由光电探测器、工件定位架、自动顶升气缸和卡槽组成，光电探测器安装在工件定位架的顶部，在机架上开有不同分布直径的卡槽，以适应不同大小的工件；自动顶升气缸头部联接有圆钢片，便于工件在上面放置。

进一步的，所述自动调焦激光器采用红宝石固体激光器，配以焦距在285-315mm范围可调的光学镜头，实现自动调焦，光斑控制在0.05mm内。

进一步的，所述修刻台由接线柱、第二气动三爪卡盘、卡盘底座、步进电机、电机底座、气缸、导轨组成，接线柱安装在卡盘底座上，带有两个卡式凹槽，当被修刻工件放入卡盘被卡紧后，工件上的接线脚就被卡入接线柱的卡槽内；卡盘底座为中间带孔圆盘结构件，中间的孔用于装步进电机；电机底座卡骑在导轨上，沿导轨左右移动，导轨内部设有一个气缸。

进一步的，所述电刷升降机构由横向悬臂、电刷立柱、电刷、升降气缸、固定压板组成，横向悬臂为铝质空心结构，一端与电刷立住通过紧配合固连，另一端与升降气缸通过紧配合固连；电刷材质为钯金合金，一端与薄膜电阻直接接触，另一端通过绝缘介质固联在电刷立柱上，并与导线相连，作为动态测量的输出点。

本实用新型具有以下优点：

1.采用自动调焦镜头使激光聚集平面与被加工的膜电阻平面高度一致，提高了激光加工的精确度和效率，确保了修刻的高效精准，使修刻机的修刻精度能达到0.1%以上；