专利名称：一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置的制作方法
技术领域：
本发明属于精细加工领域，具体涉及一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工
>J-U装直。
背景技术：
光栅尺位移传感器，简称光栅尺，是利用光栅的光学原理工作的精密测量反馈装置。光栅尺位移传感器按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅。反射光栅指的是光源与接收装置安装在光栅尺的同一侧，通过接收光栅尺反射回来的衍射光变化来反应位置变化。比较通用的有钢带光栅和玻璃光栅。目前应用于精密测量领域的都是超长计量钢带光栅尺。钢带光栅尺的加工过程主要分为长度测量与曝光两步工序，国内大部分的钢带光栅尺的加工过程中实现长度测量与曝光的两步工序的装置是分离的，提高了加工成本，并且加工过程中需要转换加工装置，力口工程序复杂，不易于大批量制造；同时，曝光过程中，靠机械传动轮控制被传送的钢带的传动长度，加工误差高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置，解决现有加工装置长度测量与曝光两步工序分开引起的加工成本高、加工误差高及不易于大批量制造的问题，提高 对位准确度。为实现上述目的，本发明的带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置包括传动轮、计算机、母尺、LED面光源、CXD探测器和激光打标装置；钢带在所述两个传动轮之间输送，所述LED面光源发出的匀光照射至母尺，所述母尺上的周期性码道图案被投影并曝光至钢带的加工表面；所述激光打标装置位于所述钢带的曝光区间始端的下方，所述CCD探测器位于所述钢带(2)的曝光区间终端的下方；所述传动轮和LED面光源由计算机控制；所述CCD探测器及所述激光打标装置的控制输出端与所述计算机连接。所述CCD探测器实时探测所述激光打标装置打在所述钢带上的标记。还包括超光滑防震平台，所述超光滑防震平台的上表面与所述钢带接触，使所述钢带传送和拉紧过程中保持水平状态。还包括皮带张力器，所述两组皮带张力器分别位于钢带的曝光区间的两端，所述皮带张力器感应钢带的张力大小，并将信息反馈给所述计算机。 所述LED面光源为n个LED阵列。所述n的取值为:50彡n彡100。所述LED面光源中的每一个LED都设置了一个匀光作用的前置配光镜。本发明的有益效果为:本发明的钢带光栅尺集成化加工装置，将加工过程的长度标定、测量装置和曝光装置的功能集成为一体，提高了加工效率，降低了操作的复杂程度；通过CCD探测器实时探测激光打标装置在钢带上打的标记来控制钢带输送的长度，通过机械传动结构和激光打标、CCD双重机构控制，提高了对位精度。
图1为本发明的总体结构示意图；图2为本发明的母尺结构示意图；图3为本发明的钢带背面标记示意图；其中:1、传动轮，2、钢带，201、曝光区间，202、曝光区间始端，203曝光区间终端，
3、皮带张力器，4、母尺，5、LED面光源，6、计算机，7、CXD探测器，8、超光滑防震平台，9、激光打标装置。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步描述。参见附图1、附图2及附图3所示，本发明的带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置包括传动轮1、皮带张力器3、母尺4、LED面光源5、计算机6、超光滑防震平台8、(XD探测器7及激光打标装置9 ;钢带2在所述两个传动轮I之间输送，钢带2的曝光区间201的两端分别放置一组皮带张力器3，所述母尺4位于所述钢带2的曝光区间201的正上方，所述母尺4上有周期性的码道图案，所述LED面光源5位于所述母尺4的正上方并能照射母尺4上表面的全部区域，所述超光滑防震平台8的上表面与所述钢带2接触；所述传动轮
1、皮带张力器3及LED面光源5由所述计算机6控制，所述激光打标装置9位于所述钢带2的曝光区间始端202的下方，所述CCD探测器7位于所述钢带2的曝光区间终端203的下方，所述CCD探测器7及所述激光打标装置9的控制输出端与所述计算机6连接。所述LED面光源为60个LED阵列，每一个LED都设置一个匀光作用的前置配光镜。所述CXD探测器7实时探测所述激光打标装置9打在所述钢带2上的标记。所述LED面光源5发出的均匀光照射至母尺4，所述母尺4上的周期性码道图案将被投影并曝光至钢带2的加工表面。所述超光滑防震平台8的作用是在所述钢带2传送和拉紧过程中使钢带2保持水平状态。本发明的钢带光栅尺集成化加工装置曝光过程为:计算机6启动激光打标装置9在该段钢带2背面曝光区间始端202打上十字叉标记，然后，暂停激光打标装置9同时驱动机械传动轮I开始输送被卷曲的钢带2，输送过程中，皮带张力器3感应钢带2的张力大小，将信息反馈到计算机6，通过计算机6控制前后传动轮I的转速使钢带2保持水平拉直状态，当输送长为Im的钢带2时，CCD探测器7将探测到激光打标装置9在钢带2上打的十字叉标记，并且与CXD探测器7分划板十字叉丝基本重合，此时CXD探测器7将该信息反馈给计算机6 ;计算机6暂停传动轮1，在超光滑防震平台8的作用下使钢带2保持水平状态；当钢带2被张紧后，计算机6控制宽为1.5m的LED面光源5，其发出均匀的照明光至长为Im的母尺4上，母尺4上的周期性码道图案将被投影并曝光至该段钢带2上。完成一次曝光后，将进行下一段Im长钢带2的曝光，首先计算机6再一次启动激光打标装置9在下一段钢带2的曝光区间始端202标记，然后开启机械传动轮I输送下一段钢带2，以便在曝光区间终端203的CXD探测器7再一次探测，此后重复上述工序，直至整卷钢带2曝光完毕。以上为本发明的具体实施方式
，但绝非对本发明的限制。
权利要求
1.一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置，包括传动轮(I)和计算机(6)，其特征在于，还包括母尺(4 )、LED面光源(5 )、CXD探测器(7 )和激光打标装置(9 ); 钢带(2)在所述两个传动轮(I)之间输送，所述LED面光源(5)发出的匀光照射至母尺(4)，所述母尺(4)上的周期性码道图案被投影并曝光至钢带(2)的加工表面；所述激光打标装置(9)位于所述钢带(2)的曝光区间始端(202)的下方，所述CCD探测器(7)位于所述钢带(2)的曝光区间终端(203)的下方； 所述传动轮(I)和LED面光源(5 )由计算机(6 )控制；所述CCD探测器(7 )及所述激光打标装置(9)的控制输出端与所述计算机(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置，其特征在于，所述CCD探测器(7)实时探测所述激光打标装置(9)打在所述钢带(2)上的标记。
3.根据权利要求1所述的一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置，其特征在于，还包括超光滑防震平台(8)，所述超光滑防震平台(8)的上表面与所述钢带(2)接触，使所述钢带(2)传送和拉紧过程中保持水平状态。
4.根据权利要求1所述的一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置，其特征在于，还包括皮带张力器(3)，所述两组皮带张力器(3)分别位于钢带(2)的曝光区间(201)的两端，所述皮带张力器(3)感应钢带(2)的张力大小，并将信息反馈给所述计算机(6)。
5.根据权利要求1所述的一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置，其特征在于，所述LED面光源(5)为n个LED阵列。
6.根据权利要求5所述的一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置，其特征在于，所述n的取值为:50≤n≤100。
7.根据权利要求5所述的一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置，其特征在于，所述LED面光源(5)中的每一个LED都设置了一个匀光作用的前置配光镜。
全文摘要
一种带有激光打标的钢带光栅尺集成化加工装置属于精细加工领域，目的在于解决现有加工装置长度测量与曝光两步工序分开引起的加工成本高、加工误差高及不易于大批量制造的问题，提高对位准确度。本发明包括传动轮、皮带张力器、母尺、LED面光源、计算机、超光滑防震平台、CCD探测器及激光打标装置；所述钢带在所述两个传动轮之间输送，钢带的曝光区间的两端分别放置一组皮带张力器，所述LED面光源发出的均匀光照射至母尺，所述母尺上的周期性码道图案将被投影并曝光至钢带的加工表面，通过计算机实现整体运动的控制。本发明将加工过程的长度标定、测量装置和曝光装置的功能集成为一体，提高了加工效率，降低了操作的复杂程度。
文档编号G01B11/02GK103105133SQ20121056290
公开日2013年5月15日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者刘华, 孙强, 卢振武, 熊峥 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所