一种栅尺固化方法、装置和系统

本技术涉及粘接装配，特别涉及一种栅尺固化方法、装置和系统。

背景技术：

1、光栅尺、时栅尺等栅尺是高精度的直线位移传感器，栅尺测量结构包括栅尺和读数头，栅尺中的主尺体(也称玻璃尺)被粘接在基底上，然后安装在机床的导轨等移动部件上，读数头安装在固定部件上。主尺体与基底(也称为基体或尺壳)通过环氧树脂胶粘连接，环氧树脂的固化过程会产生固化应力，引起环氧树脂固化收缩，导致基底两端产生翘曲变形，进而影响测量精度。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种栅尺固化方法、装置和系统，用以解决当前固化过程自由收缩产生的应力或者上下压紧夹具产生的残余应力，从而造成的基底翘曲，使得影响粘接装配质量，造成测量精度低的问题。

2、为达到上述目的，本技术的实施例提供一种栅尺固化方法，该方法应用于栅尺固化系统，该栅尺固化系统包括待固化的栅尺、夹具体和基底；所述方法包括：

3、获取所述基底与所述栅尺固化连接过程中的固化应力关联关系；所述固化应力关联关系为对所述基底施加沿基底长度方向的拉力和所述栅尺产生的翘曲度之间的对应关系；

4、根据所述固化应力关联关系，确定对所述基底施加的目标拉力；

5、将所述基底的两端分别与所述夹具体连接，并在通过所述夹具体对所述基底持续施加所述目标拉力的过程中，将所述栅尺与所述基底进行固化连接，并在所述基底和所述栅尺固化连接完成后，撤销所述目标拉力并移除夹具体，得到目标粘接件。

6、可选的，根据所述固化应力关联关系，确定对所述基底施加的目标拉力，包括：

7、根据所述固化应力关联关系，确定产生最小翘曲度对应的第一施加拉力；

8、确定固化连接过程中胶粘剂固化产生的第一拉力；

9、根据所述第一施加拉力和所述第一拉力，确定对所述基底施加的目标拉力。

10、可选的，所述方法还包括：

11、建立固化连接过程中胶粘剂固化的固化动力学模型；

12、根据所述固化动力学模型和时间固化度等效方法，确定胶粘剂固化过程中的模量变化；

13、根据所述模量变化，确定所述胶粘剂固化压力；

14、将对所述基底施加的预设拉力和所述胶粘剂固化压力作为对所述基底施加的第二拉力，获取在所述第二拉力下所述栅尺产生的翘曲程度；

15、根据所述第二拉力和所述翘曲程度，确定所述基底与所述栅尺固化连接过程中的固化应力关联关系。

16、可选的，建立固化连接过程中胶粘剂固化的固化动力学模型，包括：

17、获取胶粘剂固化过程中的热流变化；

18、根据所述热流变化，确定热流率与时间，或热流率与温度的关系；

19、根据所述热流率与时间，或热流率与温度的关系，确定胶粘剂的固化动力方程；

20、根据所述固化动力方程，建立所述固化动力学模型。

21、可选的，根据所述热流变化，确定热流率与时间，或热流率与温度的关系，包括：

22、进行不同固化温度下的差示扫描量热法dsc实验，确定热流率与间的第一变化关系；以及，

23、获取等温dsc放热数据；

24、对所述等温dsc放热数据进行积分，得到各固化温度下的总反应放热；其中，每个总反应放热均具有对应的胶粘剂的固化度。

25、可选的，根据所述固化动力学模型和时间固化度等效方法，确定胶粘剂固化过程中的模量变化，包括：

26、根据胶粘剂的松弛蠕变特性，将所述胶粘剂划分为固有模量部分和高阶的黏弹性效应部分；

27、根据所述固有模量部分和所述黏弹性效应部分，确定胶粘剂固化过程中的模量变化。

28、可选的，根据胶粘剂的松弛蠕变特性，利用以下公式，确定所述胶粘剂的所述固有模量部分；

29、

30、其中，e∞表示在固化温度下完全固化时的固有模量，与固化工艺采用的固化温度相关；e0＝0.001e∞为未固化的固有模量；αc1和αc2分别表示玻璃化转变点和凝胶点的固化度；rr表示应力松弛和固化硬化两个相互竞争因素的因子；αmod表示第一差值与第二差值的比值，所述第一差值为α与αc1的差值，所述第一差值为αc2与αc1的差值。

31、可选的，根据胶粘剂的松弛蠕变特性，确定所述黏弹性效应部分，包括：

32、根据时间固化度等效方法，采用同一对数坐标，不同固化度下的黏弹性特性，得到各固化度模量与参考固化度模量之间的模量对应关系；

33、根据所述模量对应关系，确定所述黏弹性效应部分。

34、可选的，获取在所述第二拉力下所述栅尺产生的翘曲程度，包括：

35、在对所述基底施加所述第二拉力时，根据三维数字图像相关法测量所述栅尺的变形图像；

36、根据所述变形图像，确定所述栅尺的中央变形量和两端变形量；

37、根据所述中央变形量和所述两端变形量，获取在所述第二拉力下所述栅尺产生的翘曲程度。

38、为达到上述目的，本技术实施例还提供一种栅尺固化装置，包括：

39、第一获取模块，用于获取基底与所述栅尺固化连接过程中的固化应力关联关系；所述固化应力关联关系为对所述基底施加沿基底长度方向的拉力和所述栅尺产生的翘曲度之间的对应关系；

40、第一确定模块，用于根据所述固化应力关联关系，确定对所述基底施加的目标拉力；

41、第一处理模块，用于将所述基底的两端分别与所述夹具体连接，并在通过所述夹具体对所述基底持续施加所述目标拉力的过程中，将所述栅尺与所述基底进行固化连接，并在所述基底和所述栅尺固化连接完成后，撤销所述目标拉力并移除夹具体，得到目标粘接件。

42、为达到上述目的，本技术实施例还提供一种栅尺固化系统，包括：

43、待固化的栅尺、夹具体、基底、螺母、压力传感器、第一螺栓、第一垫片、第二垫片和第二螺栓；

44、所述栅尺与所述基底通过胶粘相连；

45、所述夹具体被固定所述栅尺固化系统的工作台面；

46、所述第一螺栓穿设所述栅尺固化系统的第一侧板，与所述螺母连接；

47、所述第一垫片位于所述第一侧板的外侧，且位于所述第一螺栓和所述螺母之间；

48、所述压力传感器位于所述第一螺栓的相邻位置；

49、所述第二螺栓穿设所述栅尺固化系统的第二侧板与所述基底连接；所述第二侧板与所述第一侧板相对设置；

50、所述第二垫片位于所述第二侧板的外侧，且位于所述第二螺栓和所述基底之间。

51、本技术的上述技术方案的有益效果如下：

52、本技术实施例中，该方法应用于栅尺固化系统，该系统包括待固化的栅尺、夹具体和基底；该方法包括：获取基底与栅尺固化连接过程中的固化应力关联关系；固化应力关联关系为对基底施加沿基底长度方向的拉力和栅尺产生的翘曲度之间的对应关系；根据固化应力关联关系，确定对基底施加的目标拉力；这里，确定的目标拉力为对栅尺产生最小翘曲度时施加的拉力；将基底的两端分别与夹具体连接，并在通过夹具体对基底持续施加目标拉力的过程中，将栅尺与基底进行固化连接，并在基底和栅尺固化连接完成后，撤销目标拉力并移除夹具体，得到目标粘接件，解决现有技术中固化过程产生的应力造成的基底翘曲，使得影响粘接装配质量，造成测量精度低的问题。