CN103697924A

CN103697924A - 一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置

Info

Publication number: CN103697924A
Application number: CN201310687644.8A
Authority: CN
Inventors: 杨帆; 曾琪峰; 刘阳; 牛文达; 张吉鹏; 孙强
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103697924B

Abstract

一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置属于光电测量技术领域，目的在于解决现有技术存在的光栅测量机构可靠性差、精度低的问题。本发明包括由底座、中间座、上端支架和连杆组成的支撑结构；固定在所述上端支架的器件调整机构，器件调整机构实现光电接受器件的固定和调整，固定在所述中间座的指示光栅调整机构，指示光栅调整机构实现指示光栅的固定和调整，和固定在所述底座上的CCD，所述CCD上端连接有物镜，通过所述物镜和CCD观察所述光电接收器件和所述指示光栅的相对位置，进而实现粘接。采用机械微调，并利用CCD在电脑中的成像进行观察，操作方便，观察清楚，大大减少了调整时间，也提高了整个光栅尺测量机构的可靠性与精度。

Description

一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置

技术领域

本发明属于光电测量技术领域，具体涉及一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置。

背景技术

在精密计量与位移控制领域，采用光栅作为基准，在国际上被公认为是获取高精度最实用、最经济、最可靠的技术措施。光栅尺测量机构是实现这一途径的代表性产品，被广泛应用于各种机床、机电设备、自动化测量设备中。

数控机床上使用的光栅尺由主光栅与指示光栅组成，其中主光栅粘接在尺壳上，指示光栅粘接在读数头的指示光栅滑架上，当数控机床的进给轴移动时，尺壳和读数头发生相对运动，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。

在进行光栅尺测量机构的结构安装时，需要调整光电接收器件与指示光栅的相对位置关系，使其与指示光栅间的相对位置正确，然后把光电接收器件粘接到指示光栅上，绝对式光栅尺的主光栅上有绝对码道和增量码道，指示光栅上相应设置有绝对窗口和增量刻线，光电接收器件针对绝对测量与增量测量有不同的接收象元，所以务必保证它们之间的相对位置正确。传统的工艺手段是完全凭借装调师傅的眼和手进行操作，由于人为误差导致不能很准确地调整好光电接收器件的位置，使得整个光栅尺测量机构的可靠性难以保证，精度也会受到一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提出一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置，解决现有技术存在的光栅测量机构可靠性差、精度低的问题。

为实现上述目的，本发明的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置包括：

由底座、中间座、上端支架和连杆组成的支撑结构，所述底座、中间座和上端支架由下至上固定在所述连杆上；

固定在所述上端支架的器件调整机构，所述器件调整机构包括器件固定机构和齿条传动机构，所述齿条传动机构与所述上端支架固定连接，通过所述器件固定机构实现对光电接收器件的夹紧，通过齿条传动机构实现对器件固定机构上下位移的调整；

固定在所述中间座的指示光栅调整机构，所述指示光栅调整机构包括指示光栅滑架固定机构、左右螺旋传动机构和前后螺旋传动机构，通过所述指示光栅滑架固定机构实现对指示光栅的固定，通过所述左右螺旋传动机构和前后螺旋传动机构调节指示光栅滑架固定机构的位置，实现指示光栅和光电接收器件的相对位置的调整；

固定在所述底座上的CCD，所述CCD上端连接有物镜，通过所述物镜和CCD观察所述光电接收器件和所述指示光栅的相对位置。

所述通过齿条传动机构实现对器件固定机构上下位移的调整具体为：所述齿条传动机构包括齿条导轨、导轨座、调整齿轮和固定板，所述导轨座与上端支架固定连接，固定板固定在齿条导轨上，所述调整齿轮与所述齿条导轨啮合，转动调整齿轮，通过齿条导轨在所述导轨座上的滑动带动固定板上下移动，进而带动器件固定机构上下移动。

所述器件固定机构包括器件夹、左弹性垫片、右弹性垫片、调节螺杆和螺母，左弹性垫片与右弹性垫片分别固定在器件夹的两侧，在左弹性垫片与器件夹间放有螺母，用来把左弹性垫片垫起，通过调节螺杆调整左弹性垫片与右弹性垫片的距离，实现对光电接收器件的夹紧和松开。

所述指示光栅滑架固定机构包括透明玻璃、压条、滑架固定件、指示光栅滑架和转盘；通过压条把透明玻璃压紧在转盘上，通过两个滑架固定件把指示光栅滑架固定在透明玻璃上，指示光栅粘接在指示光栅滑架上，通过转动转盘以带动指示光栅滑架转动，调整指示光栅与光电接收器件间的角度。

本发明的有益效果为：本发明的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置采用机械微调，并利用CCD在电脑中的成像进行观察，可以方便准确地调整光电接收器件与指示光栅的相对位置，从而进行光电接收器件与指示光栅的粘接；操作方便，观察清楚，大大减少了调整时间，也提高了整个光栅尺测量机构的可靠性与精度。

附图说明

图1为本发明的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置主视图；

图2为本发明的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置整体结构示意图；

图3为本发明的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置中的器件固定机构主视图；

图4为本发明的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置中的指示光栅滑架固定机构俯视图；

图5为本发明的一种绝对式光栅尺光电接受器件的定位装置中的左右螺旋传动机构示意图；

图6为本发明的一种绝对式光栅尺光电接受器件的定位装置中的前后螺旋传动机构俯视图；

图7为本发明的一种绝对式光栅尺光电接受器件的定位装置中的前后螺旋传动机构主视图；

其中：1、支撑结构，2、CCD，3、物镜，4、左右螺旋传动机构，5、前后螺旋传动机构，6、指示光栅滑架固定机构，7、器件固定机构，8、齿条传动机构，9、底座，10、中间座，11、上端支架，12、连杆，13、齿条导轨，14、导轨座，15、调整齿轮，16、固定板，17、器件夹，18、左弹性垫片，19、右弹性垫片，20、调节螺杆，21、螺母，22、透明玻璃，23、压条，24、滑架固定件，25、指示光栅滑架，26、转盘，27、光电接收器件，28、指示光栅，29、转轮，30、丝杠A，31、丝母，32、滑块，33、滑动导轨，34、丝杠B，35、转盘座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1和附图2，本发明的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置包括：

由底座9、中间座10、上端支架11和连杆12组成的支撑结构1，所述底座9、中间座10和上端支架11由下至上固定在所述连杆12上；

固定在所述上端支架11的器件调整机构，所述器件调整机构包括器件固定机构7和齿条传动机构8，所述齿条传动机构8与所述上端支架11固定连接，通过所述器件固定机构7实现对光电接收器件27的夹紧，通过齿条传动机构8实现对器件固定机构7上下位移的调整；

固定在所述中间座10的指示光栅调整机构，所述指示光栅调整机构包括指示光栅滑架固定机构6、左右螺旋传动机构4和前后螺旋传动机构5，通过所述指示光栅滑架固定机构6实现对指示光栅28的固定，通过所述左右螺旋传动机构4和前后螺旋传动机构5调节指示光栅滑架固定机构6的位置，实现指示光栅28和光电接收器件27的相对位置的调整；

固定在所述底座9上的CCD2，所述CCD2上端连接有物镜3，通过所述物镜3和CCD2观察所述光电接收器件27和所述指示光栅28的相对位置。

所述通过齿条传动机构8实现对器件固定机构7上下位移的调整具体为：所述齿条传动机构8包括齿条导轨13、导轨座14、调整齿轮15和固定板16，所述导轨座14与上端支架11固定连接，固定板16固定在齿条导轨13上，所述调整齿轮15与所述齿条导轨13啮合，转动调整齿轮15，通过齿条导轨13在所述导轨座14上的滑动带动固定板16上下移动，进而带动器件固定机构7上下移动。

参见附图3，所述器件固定机构7包括器件夹17、左弹性垫片18、右弹性垫片19、调节螺杆20和螺母21，左弹性垫片18与右弹性垫片19分别固定在器件夹17的两侧，在左弹性垫片18与器件夹17间放有螺母21，用来把左弹性垫片18垫起，通过调节螺杆20调整左弹性垫片18与右弹性垫片19的距离，实现对光电接收器件27的夹紧和松开，当把光电接收器件27放在器件夹17下时，通过调整调节螺杆20可以把光电接收器件27夹紧在左弹性垫片18与右弹性垫片19间，转动齿条传动机构8的调整齿轮15把光电接收器件27落放在指示光栅28上，通过左右螺旋传动机构4、前后螺旋传动机构5与转盘26来调整光电接收器件27与指示光栅28的相对位置，当位置正确时，把光电接收器件27粘接在指示光栅28上，再利用调节螺杆20松开光电接收器件27，这样就完成了光电接收器件27的粘接。

参见附图4，所述指示光栅滑架固定机构6包括透明玻璃22、压条23、滑架固定件24、指示光栅滑架25和转盘26；通过压条23把透明玻璃22压紧在转盘26上，所述压条23通过螺栓与所述转盘26活动连接，透明玻璃22放置在压条23和转盘26之间，通过拧紧螺栓实现透明玻璃22在转盘26上的压紧，通过两个滑架固定件24把指示光栅滑架25固定在透明玻璃22上，指示光栅28粘接在指示光栅滑架25上，通过转动转盘26以带动指示光栅滑架25转动，调整指示光栅28与光电接收器件27间的角度。

参见附图5、附图6和附图7，所述左右螺旋传动机构4包括转轮29、丝杠A30、丝母31、滑块32和滑动导轨33，所述滑动导轨33固定在所述中间座10上，所述丝杠A30和丝母31形成螺旋副，所述滑块32与所述丝母31固定连接，通过转动转轮29带动丝杠A30转动，进而通过丝母31带动滑块32沿滑动导轨33滑动；所述前后螺旋传动机构5包括丝杠B34和转盘座35，转动丝杠B34带动转盘座35在左右螺旋传动机构4的滑块32上前后移动，所述转盘26套在所述转盘座35上，手动转动转盘26实现指示光栅28和光电接收器件27角度的调整。

以上为本发明的具体实施方式，但绝非对本发明的限制。

Claims

1.一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置，其特征在于，包括：

由底座（9）、中间座（10）、上端支架（11）和连杆（12）组成的支撑结构（1），所述底座（9）、中间座（10）和上端支架（11）由下至上固定在所述连杆（12）上；

固定在所述上端支架（11）的器件调整机构，所述器件调整机构包括器件固定机构（7）和齿条传动机构（8），所述齿条传动机构（8）与所述上端支架（11）固定连接，通过所述器件固定机构（7）实现对光电接收器件（27）的夹紧，通过齿条传动机构（8）实现对器件固定机构（7）上下位移的调整；

固定在所述中间座（10）的指示光栅调整机构，所述指示光栅调整机构包括指示光栅滑架固定机构（6）、左右螺旋传动机构（4）和前后螺旋传动机构（5），通过所述指示光栅滑架固定机构（6）实现对指示光栅（28）的固定，通过所述左右螺旋传动机构（4）和前后螺旋传动机构（5）调节指示光栅滑架固定机构（6）的位置，实现指示光栅（28）和光电接收器件（27）的相对位置的调整；

固定在所述底座（9）上的CCD（2），所述CCD（2）上端连接有物镜（3），通过所述物镜（3）和CCD（2）观察所述光电接收器件（27）和所述指示光栅（28）的相对位置。

2.根据权利要求1所述的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置，其特征在于，所述通过齿条传动机构（8）实现对器件固定机构（7）上下位移的调整具体为：所述齿条传动机构（8）包括齿条导轨（13）、导轨座（14）、调整齿轮（15）和固定板（16），所述导轨座（14）与上端支架（11）固定连接，固定板（16）固定在齿条导轨（13）上，所述调整齿轮（15）与所述齿条导轨（13）啮合，转动调整齿轮（15），通过齿条导轨（13）在所述导轨座（14）上的滑动带动固定板（16）上下移动，进而带动器件固定机构（7）上下移动。

3.根据权利要求1所述的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置，其特征在于，所述器件固定机构（7）包括器件夹（17）、左弹性垫片（18）、右弹性垫片（19）、调节螺杆（20）和螺母（21），左弹性垫片（18）与右弹性垫片（19）分别固定在器件夹（17）的两侧，在左弹性垫片（18）与器件夹（17）间放有螺母（21），用来把左弹性垫片（18）垫起，通过调节螺杆（20）调整左弹性垫片（18）与右弹性垫片（19）的距离，实现对光电接收器件（27）的夹紧和松开。

4.根据权利要求1所述的一种绝对式光栅尺光电接收器件的定位装置，其特征在于，所述指示光栅滑架固定机构（6）包括透明玻璃（22）、压条（23）、滑架固定件（24）、指示光栅滑架（25）和转盘（26）；通过压条（23）把透明玻璃（22）压紧在转盘（26）上，通过两个滑架固定件（24）把指示光栅滑架（25）固定在透明玻璃（22）上，指示光栅（28）粘接在指示光栅滑架（25）上，通过转动转盘（26）带动指示光栅滑架（25）转动，调整指示光栅（28）与光电接收器件（27）间的角度。