CN103868453A - 一种直驱光栅尺自动检测装置 - Google Patents

Abstract

一种直驱光栅尺自动检测装置，属于光栅尺检测技术领域，主要包括减振平台、驱动平台和夹具，减振平台消除了环境的振动干扰；直线电机作为驱动平台的动力源，为被测光栅尺读数头提供较宽范围的试验速度和加速度；高精位移传感器实时检测被测光栅尺读数头的精确位移信息，为被测光栅尺读数头检测到的位移信息提供准确的比较和鉴定；夹具装夹不同长度等级的被测光栅尺带。该装置适用于检测不同长度等级的被测光栅尺，降低了光栅尺检测装置的成本。直线电机响应快，自动化程度高，试验速度和加速度范围广，提高了光栅尺的检测效率。

Description

一种直驱光栅尺自动检测装置

技术领域

本发明属于光栅尺检测技术领域，具体涉及一种直线电机驱动的光栅尺自动检测装置。

背景技术

光栅尺是光学***和科学仪器如大型天文望远镜、惯性约束核聚变激光点火***、光刻***等工程***中的核心光学元件。光栅尺的分辨率、重复精度和高加加减速时的准确度等是光栅尺的关键性能指标。为检测批量生产的光栅尺产品合格率指标，须采用定制设备对光栅尺的性能指标逐一检测。

CN102865816A公开了一种光栅尺总体测量精度的自动检测装置，采用丝杆控制被测量光栅尺读数头沿着导轨运动。丝杠用于将旋转运动转换为导轨的直线运动，因此传动效率较低。由于丝杠存在侧隙，不可避免会干扰光栅尺重复精度的测量。CN202994097U公开了一种光栅尺精度检测仪，同样采用丝杆调节装置作为驱动机构，通过微调手轮调节移动平台运动。由于采用手工驱动，驱动效率低，并且驱动速度小，无法检测高加减速时被测光栅尺的性能。

发明内容

针对上述技术方案的不足，本发明提供一种采用直线电机驱动的光栅尺自动检测装置，为高效检测光栅尺的分辨率、重复精度和工作速度范围等性能指标提供了一种可行解决方案。

本发明采用的方案如下：

一种直驱光栅尺自动检测装置，其包括减振平台、驱动平台、夹具10和被测光栅尺，减振平台含花岗岩基座1及布置在花岗岩基座1底部的四个减振垫脚12，驱动平台包括直线电机Ⅰ3、直线电机Ⅱ14、滑块5、导轨6、高精位移传感器8、飞车保护18和工作台7；被测光栅尺包括被测光栅尺读数头13和被测光栅尺带11，直线电机Ⅰ3的定子、直线电机Ⅱ14的定子、导轨6固定布置在花岗岩基座1上，直线电机Ⅰ3、直线电机Ⅱ14位于导轨6的两侧且平行设置；直线电机Ⅰ3的动子与连接件Ⅰ4连接，直线电机Ⅱ14的动子与连接件Ⅱ15连接，连接件Ⅰ4、连接件Ⅱ15和滑块5均与工作台7稳固连接，所述的滑块5为两个，连接在导轨6上，沿着导轨6滑动；在基座1的一侧连接有导轨Ⅱ16，导轨Ⅱ16与导轨6平行设置；导轨Ⅱ16上连接有两个夹具10；被测光栅尺读数头13通过读数头连接件17与工作台7连接为一体，被测光栅尺带11与两个夹具10连接，直线电机Ⅰ3的动子和直线电机Ⅱ14的动子驱动工作台7沿着导轨6往复运动，被测光栅尺读数头13随着工作台7往复运动。

高精位移传感器8采用高精度光栅尺或者激光干涉仪实时检测工作台7和被测光栅尺读数头13的精确位移信息，为被测光栅尺读数头13检测到的位移信息提供对比和鉴定。

夹具10可以沿着导轨Ⅱ16调节位置，并且夹具10可以稳固定位于导轨Ⅱ16上的任意位置，夹具10适用于装夹在导轨Ⅱ16长度范围内任意长度等级的被测光栅尺带11。

本发明可以获得如下有益效果：

直线电机Ⅰ3和直线电机Ⅱ14为驱动平台提供动力源，并且具有较高的速度和加速度能力，为被测光栅尺提供了大范围的试验速度和加速度条件。直线电机驱动效率高，提高了被测光栅尺的检测效率。通过调整直线电机Ⅰ3和直线电机Ⅱ14的行程范围，可以检测被测光栅尺带11的局部性能指标。

高精位移传感器8与直线电机Ⅰ3、直线电机Ⅱ14组成位移闭环反馈，实时检测被测光栅尺读数头13的精确位置信息，为被测光栅尺的性能指标提供准确的比较和鉴定。

夹具10方便装夹不同长度等级的被测光栅尺带11，因此该装置检测范围广，适用于检测导轨Ⅱ16的长度范围内任意长度等级的被测光栅尺带11。

附图说明：

图1直驱光栅尺自动检测装置主视图

图2直驱光栅尺自动检测装置M-M剖视图

图3直驱光栅尺自动检测装置斜视图

图中，1.花岗岩基座；2.主拖链；3.直线电机Ⅰ；4.连接件Ⅰ；5.滑块；6.导轨；7.工作台；8.高精位移传感器；9.辅助拖链；10.夹具；11.被测光栅尺带；12.减振垫脚；13.被测光栅尺读数头；14.直线电机Ⅱ；15.连接件Ⅱ；16.导轨Ⅱ；17.读数头连接件；18.飞车保护。

具体实施方案

下面结合附图来说明本发明的具体实施例。

四个减振垫脚12可以调整该装置的水平，减振垫脚12也起到隔绝环境的振动噪声干扰的作用。

直线电机Ⅰ3、直线电机Ⅱ14作为动力源，为驱动平台和被测光栅尺读数头13提供较宽范围的试验速度和加速度。主拖链2对直线电机Ⅰ3、直线电机Ⅱ14的供电线缆起到牵引和保护作用。

直线电机Ⅰ3、直线电机Ⅱ14驱动工作台7沿着导轨6运动，工作台7带动被测光栅尺读数头13往复运动，被测光栅尺读数头13相对被测光栅尺带11运动的同时，实时检测自身的位置信息。

高精位移传感器8与直线电机Ⅰ3、直线电机Ⅱ14组成位移闭环反馈，实时检测工作台7和被测光栅尺读数头13的精确位移信息，为被测光栅尺读数头13检测到的位移信息提供准确的比较和鉴定。

辅助拖链9对被测光栅尺读数头13的线缆起到牵引和保护作用。飞车保护18用于限制工作台7的运动范围，避免飞车。

Claims (3)

1.一种直驱光栅尺自动检测装置，其特征在于：其包括减振平台、驱动平台、夹具（10）和被测光栅尺，减振平台含花岗岩基座（1）及布置在花岗岩基座（1）底部的四个减振垫脚（12），驱动平台包括直线电机Ⅰ（3）、直线电机Ⅱ（14）、滑块（5）、导轨（6）、高精位移传感器（8）、飞车保护（18）和工作台（7）；被测光栅尺包括被测光栅尺读数头（13）和被测光栅尺带（11），直线电机Ⅰ（3）的定子、直线电机Ⅱ（14）的定子、导轨（6）固定布置在花岗岩基座（1）上，直线电机Ⅰ（3）、直线电机Ⅱ（14）位于导轨（6）的两侧且平行设置；直线电机Ⅰ（3）的动子与连接件Ⅰ（4）连接，直线电机Ⅱ（14）的动子与连接件Ⅱ（15）连接，连接件Ⅰ（4）、连接件Ⅱ（15）和滑块（5）均与工作台（7）稳固连接，所述的滑块（5）为两个，连接在导轨（6）上，沿着导轨（6）滑动；在基座（1）的一侧连接有导轨Ⅱ（16），导轨Ⅱ（16）与导轨（6）平行设置；导轨Ⅱ（16）上连接有两个夹具（10）；被测光栅尺读数头（13）通过读数头连接件（17）与工作台（7）连接为一体，被测光栅尺带（11）与两个夹具（10）连接，直线电机Ⅰ（3）的动子和直线电机Ⅱ（14）的动子驱动工作台（7）沿着导轨（6）往复运动，被测光栅尺读数头（13）随着工作台（7）往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种直驱光栅尺自动检测装置，其特征在于：高精位移传感器（8）采用高精度光栅尺或者激光干涉仪实时检测工作台（7）和被测光栅尺读数头（13）的精确位移信息，为被测光栅尺读数头（13）检测到的位移信息提供对比和鉴定。

3.根据权利要求1所述的一种直驱光栅尺自动检测装置，其特征在于：夹具（10）可以沿着导轨Ⅱ（16）调节位置，并且夹具（10）可以稳固定位于导轨Ⅱ（16）上的任意位置，夹具（10）适用于装夹在导轨Ⅱ（16）长度范围内任意长度等级的被测光栅尺带（11）。

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