一种大面积光栅刻划刀架系统的制作方法
【专利摘要】一种大面积光栅刻划刀架系统，涉及光栅刻划【技术领域】，解决现有的滑块与刀架安装板之间的连接方式为合页结构，由于合页结构转动轴与轴套之间存在轴隙误差，难以保证刻刀运行的长期稳定性的问题，包括玻璃导轨；沿玻璃导轨滑动的滑块，滑块呈四面封闭的中空状并套装于玻璃导轨上，滑块上穿装有导向滑脚和弹性滑脚，导向滑脚和弹性滑脚均与玻璃导轨外表面接触；分别与外界驱动机构和滑块连接的连接杆，驱动机构推拉连接杆以驱动滑块沿玻璃导轨滑动；刻划刀架；用于安装刻划刀架的刀架安装板，刀架安装板的上端与滑块固定连接，刀架安装板的下端安装有导向滑脚。本发明有助于减小光栅刻划时的刻线位置误差和提高大面积光栅刻划精度。
【专利说明】一种大面积光栅刻划刀架系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及光栅刻划【技术领域】，特别是涉及一种大面积光栅刻划刀架系统。
【背景技术】
[0002]机械刻划法是制作光栅的主要方法之一，该方法要求金刚石刻刀在铝膜表面挤压出一系列等间距的刻线，每条刻线的理想形状为直线，因此对安装金刚石刻刀的刀架系统的长期运行精度要求极高。
[0003]在现有的大面积光栅刻划技术中，刀架系统采用凹形的滑块运行于玻璃导轨之上；由于滑块下端没有封闭力，导致滑块易发生旋转，从而影响金刚石刻刀的运行精度；而且现有刀架系统的连接杆与滑块固定连接，当外界驱动力方向与滑块运动方向不一致时，导致玻璃导轨变形较大而且易使滑块实际运动轨迹与理想轨迹发生较大偏差；此外，现有的滑块与刀架安装板之间的连接方式为合页结构，由于合页结构转动轴与轴套之间存在轴隙误差，难以保证刻刀运行的长期稳定性，不利于刻制槽型和刻线间距均匀的大面积光栅。
[0004]鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本【技术领域】亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种有助于减小光栅刻线位置误差的大面积光栅刻划刀架系统。
[0006]一种大面积光栅刻划刀架系统，所述大面积光栅刻划刀架系统包括:
[0007]—玻璃导轨；沿所述玻璃导轨滑动的滑块，所述滑块呈四面封闭的中空状并套装于玻璃导轨上，滑块上穿装有至少三个导向滑脚和至少三个弹性滑脚，所述导向滑脚和弹性滑脚均与所述玻璃导轨外表面接触；分别与外界驱动机构和所述滑块连接的连接杆，驱动机构推拉所述连接杆以驱动滑块沿玻璃导轨滑动；一刻划刀架；用于安装所述刻划刀架的刀架安装板，所述刀架安装板的上端与滑块固定连接，刀架安装板的下端安装有所述导向滑脚，所述导向滑脚与玻璃导轨接触。
[0008]进一步地，所述滑块呈中空的口字型结构，滑块的中空部分设有水平上表面、水平下表面、第一侧表面和第二侧表面，在所述水平上表面与玻璃导轨之间安装有两个导向滑脚，在所述水平下表面与玻璃导轨之间安装有两个弹性滑脚，在所述第一侧表面与玻璃导轨之间安装有三个弹性滑脚，在所述第二侧表面与玻璃导轨之间安装有三个导向滑脚。
[0009]进一步地，所述大面积光栅刻划刀架系统还包括一柔性转接轴，所述柔性转接轴一端与连接杆固定连接，另一端通过一转接件与滑块固定连接。
[0010]进一步地，所述连接杆的两端均为杆端关节轴承。
[0011]进一步地，所述柔性转接轴的中部为弹簧片。
[0012]进一步地，所述大面积光栅刻划刀架系统还包括一柔性转接板，所述柔性转接板连接滑块和刀架安装板，所述柔性转接板的上侧与滑块固定连接，所述柔性转接板的下侧与刀架安装板固定连接。[0013]进一步地，所述柔性转接板为柔性铰链结构。
[0014]进一步地，所述弹性滑脚沿从滑块内侧至滑块外侧的方向依次包括:弹性滑脚触点、触点座、触点固定板、压簧、微调旋钮和压板；其中，所述压板固定于滑块上；所述弹性滑脚触点与玻璃导轨接触，并通过触点固定板固定安装于触点座内，触点固定板与触点座通过螺纹连接；所述压簧一端与触点固定板接触，压簧另一端与微调旋钮接触；微调旋钮与压板通过螺纹连接。
[0015]进一步地，所述导向滑脚沿从滑块内侧至滑块外侧的方向依次包括:导向滑脚触点、滑脚压圈和滑脚座；其中，所述滑脚座与刀架安装板通过螺纹固定连接；所述导向滑脚触点与玻璃导轨接触，导向滑脚触点固定安装在滑脚座上；
[0016]所述滑脚压圈套装于导向滑脚触点上并与滑脚座通过螺纹连接；所述滑脚座由头部和本体组成，在径向上头部尺寸大于本体尺寸，形成一阶梯槽，在所述阶梯槽内、滑脚座和刀架安装板之间设有一垫片。 [0017]进一步地，在所述滑块上与刀架安装板一侧相对的另一侧固定连接有一配重。
[0018]本发明的有益效果:采用呈四面封闭的中空状滑块，该滑块套装于玻璃导轨上，且在滑块和玻璃导轨之间设有导向滑脚和弹性滑脚，导向滑脚和弹性滑脚均与玻璃导轨外表面紧密接触，二者共同约束滑块在玻璃导轨上的运动轨迹，使滑块以较小的位置偏差按直线轨迹运行，有助于提高刻刀运行精度以及减小光栅刻线位置误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明所述的一种大面积光栅刻划刀架系统的主视图；
[0020]图2为图1的后视图；
[0021]图3为本发明所述的一种大面积光栅刻划刀架系统的侧视图；
[0022]图4为本发明所述的一种大面积光栅刻划刀架系统中弹性滑脚放大图；
[0023]图5为本发明所述的一种大面积光栅刻划刀架系统中刀架安装板上的导向滑脚放大图。
[0024]附图标记如下:
[0025]100-连接杆，200-柔性转接轴，
[0026]300-滑块，400-导向滑脚，
[0027]401-导向滑脚触点，402-滑脚压圈，
[0028]403-滑脚座，500-弹性滑脚，
[0029]501-弹性滑脚触点，502-触点座，
[0030]503-触点固定板，504-压簧，
[0031]505-微调旋钮， 506-压板，
[0032]600-玻璃导轨， A-水平上表面，
[0033]B-水平下表面， C-第一侧表面，
[0034]D-第二侧表面， 700-柔性转接板，
[0035]800-刀架安装板，900-刻划刀架，
[0036]1000-配重，1100-转接件，
[0037]1200-垫片。【具体实施方式】
[0038]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0039]此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0040]在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指
示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0041]本发明实施例提供了一种大面积光栅刻划刀架系统。如图1和图2所示，该系统设有一玻璃导轨600以及沿玻璃导轨600滑动的滑块300，在滑块300和外界驱动机构(图未示，可采用曲柄连杆或直线电机等机构)之间通过连接杆100连接，外界驱动机构通过推拉连接杆100以驱动滑块300沿玻璃导轨600滑动，实现滑块300在玻璃导轨600上的往复运动。本实施例将外界驱动机构与滑块300的连接方式设置为双关节轴承式的连接，具体实现方式为将两个杆端关节轴承安装在连接杆100的两侧，连接杆100的一端通过杆端关节轴承与外界驱动机构连接，连接杆100的另一端通过杆端关节轴承连接到一柔性转接轴200上，柔性转接轴200 —端与连接杆100固定连接，另一端通过一转接件1100与滑块300固定连接，从而减小了外界驱动机构对滑块300运动平稳性及玻璃导轨600变形的影响。
[0042]柔性转接轴200的中部为弹簧片结构，材料可采用65锰。柔性转接轴200中部的弹簧片结构使得柔性转接轴200在滑块300运动方向上具有良好的刚度，而在垂直于滑块300运动方向上具有较好的弹性变形能力，用以释放外界驱动机构通过连接杆100传递而来的瞬态扭矩和侧向力。
[0043]滑块300呈四面封闭的中空状并套装于玻璃导轨600上，滑块300上穿装有至少三个导向滑脚400和至少三个弹性滑脚500，导向滑脚400和弹性滑脚500均与玻璃导轨600外表面接触。由于导向滑脚400和弹性滑脚500均与玻璃导轨600外表面紧密接触，二者共同约束滑块300在玻璃导轨600上的运动轨迹，使滑块300以较小的位置偏差按直线轨迹运行，有助于提高刻刀运行精度以及减小光栅刻线位置误差。
[0044]本实施例中，滑块300呈中空的口字型结构，将玻璃导轨600包围在其中，滑块300的中空部分设有水平上表面A、水平下表面B、第一侧表面C和第二侧表面D，滑块300的内表面安装的导向滑脚400和弹性滑脚500限制着滑块300在玻璃导轨600上的运动轨迹，使其以较小的位置偏差按直线轨迹运行。可在水平上表面A以及第二侧表面D与玻璃导轨600之间安装导向滑脚400，在水平下表面B以及第一侧表面C与玻璃导轨600之间安装弹性滑脚500。具体地，本实施例在水平上表面A与玻璃导轨600之间安装有两个导向滑脚400，在水平下表面B与玻璃导轨600之间安装有两个弹性滑脚500，在第一侧表面C与玻璃导轨600之间安装有三个弹性滑脚500，在第二侧表面D与玻璃导轨600之间安装有三个导向滑脚400。当然，导向滑脚400和弹性滑脚500的数量以及其在滑块300和玻璃导轨600之间的设置不限于本实施例提供的方式，还可以采用其他能实现本发明目的的方案。[0045]刀架安装板800用于安装刻划刀架900，刻划刀架900用于安装金刚石刻划刀，金刚石刻划刀用于刻划光栅。刀架安装板800具有相对的上端与下端，刀架安装板800的上端与滑块300固定连接。本实施例在刀架安装板800和滑块300的第二侧表面D之间设置有一柔性转接板700，柔性转接板700的上侧与滑块300固定连接，柔性转接板700的下侧与刀架安装板800固定连接。柔性转接板700为柔性铰链结构，材料可采用65锰，该结构保证了柔性转接板700在平行于滑块300运动方向上有较好的刚度，而在垂直于滑块300运动方向上具有良好的弹性变形能力。
[0046]刀架安装板800的下端安装有至少一个导向滑脚400，本实施例中安装了一个，导向滑脚400与玻璃导轨600紧密接触。
[0047]如上所述，柔性转接板700和刀架安装板800形成了以刀架安装板800的导向滑脚400为支点的杠杆机构，用以缩小来源于外界驱动机构和滑块300的偏离直线运动轨迹的位移误差，降低对刻划刀架900的运动稳定性的影响。
[0048]下面分别对弹性滑脚500和导向滑脚400的具体结构进行详细描述:
[0049]如图3所示，弹性滑脚500沿从滑块300内侧至滑块300外侧的方向依次包括:弹性滑脚触点501、触点座502、触点固定板503、压簧504、微调旋钮505和压板506 ;其中，压板506固定于滑块300上；弹性滑脚触点501与玻璃导轨600接触，并通过触点固定板503固定安装于触点座502内，触点固定板503与触点座502通过螺纹连接；压簧504 —端与触点固定板503接触，压簧504另一端与微调旋钮505接触；微调旋钮505与压板506通过螺纹连接。通过旋转微调旋钮505，可对压簧504的初始封闭力大小进行调整。
[0050]如图4所示，导向滑脚400沿从滑块300内侧至滑块300外侧的方向依次包括:导向滑脚触点401、滑脚压圈402和滑脚座403 ;其中，滑脚座403与刀架安装板800通过螺纹固定连接；导向滑脚触点401与玻璃导轨600接触，导向滑脚触点401固定安装在滑脚座403上；滑脚压圈402套装于导向滑脚触点401上并与滑脚座403通过螺纹连接；滑脚座403由头部和本体组成，在径向上头部尺寸大于本体尺寸，形成一阶梯槽，在阶梯槽内、滑脚座403和刀架安装板800之间设有一垫片1200。柔性转接板700和刀架安装板800在垫片1200的作用下为刀架安装板800上的导向滑脚400和玻璃导轨600之间的接触提供初始封闭力，从而确保刀架安装板800上的导向滑脚400与玻璃导轨600紧密接触，进而保证刻划刀架900的长期运动平稳性，减小了光栅的刻线位置误差。
[0051]在一优选实施例中，在滑块300上与刀架安装板800 —侧相对的另一侧固定连接有配重1000，配重1000对滑块300的运动平稳性起到配平衡的作用。本实施例中，配重1000的重量等于柔性转接板700、刀架安装板800和刻划刀架900的重量总和。
[0052]本发明提出的大面积光栅刻划刀架系统具有良好的运动稳定性，降低了外界驱动机构和滑块运动的不平稳对光栅刻划金刚石刀的刻线位置的影响，减小了光栅刻划时的刻线位置误差，提高了大面积光栅刻划精度。且该大面积光栅刻划刀架系统结构较小，能在保证玻璃导轨的加工面型的情况下，使用该结构进行大面积光栅的刻划。
[0053]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种大面积光栅刻划刀架系统，其特征是，所述大面积光栅刻划刀架系统包括:玻璃导轨(600)；沿所述玻璃导轨(600 )滑动的滑块(300 )，所述滑块(300 )呈四面封闭的中空状并套装于玻璃导轨(600)上，滑块(300)上穿装有至少三个导向滑脚(400)和至少三个弹性滑脚(500)，所述导向滑脚(400)和弹性滑脚(500)均与所述玻璃导轨(600)外表面接触；分别与外界驱动机构和所述滑块(300)连接的连接杆(100)，驱动机构推拉所述连接杆(100)以驱动滑块(300)沿玻璃导轨(600)滑动；刻划刀架(900)；用于安装所述刻划刀架(900)的刀架安装板(800)，所述刀架安装板(800)的上端与滑块(300 )固定连接，刀架安装板(800 )的下端安装有导向滑脚(400 )，所述导向滑脚(400 )与玻璃导轨(600)接触。
2.根据权利要求1所述的大面积光栅刻划刀架系统，其特征在于，所述滑块(300)呈中空的口字型结构，滑块(300)的中空部分设有水平上表面(A)、水平下表面(B)、第一侧表面(C)和第二侧表面(D)，在所述水平上表面(A)与玻璃导轨(600)之间安装有两个导向滑脚(400),在所述水平下表面(B)与玻璃导轨(600)之间安装有两个弹性滑脚(500)，在所述第一侧表面(C)与玻璃导轨(600)之间安装有三个弹性滑脚(500)，在所述第二侧表面(D)与玻璃导轨(600 )之间安装有三个导向滑脚(400 )。
3.根据权利要求1所 述的大面积光栅刻划刀架系统，其特征在于，所述大面积光栅刻划刀架系统还包括柔性转接轴(200)，所述柔性转接轴(200) —端与连接杆(100)固定连接，另一端通过一转接件(1100)与滑块(300 )固定连接。
4.根据权利要求3所述的大面积光栅刻划刀架系统，其特征在于，所述连接杆(100)的两端均为杆端关节轴承。
5.根据权利要求3所述的大面积光栅刻划刀架系统，其特征在于，所述柔性转接轴(200)的中部为弹黃片。
6.根据权利要求1所述的大面积光栅刻划刀架系统，其特征在于，所述大面积光栅刻划刀架系统还包括柔性转接板(700)，所述柔性转接板(700)连接滑块(300)和刀架安装板(800),所述柔性转接板(700)的上侧与滑块(300)固定连接，所述柔性转接板(700)的下侧与刀架安装板(800)固定连接。
7.根据权利要求6所述的大面积光栅刻划刀架系统，其特征在于，所述柔性转接板(700)为柔性铰链结构。
8.根据权利要求1-7任一项所述的大面积光栅刻划刀架系统，其特征在于，所述弹性滑脚(500)沿从滑块(300)内侧至滑块(300)外侧的方向依次包括:弹性滑脚触点(501)、触点座(502)、触点固定板(503)、压簧(504)、微调旋钮(505)和压板(506);其中，所述压板(506)固定于滑块(300)上；所述弹性滑脚触点(501)与玻璃导轨(600)接触，并通过触点固定板(503)固定安装于触点座(502)内，触点固定板(503)与触点座(502)通过螺纹连接；所述压簧(504)—端与触点固定板(503)接触，压簧(504)另一端与微调旋钮(505)接触；微调旋钮(505)与压板(506)通过螺纹连接。
9.根据权利要求1-7任一项所述的大面积光栅刻划刀架系统，其特征在于，所述导向滑脚(400)沿从滑块(300)内侧至滑块(300)外侧的方向依次包括:导向滑脚触点(401)、滑脚压圈(402)和滑脚座(403);其中，所述滑脚座(403)与刀架安装板(800)通过螺纹固定连接；所述导向滑脚触点(401)与玻璃导轨(600)接触，导向滑脚触点(401)固定安装在滑脚座(403)上；所述滑脚压圈(402)套装于导向滑脚触点(401)上并与滑脚座(403)通过螺纹连接；所述滑脚座(403)由头部和本体组成，在径向上头部尺寸大于本体尺寸，形成一阶梯槽，在所述阶梯槽内、滑脚座(403 )和刀架安装板(800 )之间设有一垫片(1200 )。
10.根据权利要求1-7任一项所述的大面积光栅刻划刀架系统，其特征在于，在所述滑块(300)上与刀 架安装板(800) —侧相对的另一侧固定连接有一配重(1000)。
【文档编号】G02B5/18GK103645531SQ201310606301
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】李晓天, 于海利, 唐玉国, 杨超, 齐向东 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所