ДЕЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для выполнения технологической операции по нанесению прецизионных штриховых шкал на заготовки оптических линеек, которые используются в качестве меры длины в оптико-электронных преобразователях линейных перемещений, используемых в станкостроении и машиностроении.
Известна делительная машина для нарезания дифракционных решеток, содержащая расположенную на станине резцовую каретку с электромагнитом и шарнирно соединенный с резцовой кареткой резцедержатель с резцом, привод резцовой каретки, кинематически связанную с резцовой кареткой делительную каретку, и систему управления, RU №2027578 C1, B23Q 16/02, 27.01.1995.
Известен способ ориентирования заготовки на рабочей позиции при нарезании дифракционной решетки с использованием оптических средств, заключающийся в установке заготовки на делительной каретке, сопряжении координат ширины нарезаемой решетки у заготовки с координатой длины рабочей поверхности корректирующего шаблона посредством интерферометра, RU №2038939 C1, B23Q 16/12, 09.07.1995.
Известно получение нарезных дифракционных решеток с непрямоугольной заштрихованной зоной при использовании делительной машины, оснащенной системой управления резцом, позволяющей изменять длину штрихов нарезаемой решетки по ее ширине и получать оригинальные дифракционные решети с нарезанной зоной непрямоугольной формы, НПО "Государственный институт прикладной оптики», г.Казань, Р.X.Абдрахманов; М.Ю.Знаменский; Я.К.Лукашевич «Получение нарезных дифракционных решеток с непрямоугольной заштриховканной зоной», Оптический журнал, Санкт-Петербург, 2012. №3, opticjourn.ru/vipuski/598-optichesk…
Известные делительные машины и способы их использования индивидуальны и не отвечают требованиям для реализации данной полезной модели.
Известна делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, содержащая станину, каретку, установленную на станине, привод для перемещения каретки и блок управления, RU №2130374 C1, B23Q 16/02, 20.05.1999.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящей полезной модели.
Делительная машина ближайшего аналога относится к гравировальным устройствам и может быть использована при изготовлении периодических штриховых структур: дифракционных решеток, измерительных растров, линейных шкал, сеток, образцовых мер длины.
Делительная машина ближайшего аналога содержит делительную и резцовую каретки. На делительной каретке закреплена заготовка периодической штриховой структуры, на резцовой каретке - алмазный резец.
Технология изготовления периодических штриховых структур ближайшего аналога основана на выполнении резцовых операций, иного не предусмотрено. Резцовые операции повреждают поверхность шкалы, увеличивая рассеяние при прохождении излучения через шкалу и снижают коэффициент ее пропускания.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей расширить технологические возможности делительной машины.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в нанесении прецизионных штриховых шкал на заготовки оптических линеек шкал, работающих в проходящем свете, для преобразователей линейных перемещений при наличии вертикального направляющего ребра, при наличии горизонтальных направляющих и направляющих, расположенных под углом к плоскости перемещения каретки.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что делительная машина содержит станину, каретку, установленную на станине, приводное устройство для перемещения каретки и блок управления. На станине выполнено вертикальное направляющее ребро.
Каретка снабжена шарикоподшипниками, обеспечивающими взаимодействие каретки со станиной в горизонтальной плоскости, и шарикоподшипниками, обеспечивающими взаимодействие каретки с направляющим ребром в вертикальной плоскости.
Приводное устройство для перемещения каретки содержит электродвигатель, который посредством ременной передачи связан с маховиком, передающим вращение шарикоподшипнику, кинематически связанному с вертикальным направляющим ребром.
На каретке установлен рабочий стол, связанный с ней неподвижной и подвижными опорами, на котором размещены эталонная линейка, над которой установлен наблюдательный микроскоп, закрепленный на станине, и изготавливаемая линейка, оптически связанная через диафрагму и фокусирующую оптику с лазером.
Диафрагма, фокусирующая оптика с лазером установлены на подвижных направляющих.
Подвижные направляющие в горизонтальной плоскости имеют возможность передвижения посредством винтового механизма.
Для перемещения диафрагмы, фокусирующей оптики с лазером, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, дополнительно выполнены направляющие, расположенные под углом к плоскости перемещения каретки, снабженные дополнительным винтовым механизмом.
При этом приводное устройство для перемещения каретки, связано с блоком управления, который в свою очередь связан с интерферометром, оптически сопряженным с отражателем, установленным на торце рабочего стола.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена: Делительная машина, схематично.
Делительная машина содержит:
Станину - 1,
вертикальное направляющее ребро (на станине 1) - 2. Каретку (на станине 1) - 3,
шарикоподшипники (на каретке 3, взаимодествующие со станиной 1 в горизонтальной плоскости) - 4,
шарикоподшипники (на каретке 3, взаимодествующие с ребром 2 в вертикальной плоскости) - 5.
Приводное устройство (для перемещения каретки 2) - 6.
Маховик (устройства 6) - 7,
фрикционную передачу (от маховика 7 к шарикоподшипнику 5) - 8.
Электродвигатель (устройства 6) - 9, ременную передачу (от электродвигателя 9 к маховику 7) - 10.
Датчик скорости (электродвигателя 9) - 11.
Рабочий стол - 12,
неподвижную опору (для рабочего стола 12) - 13,
подвижные опоры (для рабочего стола 12) - 14.
Эталонную линейку - 15.
Изготавливаемую линейку с тонким хромовым покрытием - 16.
Направляющие (горизонтальные) - 17,
винтовой механизм (перемещения подвижной части направляющих 17) - 18.
Направляющие (под углом к плоскости перемещения каретки 3) - 19,
винтовой механизм (перемещения подвижной части направляющих
19)-20.
Оптическую систему (на подвижной части направляющих 17) - 21,
лазер (системы 21) - 22,
фокусирующую оптику (системы 21) - 23,
диафрагму (системы 21) - 24.
Интерферометр (для контроля перемещений стола 12 с линейкой 16) - 25,
отражатель (на торце стола 12) - 26.
Блок управления (связан с электродвигателем 10, датчиком скорости 11, лазером 22 и интерферометром 25) - 27.
Наблюдательный микроскоп (над эталонной линейкой 15) - 28.
Делительная машина содержит станину 1, каретку 3, приводное устройство 6 для перемещения каретки 3, рабочий стол 12, оптическую систему 21, интерферометр 25, блок управления 27.
Каретка 3 установлена на станине 1.
На станине 1 выполнено вертикальное направляющее ребро 2 и расположена каретка 3, на которой установлены шарикоподшипники 4 и 5. Шарикоподшипники 4 каретки 3 имеют возможность взаимодействия со станиной 1 в горизонтальной плоскости. Шарикоподшипники 5 каретки 3 имеют возможность взаимодействия с вертикальным направляющим ребром 2 в вертикальной плоскости.
Перемещение каретки 3 производится приводным устройством 6.
Приводное устройство 6 для перемещения каретки 3 содержит электродвигатель 9, который посредством ременной передачи 10 связан с маховиком 7, передающим вращение посредством фрикционной передачи 8 одному шарикоподшипнику 5, кинематически связанному с вертикальным направляющим ребром 2.
Контроль работы (вращения) электродвигателя 9 производится датчиком скорости 11.
На каретке 3 установлен рабочий стол 12, связанный с кареткой 3 неподвижной 13 и подвижными опорами 14.
На рабочем столе 12 размещены эталонная 15 и изготавливаемая линейки 16. Изготавливаемая линейка 16 оптически связана через диафрагму 24 и фокусирующую оптику 23 с лазером 22 оптической системы 21.
Над эталонной линейкой 15 установлен наблюдательный микроскоп 28, закрепленный на станине 1.
Оптическая система 21 с лазером 22 установлена на подвижных направляющих 17, которые в горизонтальной плоскости имеют возможность передвижения посредством винтового механизма 18. Для их перемещения как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях дополнительно выполнены направляющие 19, расположенные под углом к плоскости перемещения каретки 3, снабженные дополнительным винтовым механизмом 20.
В качестве лазера 22 может быть использован лазер RL10Q производства фирмы «DEL MAR PHOTONICS».
Приводное устройство 6 для перемещения каретки 3, связано с блоком управления 27, который в свою очередь связан с интерферометром 25, оптически сопряженным с отражателем 26, установленным на торце рабочего стола 12.
Интерферометр 25 осуществляет точный контроль перемещений рабочего стола 12 с изготавливаемой линейкой 16.
В качестве интерферометра 25 может быть использован лазерный интерферометр XL-80 фирмы Renishaw, который обеспечивает высокое быстродействие, при малой длительности импульсов излучения, что обеспечивает выполнение штрихов шкалы на изготавливаемой линейке 16 в динамическом режиме, то есть в процессе ее непрерывного перемещения с постоянной скоростью.
Оптическая система 21 с лазером 22, фокусирующей оптикой 23 и диафрагмой 24 совместно с интерферометром 25 и блоком управления 27 используется для изготовления прецизионной шкалы на изготавливаемой линейке 16.
Делительная машина работает следующим образом.
По команде от блока управления 27 излучение от лазера 22 проходит через фокусирующую оптику 23 и диафрагму 24, при этом на поверхности изготавливаемой линейки 16 формируется изображение штриха, а хромовое покрытие на ней в месте образования штриха под воздействием излучения лазера 22 удаляется. Приводное устройство 6 перемещает каретку 3 с изготавливаемой линейкой 16 в следующее положение с постоянной скоростью, а интерферометр 25 отслеживает это перемещение каретки 3 с изготавливаемой линейкой 16, при этом блок управления 27 выдает сигнал лазеру 22 для прожигания следующей зоны. Таким образом, производится выполнение на изготавливаемой линейке 16 необходимого числа штрихов, расположенных с заданным шагом и по заданному блоком управления 27 закону.
Для сглаживания колебаний скорости электродвигателя 9 в конструкции приводного устройства 6 используют маховик 7, что обеспечивает плавность перемещения стола 12 с эталонной линейкой 14.
По эталонной линейке 15 производят контроль изготавливаемых штрихов (ширина и шаг) на изготавливаемой линейке 16, при данных климатических условиях (температуре, давлении, влажности).
Выполнение на станине 1 вертикального направляющего ребра 2, обеспечивающего строгое линейное перемещение рабочего стола 12 с эталонной 15 и изготавливаемой 16 линейками, выполнение приводного устройства 6 для перемещения каретки 3, выполнение рабочего стола 12 с эталонной 15 и изготавливаемой 16 линейками, выполнение подвижных направляющих 17 и 19, на которых расположен лазер 22 с оптической системой 21, выполнение блока управления 27, связанного с приводным устройством 6 для перемещения каретки 3 и элементами оптической системы 21, лазером 22 и интерферометром 25 обеспечивают нанесение прецизионных штриховых шкал на заготовки оптических линеек и позволяют использовать их в преобразователях линейных перемещений, что расширяет технологические возможности делительной машины.
Предложенная делительная машина изготовлена промышленным способом в ОАО «СКБ ИС» и на ней производят изготовление точных линейных шкал для оптоэлектронных линейных преобразователей для станкостроения и машиностроения, что обусловливает, по мнению заявителя, ее соответствие критерию «промышленная применимость».