[发明专利]光栅刻划刀调整装置及其方法

权利要求书

1.光栅刻划刀调整装置，其特征在于，包括承载座（1）、压电陶瓷（2）、刀架定位安装头（3）、刀架（4）、测量装置（5）、抬落刀机构（6）、封闭力机构和数据采集控制模块；

所述压电陶瓷（2）设于所述承载座（1）上，所述刀架定位安装头（3）与所述压电陶瓷（2）的输出端连接，所述刀架（4）位于所述刀架定位安装头（3）的下方，所述测量装置（5）固定于所述承载座（1），对光栅基底和刀架定位安装头（3）的相对位移进行测量，所述n个封闭力机构设于所述承载座（1）和所述刀架定位安装头（3）之间，所述抬落刀机构（6）安装在所述刀架定位安装头（3）上，实现刀架（4）的抬起和落下；

所述压电陶瓷（2）和所述测量装置（5）与数据采集控制模块连接，所述数据采集控制模块控制所述压电陶瓷（2）驱动所述刀架定位安装头（3）产生位移量，调节所述刀架（4）的运行误差。

2.根据权利要求1所述的光栅刻划刀调整装置，其特征在于，所述抬落刀机构（6）包括压电陶瓷电机（601）、抬刀钩（602）、电机限位板（603）、霍尔元件（604）和转接件（605），所述压电陶瓷电机（601）设于所述刀架定位安装头（3），所述电机限位板（603）设于压电陶瓷电机（601）动子顶端，所述抬刀钩（602）通过转接件（605）设于压电陶瓷电机（601）动子底部，所述霍尔元件（604）设于所述刀架定位安装头（3）上，用于触发输出抬刀刀位信号以指示抬落刀机构（6）的抬落刀状态。

3.根据权利要求1所述的光栅刻划刀调整装置，其特征在于，所述封闭力机构包括封闭螺纹杆（701）、第一封闭磁铁（702）和第二封闭磁铁（703），所述封闭螺纹杆（701）设于所述承载座（1）上，所述第一封闭磁铁（702）设于所述封闭螺纹杆（701）端面，所述第二封闭磁铁（703）设于所述刀架定位安装头（3）上，所述第一封闭磁铁（702）和所述第二封闭磁铁（703）产生磁力。

4.根据权利要求1所述的光栅刻划刀调整装置，其特征在于，所述n的取值为3。

5.根据权利要求1所述的光栅刻划刀调整装置，其特征在于，所述测量装置（5）固定于所述承载座（1），对光栅基底和刀架定位安装头（3）的相对位移进行测量具体为：所述测量装置（5）为干涉计（501），第二反射镜（502）通过调整架设置在所述刀架定位安装头（3）上，第一反射镜设置在光栅基底上，干涉计（501）发出的两束光分别经第二反射镜（502）和第一反射镜的反射后合并，得到光栅基底和刀架定位安装头（3）的相对位移。

6.根据权利要求1所述的光栅刻划刀调整装置，其特征在于，所述刀架定位安装头（3）的材料为铟钢，所述刀架（4）的材料为铟钢。

7.根据权利要求1所述的光栅刻划刀调整装置的刻划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过测量装置（5）测量第一反射镜和第二反射镜（502）之间的相对位移变化量，数据采集控制模块实时采集该相对位移变化量Δd；

步骤二：数据采集控制模块根据步骤一中得到的相对位移变化量Δd通过公式（一）计算出所述第一反射镜和所述第二反射镜（502）之间的位移误差e；

e=Δd-cN        （一）

其中：c为光栅常数，N为光栅实时刻槽数；

步骤三：数据采集控制模块采用控制算法，根据误差e计算得到压电陶瓷（2）误差补偿量l；

步骤四：通过数据采集控制模块控制压电陶瓷（2）驱动刀架定位安装头（3）执行误差补偿量l，进行高精度定位；

步骤五：通过数据采集控制模块判断是否完成整块光栅刻划，如果判断结果为否，则重复执行步骤一到步骤四；如果判断结果为是，则完成整个过程。

8.根据权利要求7所述的光栅刻划刀调整装置的刻划方法，其特征在于，步骤三种所述的控制算法具体为神经网络、全状态反馈算法或PID控制算法。