[发明专利]一种螺旋电栅尺的制造设备及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及螺旋电栅尺领域，具体涉及一种螺旋电栅尺的制造设 备及其制造工艺。

背景技术

螺旋电栅尺(简称螺栅)又称螺旋直线式感应同步尺，是一种长 度位置测量及定位的直线位移传感器，它由定栅激磁，两端接入10KHz 电压，感应至动栅，产生SIN和COS电压，输出电子信号，实现数显 或数控。是机电一体化产品的关键基础件之一，它可广泛应用于各种 机床、仪器、测量机等行业的直线位移数显及数控领域。

当前国内外均未见到螺栅的产品，从原理上讲是美国发明，在国 内虽然有过改进。例如柱栅：阐述工艺简单，具体分析原因如下：1、 印刷复制在圆柱面上，粘贴覆铜板，母板制作，光刻复制均难以解决。 2、车削槽镶嵌铜线，定栅为细长杆，要达到车削速度，转速要求高 均是难题。实际工艺非常复杂，所以从未转化为产品，当今创新制造 的方法成为关键，成功才能成为独创的产品。3、光栅、感应同步器、 磁栅和容栅四种测量系统是50年代后英国、美国、日本等国发展起 来的新型位置测量系统。为了能适应使用中的恶劣环境，同时达到对 工作环境温度的变化不敏感的要求，80年代英国发明了球栅测量系 统。光栅、感应同步器、磁栅和容栅都是位置与电信号的转换，分别 是利用光电、电感、磁电、电容感应的原理。对于感应同步器(又称 电栅)，是利用其定、滑尺平面绕组间电磁感应信号随位移变化的原 理实现。球栅(又称球同步器)是利用钢球组合，随位移使导磁介质 量变化产生电磁感应信号变化的原理实现。

现今通常的电栅的平面绕组由工作导片和端面导片两部分组成， 工作导片的感应信号是需求的，端面导片起连接作用，其感应信号是 有害的，为了减少和消除其影响，滑尺绕组采用正、反绕接的方式， 两根导片间距0.67mm，需人工焊接，难度甚大。光栅、电栅、容栅等 都是在平面上制作导片或栅线，为了确保动栅、静栅两部分的相对移 动，均为方形廓体加橡胶条遮挡保护，但是还会有灰尘或油污落到导 片或栅线表面而影响测量的可靠性。由于光栅、容栅等构件的材料与 安装设备的材料不同，线膨胀系数不同，温度变化对精度影响大，对 温度的变化很敏感，为了保持设备的精度，对环境温度的要求高，能 耗、费用增大。

发明内容

为解决上述技术问题，我们提出了一种螺旋电栅尺的制造设备， 加工出的螺栅独具抗污染能力，具备在油污、冷却液、铁屑、铁粉末 等的环境下工作的能力。在此基础上，还提出了一种螺旋电栅尺的制 造工艺，使加工出的螺栅成为独特的产品，广泛应用于各种行业， 独具对温度变化不敏感的性能(对精度影响小)。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种螺旋电栅尺的制造设备，包括夹持机构、铣刀组件和拖板， 夹持机构包括可旋转主轴和设于主轴一端同侧的夹紧件和顶针，定栅 或动栅以外圆为基面，其一端被夹紧件夹持，另一端被顶针顶持；

所述铣刀组件包括动力铣头、旋转刀架和两片铣刀，所述两片铣 刀相互平行设于所述动力铣头端部的旋转刀架一侧，且其之间的间距 为1±0.001mm；所述动力铣头固定在所述拖板上，所述拖板带动所述 动力铣头平移，所述旋转刀架带动所述两片铣刀旋转，主轴旋转速度 与旋转刀架移动速度相匹配，并铣削出螺距2mm的螺旋槽，且螺旋槽 的深度为0.2mm,宽度为0.67-0.01mm，定栅或动栅作旋转运动，旋转 刀架及动力铣头作2mm螺距直线移动，所述两片铣刀一次完成双头螺 旋槽的加工。

优选的，所述两片铣刀之间还设有隔圈。

优选的，所述动力铣头为精密型，且径向与轴向的精度要求均高 至微米级。

优选的，所述两把铣刀的宽度为0.67mm，且动力铣头转速符合切 削要求，约为每分钟700转。

一种螺旋电栅尺的制造工艺，包括以下步骤：

第一步、首先选取特制20号钢管；

第二步、接着在20号钢管上包裹绝缘管；

第三步、然后在绝缘管上车削外圆；

第四步、再采用权利要求1所述的螺旋电栅尺的制造设备在绝缘 管的外圆上铣削螺旋槽，使其螺距为2mm,螺旋槽的深度为0.2mm,宽 度为0.67-0.01mm；

第五步、然后在螺旋槽内镶嵌绕宽度为0.67+0.01mm的扁铜线；

第六步、接着在扁铜线上进行涂薄胶固定；

第七步、再在扁铜线外圆上涂胶套上不锈外管，自然固化；