摘要：机械刻划是以中阶梯光栅为主导的大闪耀角、高衍射级次光栅的主要加工方法,其大闪耀角特性使中阶梯光栅的刻划加工难度大幅增加。当光栅刻划刀对刃误差较大,或刀具非力平衡设计时,刻划过程中刀具会受到较大水平扭矩,易导致刀具颤振现象,从而影响光栅质量。为抑制刀具颤振,提高光栅刻划稳定性,针对光栅刻划刀弹性支撑机构的颤振抑制性能开展研究,提出了双层平行弹簧支撑机构。通过有限元仿真对比分析了新旧刀架机构的结构刚度和模态特性,并利用加速度传感器测试了两种刀架机构的刻划刀具颤振状态,对比了两种刀架对颤振的抑制效果。结果表明,双层平行弹簧刀架机构受刻划扭矩时,在刀具夹持处及柔性铰链处的变形较传统刀架结构分别减少了36%和24%,一阶模态提升了2.8倍。颤振信号在时域下基线两侧幅值分别降低了13.6%及22.5%。光栅刻划实验表明,新机构有利于刻划制造中阶梯光栅,所提出的刀架优化设计方法和颤振抑制技术可为光栅刻划制造技术提供理论指导。

摘要：采用DEFORM有限元分析软件模拟中阶梯光栅刻划刀具在光栅刻划过程中的应力分布,并结合金刚石晶体解理特征设计了抗磨损刀具刃口取向。当光栅刻划刀具刃尖点受最大摩擦力方向平行于金刚石晶体周期键连(PBC)方向,且刀具Z向载荷垂直于(111)晶面时,定向面与(111)晶面夹角为27°,非定向面与(111)晶面夹角为63°;光栅刻划刀具在72 g负载条件下,刻程超过17 km时,刀具刃口无崩口等缺陷。采用该方法设计的光栅刻划刀具使用寿命大大超出了传统刀具的使用寿命(刻程约0.8 km),证明了中阶梯光栅刻划刀具抗磨损设计方法的合理性和有效性。

摘要：当前闭环步进电机在自动化设备中的应用越来越广泛,故为了进一步满足闭环步进电机的应用需求,采用LabVIEW上位机+运动控制卡+驱动器模块的控制方案进行了多轴运动系统的设计,通过设计的上位机软件实现闭环步进电机的实时控制与监测。同时,基于编码器搭建了系统精度测试平台,测试结果表明,系统不适用于精度要求不高于0.216°的场合和小角度高精度定位的情况,而更适用于应用场合为大角度定位的情况。

摘要：采用圆弧刃光栅刻画刀具,实现在线换刃技术是解决光栅刻画刀具使用寿命问题的一种有效的途径。在线换刃圆弧光栅刻画刀具对刃口质量及精度要求高,刃磨制作工艺难度大,且国内外市场几无此类刃磨设备,需要自行设计制作圆弧刃光栅刻画刀具刃磨机床。在圆弧刃光栅刻画刀具刃磨试验设备设计制作及圆弧刃光栅刻画刀具刃磨制作工艺研究基础上,针对圆弧刃光栅刻画刀具的刃磨特点,设计新型的基于杠杆模式施载的圆弧刃光栅刻画刀具刃磨机床;根据传统机床的设计程序,对刃磨机床的功能、总体设计及详细结构设计展开研究,并对施载与微进给机构进行了振动分析,排除了出现共振的可能性。最后完成了该机床的机械装调,并刃磨制作一把圆弧刃光栅刻画刀具,其定向角∠D=63°,刀尖角∠J=90°,刃圆半径R=8.56mm,在460倍体视显微镜下观察无崩口等缺陷,刃口弧线清晰可见。刀具检测及观测结果表明,所设计的圆弧刃刀具刃磨机床适用于圆弧刃光栅刻画刀具的刃磨制作,所采用的分析及设计方法对圆弧刃刀具刃磨机床及其他机床的设计和研制具有实际指导意义。

摘要：基于设计基准、工艺基准及应用基准统一原则,设计了可在线换刃圆弧光栅刻划刀具结构,研究了其刃磨工艺,利用自行设计的刃磨实验设备刃磨出了新型的光栅刻划刀具,其半径约为7.75mm,圆锥面光洁度为5nm,刃口质量好。

摘要：超精密位移测量技术不仅是精密机械加工的基础,在以摩尔定律飞速发展的芯片制造行业中也起到决定性的作用。以光栅栅距为测量基准的光栅位移测量系统被广泛应用于多维测量系统,光栅位移测量系统与激光位移测量系统相比,大大降低了对使用环境的湿度、温度和气压的要求。本文主要介绍了近年来国内外基于二维光栅的位移传感系统光学结构的发展现状,从零差式和外差式光栅干涉测量原理入手,综述了基于单块二维光栅的光学结构到多块二维光栅耦合设计的光学结构发展历程,对比分析了几种二维光栅位移测量系统的优缺点,并展望了二维光栅位移测量系统发展趋势,总结了二维光栅位移测量系统的工程化进程。

摘要：为解决双圆锥形圆弧刀研磨力在线测量难题,设计了杠杆原理为基础的圆弧刀研磨力测量仪,建立了圆弧刀与磨盘之间研磨力数学模型。该仪器采用悬臂梁称重传感器,并以DSP2812为主控芯片,实现了圆弧刀研磨力的在线采集、处理、存储及实时显示等功能。实验表明:仪器的称重传感精度优于0.15 N,圆弧刀研磨力变化范围降低28.8%,满足圆弧刀研制的需求。该仪器性能稳定,具有较好的实用价值,为高质量的圆弧刀研制和光栅刻划技术提供了技术保障。

摘要：为了实现高分辨率、宽波段的空间外差拉曼光谱探测,使用中阶梯光栅的四个衍射级次,每个级次的对应一定范围光谱,总的光谱探测范围得到了扩增,最终根据设计,搭建了一台中阶梯光栅-平面镜的空间外差拉曼光谱(Echelle-Mirror Spatial Heterodyne Raman Spectroscopy,EMSHRS)实验平台。通过标准光源进行光谱定标得到该仪器的理论光谱分辨率为1.033 cm^(-1),单个衍射级次对应的波段宽度为1058 cm^(-1),最后对三种无机物进行了光谱探测和分析,实验结果表明中阶梯光栅-平面镜型空间外差拉曼光谱技术可实现对无机物的快速、高分辨和宽波段检测,具有良好的应用前景。