Делительная машина для изготовления дифракционных решеток

 

Использование: машиностроение, при изготовлении дифракционных решеток, измерительных растров, устройств для формирования профиля пучка электромагнитного излучения. Сущность изобретения: машина содержит станину 1, делительную 2 и резцовую 4 каретки, устройство управления прерывистой подачей 10 делительной каретки, генератор тактовых импульсов 11, счетчик импульсов 12, запоминающее 13 и программное 14 устройства, две схемы сравнения 15 и 16, триггер 17. При включении делительной машины генератор 11 вырабатывает импульсы, которые поступают на счетчик 12. Информация, накопленная в счетчике 12, заносится в запоминающее устройство. Программное устройство 14 считывает информацию из запоминающего устройства 13. Для этого в программное устройство 14 заводится разрешающий сигнал с устройства управления прерывистой подачей 10. Программное устройство 14 по заданной программе расчитывает моменты опускания и подъема резца и выдает соответствующие сигналы на схемы сравнения 15 и 16, которые вырабатывают сигналы, переводящие триггер 17 в состояние для управления электромагнитом 5 подъема и опускания резца 6. 2 ил.

Изобретение относится к делительным машинам и может быть использовано при изготовлении дифракционных решеток, измерительных растров, устройств для формирования профиля пучка электромагнитного излучения и др.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является делительная машина для нарезания измерительных дифракционных решеток. Она содержит привод с редуктором, делительную каретку, связанную кинематически с приводом через электромагнитную муфту сцепления, систему фотоэлектрического управления с бесконтактным реле, к выходу которого подключена названная электромагнитная муфта, связанную кинематически с приводом резцовую каретку с электромагнитом подъема и опускания резца, контактно-кулачковое устройство, кинематически связанное через редуктор с приводом, содержащее кулачок с выступом и контактную пару, взаимодействующую с кулачком и подключенную ко входу бесконтактного реле и к электромагнитной муфте, причем кулачок дополнительно снабжен вторым выступом, начало которого расположено диаметрально противоположно относительно первого выступа, контактно-кулачковое устройство дополнительно снабжено вторым кулачком и второй контактной парой, взаимодействующей со вторым кулачком, который содержит два выступа: один с шириной сектора 180^о, а второй 90^о, середины выступов расположены на кулачке диаметрально противоположно, второй кулачок установлен относительно первого так, что начало выступа с сектором 90^о совпадает с первым выступом первого кулачка, а контактная пара включена в цепь питания электромагнита подъема и опускания резца.

Недостатком данной делительной машины является невозможность изготовления дифракционных решеток у которых длина штрихов, а также месторасположение их по направлению штрихов изменяются по заданному закону по ширине заштрихованной поверхности.

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей делительной машины.

Поставленная цель достигается тем, что известная делительная машина для изготовления дифракционных решеток, содержащая станину, делительную и резцовую каретки, привод делительной и резцовой кареток с устройством управления прерывистой подачей длительной каретки через электромагнитную муфту сцепления и подъема и опускания резца с помощью электромагнита, согласно предложению снабжена последовательно соединенными генератором тактовых импульсов, счетчиком импульсов, запоминающим устройством, а также программным устройством, двумя схемами сравнения и триггером, при этом первый выход устройства управления прерывистой подачей делительной каретки соединен с входом установки нуля счетчика импульсов и первым входом запоминающего устройства, а второй выход с первым входом программного устройства, со вторым входом которого связан выход запоминающего устройства, выход счетчика импульсов соединен с первыми входами схем сравнения, первый выход программного устройства соединен со вторым входом одной схемы сравнения, второй выход со вторым входом другой схемы сравнения, третий выход с первым входом триггера, выходы схем сравнения соединены соответственно со вторым и третьим входами триггера, выход которого подключен к электромагниту подъема и опускания резца.

На фиг. 1 приведена схема делительной машины; на фиг. 2 временные диаграммы работы делительной машины.

Делительная машина содержит станину 1, на которой установлены с возможностью взаимно перпендикулярных перемещений делительная каретка 2 с подложкой 3 дифракционной решетки и резцовая каретка 4, на которой установлен электромагнит подъема и опускания резца 5 и алмазный резец 6, закрепленный в резцедержателе 7. Привод 8 делительной 2 и резцовой 4 кареток кинематически связан с делительной кареткой 2 через электромагнитную муфту 9 и с резцовой кареткой 4. Двигательная и тормозная обмотки электромагнитной муфты 9 подключены к выходам устройства управления прерывистой подачей 10. В машину введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов 11, счетчик импульсов 12 и запоминающее устройство 13, а также программное устройство 14, две схемы сравнения 15 и 16, триггер 17. При этом первый выход устройства управления прерывистой подачей 10 делительной каретки 3 соединен с входом установки нуля счетчика импульсов 12 и первым входом запоминающего устройства 13, а второй выход с первым входом программного устройства 14, со вторым входом которого связан выход запоминающего устройства 13. Выход счетчика импульсов 12 соединен с первыми входами схем сравнения 15 и 16, первый выход программного устройства 14 соединен со вторым входом схемы сравнения 16, второй выход со вторым входом схемы сравнения 15, третий выход с первым входом триггера 17, выходы схем сравнения 15, 16 соединены соответственно со вторым и третьим входами триггера 17, выход которого подключен к электромагниту 5 подъема и опускания резца 6.

Работа делительной машины состоит из двух повторяющихся полуциклов: подача заготовки на заданный шаг, нарезание очередного штриха.

После включения делительной машины привод 8 через электромагнитную муфту 9 приводит в движение делительную каретку 2. Сигналы управления работой делительной машины поступают на двигательную и тормозную обмотки муфту 9 с устройства управления прерывистой подачей 10.

С момента включения делительной машины тактовый генератор 11 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы (см. фиг. 2, а), которые поступают на счетный вход счетчика 12. Счет импульсов производится после прекращения подачи по разрешающему сигналу с устройства управления прерывистой подачей 10. На фиг. 2, б, в представлены временные диаграммы работы устройства управления 10 соответственно подача и резание.

В момент начала очередной подачи информация, накопленная в счетчике 12, заносится в запоминающее устройство 13. Таким образом, в запоминающем устройстве хранится информация о длительности времени нарезания предыдущего штриха решетки.

После нарезания предыдущего (N-1 штриха) во время обратного хода резца (резец поднят над заготовкой) в программное устройство 14 заносится двоичный код с запоминающего устройства 13, соответствующий длительности рабочего хода резцовой каретки (длительности нарезанного штриха) Т_N-1. Из допущения, что два следующих друг за другом цикла не могут отличаться по длительности более чем на 1% следует, что при расчете моментов подъема и опускания резца для цикла нарезания N-го штриха длительность его рабочего хода будет равна Т_N-1.

Введем следующие обозначения: S полная длина штриха; S_о расстояние от начала штриха, где необходимо опустить резец на резание; S_п расстояние от начала штриха, где кончается резание и резец поднимается.

Таким образом, длина нарезаемого N-го штриха будет равна S_п-S_о. Траектория движения резцовой каретки описывается законом, близким к синусоидальному.

X(t) cost Введем следующие обозначения: δ_oS расстояние от начала штриха в момент опускания резца Т_о; δ_пS расстояние от начала штриха, где необходимо поднять резец; δ_o и δ_п- коэффициенты, значение которых находятся в интервале [0.1] Исходя из вышеизложенного моменты времени опускания Т_о и подъема Т_п резца определяются из формул T_o arc cos1
T_п arc cos1
Вычисление моментов Т_о и Т_п для N-го штриха программное устройство 14 производит во время обратного хода резца цикла N-1. Для этого в программное устройство 14 заводится разрешающий сигнал, формируемый устройством управления прерывистой подачей 10.

При нарезании последующих штрихов решетки программное устройство 14 по заданной программе рассчитывает моменты опускания и подъема резца для каждого последующего штриха относительно предыдущего штриха и выдает сигнал момента опускания резца на второй вход схемы сравнения 15, а сигнал момента подъема резца на второй вход схемы сравнения 16. На первые входы обеих схем сравнения одновременно поступает информация со счетчика импульсов 12. Когда двоичные коды, поданные на входы схем сравнения 15 и 16 из программного устройства 14 и счетчика импульсов 12 сравняются, они выдают сигналы (см. фиг. 2, г и д), которые переводят триггер 17 в соответствующее состояние для управления электромагнитом 5 подъема и опускания резца 6 (см. фиг. 2, е).

После нарезания очередного штриха процесс повторяется, причем после занесения очередной информации в запоминающее устройство 13 происходит и установка счетчика 12 в исходное состояние. Сброс показаний счетчика 12 производится по команде с устройства управления прерывистой подачей 10.

Для повышения помехозащищенности на время подачи делительной каретки 3 программное устройство 14 принудительно переводит триггер 17 в состояние, соответствующее подъему резца.

Таким образом, обеспечивается достижение технико-экономического эффекта: возможность изготовления дифракционных решеток, длина штрихов которых, а также месторасположение их по направлению штрихов изменяется по заданному закону по ширине заштрихованной поверхности.

Формула изобретения

ДЕЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК, содержащая станину, делительную и резцовую каретки, привод делительной и резцовой кареток с устройством управления прерывистой подачей делительной каретки через электромагнитную муфту и подъемом и опусканием резца с помощью электромагнита, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, она снабжена последовательно соединенными генератором тактовых импульсов, счетчиком импульсов, запоминающим устройством, а также программным устройством, двумя схемами сравнения и триггером, при этом первый выход устройства управления прерывистой подачей делительной каретки соединен с входом установки нуля счетчика импульсов и первым входом запоминающего устройства, а второй выход с первым входом программного устройства, с вторым входом которого связан выход запоминающего устройства, выход счетчика импульсов соединен с первыми входами схем сравнения, первый выход программного устройства соединен с вторым входом одной схемы сравнения, второй выход с вторым входом другой схемы сравнения, третий выход с первым входом триггера, выходы схем сравнения соединены соответственно с вторым и третьим входами триггеров, выход которого подключен к электромагниту подъема и опускания резца.

РИСУНКИ

Рисунок 1