Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ДЕЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ШТРИХОВЫХ СТРУКТУР, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК (ВАРИАНТЫ) - Патент РФ 2130374
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ДЕЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ШТРИХОВЫХ СТРУКТУР, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК (ВАРИАНТЫ)
ДЕЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ШТРИХОВЫХ СТРУКТУР, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК (ВАРИАНТЫ)

ДЕЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ШТРИХОВЫХ СТРУКТУР, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК (ВАРИАНТЫ)

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Делительная машина содержит станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки. Резцовая каретка может быть выполнена или в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, или в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками. Делительная каретка может быть выполнена в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих или в виде обращенного пружинного параллелограмма. Привод резцовой каретки выполнен в виде автоколебательного спускового регулятора. Такая конструкция повышает качество периодических штриховых структур и точность формирования штрихов за счет увеличения предельного значения пространственной частоты периодической штриховой структуры путем повышения стабильности траектории движения в пространстве резцовой каретки. 6 с.п. ф.-лы, 8 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2130374
Класс(ы) патента: B23Q16/02, B23Q15/22
Номер заявки: 98110039/02
Дата подачи заявки: 26.05.1998
Дата публикации: 20.05.1999
Заявитель(и): Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (Федеральный научно- производственный центр)
Автор(ы): Лукин А.В.; Мельников А.Н.
Патентообладатель(и): Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (Федеральный научно- производственный центр)
Описание изобретения: Предлагаемое изобретение относится к области станкостроения, а именно к гравировальным устройствам, в частности к делительным машинам, и может быть использовано при изготовлении периодических штриховых структур: дифракционных решеток, измерительных растров, линейных шкал, сеток, образцовых мер длины и т.п.
Известна делительная машина с фотоэлектрическим управлением для изготовления дифракционных решеток [см., например, Герасимов Ф.М. Современные дифракционные решетки. Обзор. // Оптико-механическая промышленность. - 1965. - N 10. -С. 33- 49.] Делительная машина содержит станину, делительную и резцовую каретки, привод, приводящий в движение делительную каретку посредством червячной пары и резцовую каретку посредством кривошипно-шатунного механизма, механизм подъема и опускания алмазного резца и фотоэлектрическую систему управления старт-стопным режимом движения делительной каретки через электромагнитную муфту сцепления. В состав этой фотоэлектрической системы управления входит измерительная система линейного перемещения делительной каретки на основе использования эффекта муара.
Недостатками аналога являются нестабильность траектории движения алмазного резца во время нарезки штрихов из-за наличия трущихся частей и масляных пленок в узле резцовой каретки и значительная инерционность делительной каретки, снижающая управляемость и стабилизацию ее положения при работе этого канала.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно нарезных дифракционных решеток с пьезоэлектрическим приводом [Bartlett, I. R. , Wildy, P.С., Applied Optics, 14, pp. 1-3, 1975.]. Данная делительная машина содержит станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения - пьезоэлектрическим, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки интерференционного типа на основе Не - Ne лазера.
Недостатком этого технического решения является, как и в предыдущем аналоге, нестабильность траектории движения алмазного резца из-за наличия в конструкции резцовой каретки трущихся поверхностей, которые изнашиваются, что приводит к неконтролируемым и неповторяемым смещениям лезвия алмазного инструмента в пространстве относительно заготовки нарезаемой штриховой структуры.
Задачей изобретения является повышение качества периодических штриховых структур за счет повышения точности формирования штрихов и увеличения предельного значения пространственной частоты периодической штриховой структуры путем повышения стабильности траектории движения в пространстве резцовой каретки маятникового типа на опорах с трением упругости, уменьшения изнашиваемости алмазного резца в процессе формирования периодических штриховых структур и введения безлюфтовой делительной каретки в схему делительной машины.
Поставленная задача достигается тем, что в делительной машине для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащей станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, резцовая каретка выполнена в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, а привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора.
Поставленная задача достигается тем, что в делительной машине для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащей станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, резцовая каретка выполнена в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, а привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора.
Поставленная задача достигается тем, что в делительной машине для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащей станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, резцовая каретка выполнена в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка - в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
Поставленная задача достигается тем, что в делительной машине для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащей станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, резцовая каретка выполнена в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка - в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
Поставленная задача достигается тем, что в делительной машине для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащей станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, резцовая каретка выполнена в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка - в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
Поставленная задача достигается тем, что в делительной машине для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащей станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, резцовая каретка выполнена в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка - в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
На фиг. 1 изображена функциональная схема предложенной делительной машины с резцовой кареткой в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости и приводом резцовой каретки в виде автоколебательного спускового регулятора.
На фиг. 2 изображена функциональная схема предложенной делительной машины с резцовой кареткой в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками и приводом резцовой каретки в виде автоколебательного спускового регулятора.
На фиг. 3 изображена функциональная схема предложенной делительной машины с резцовой кареткой в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, приводом резцовой каретки в виде автоколебательного спускового регулятора и делительной кареткой в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
На фиг. 4 изображена функциональная схема предложенной делительной машины с резцовой кареткой в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, приводом резцовой каретки в виде автоколебательного спускового регулятора и делительной кареткой в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
На фиг. 5 изображена функциональная схема предложенной делительной машины с резцовой кареткой в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, приводом резцовой каретки в виде автоколебательного спускового регулятора и делительной кареткой в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
На фиг. 6 изображена функциональная схема предложенной делительной машины с резцовой кареткой в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, приводом резцовой каретки в виде автоколебательного спускового регулятора и делительной кареткой в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
На фиг. 7 приведены временные диаграммы работы делительной машины.
На фиг. 8 представлен макет одного из предложенных вариантов делительной машины.
Делительная машина (см. фиг. 1) для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержит станину 1, делительную 2 и резцовую 3 каретки, приводы 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток, при этом привод 4 делительной каретки 2 выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм 6 подъема и опускания алмазного резца, блок управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток и измерительную систему 8 линейного перемещения делительной каретки 2. Резцовая каретка 3 выполнена в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, а привод 5 резцовой каретки 3 - в виде автоколебательного спускового регулятора. На делительной каретке 2 закреплена заготовка периодической штриховой структуры 9, на резцовой каретке 3 - алмазный резец 10. Вход измерительной системы 8 линейного перемещения делительной каретки 2 сопряжен с делительной кареткой 2. Выход измерительной системы 8 линейного перемещения делительной каретки 2 подключен на вход блока управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток. Первый выход блока управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток подключен на вход привода 4 делительной каретки 2, выход которого сопряжен с делительной кареткой 2. Второй выход блока управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток подключен на вход механизма 6 подъема и опускания алмазного резца. Третий выход блока управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток подключен на вход привода 5 резцовой каретки 3, выход которого сопряжен с резцовой кареткой 3.
В делительной машине (см. фиг. 2) резцовая каретка 3 выполнена в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, а привод 5 резцовой каретки 3 - в виде автоколебательного спускового регулятора.
В делительной машине (см. фиг. 3) резцовая каретка 3 выполнена в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, привод 5 резцовой каретки 3 - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка 2 - в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
В делительной машине (см. фиг. 4) резцовая каретка 3 выполнена в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, привод 5 резцовой каретки 3 - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка 2 - в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
В делительной машине (см. фиг. 5) резцовая каретка 3 выполнена в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, привод 5 резцовой каретки 3 - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка 2 - в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
В делительной машине (см. фиг. 6) резцовая каретка 3 выполнена в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, привод 5 резцовой каретки 3 - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка 2 - в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
Предлагаемая делительная машина работает следующим образом (см. фиг. 1, 7). При включении делительной машины блок управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток выводит в режим устойчивых автоколебаний резцовую каретку 3 с помощью привода 5 резцовой каретки 3 и синхронизирует работу трех основных систем - привода 4 делительной каретки 2, привода 5 резцовой каретки 3 и механизма 6 подъема и опускания алмазного резца. Амплитуда и частота автоколебаний резцовой каретки 3 предварительно задаются, исходя из требуемых размеров периодической штриховой структуры (дифракционной решетки) 9 и размеров самой каретки. В момент времени t = 0 резцовая каретка 3 проходит отрицательный максимальный угол отклонения Ф (см. фиг. 7а), блок управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток подает управляющий сигнал U1 в виде питающего пилообразного напряжения на привод 4 делительной каретки 2, который перемещает делительную каретку 2 с заготовкой дифракционной решетки 9 на расстояние, равное периоду штриховой структуры (см. фиг. 7б), а на механизм 6 подъема и опускания алмазного резца питающее напряжение не подано U2 = 0 (см. фиг. 7в), поэтому алмазный резец 10 поднят и находится в нерабочем положении. При этом величина перемещения делительной каретки 2 контролируется измерительной системой 8 линейного перемещения делительной каретки 2. В момент времени t = 1 по сигналу измерительной системы 8 линейного перемещения делительной каретки 2 блок управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток останавливает привод 4 делительной каретки 2 и стабилизирует координату до момента времени t = 2, при этом пилообразное напряжение U1 равно нулю. В этот же момент (t = 1) резцовая каретка 3 в виде физического маятника занимает положительный максимальный угол Ф в плоскости качания и начинает движение в противоположном направлении. Так же в момент времени t = 1 блок управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток подает управляющий сигнал в виде питающего прямоугольного напряжения U2 на механизм 6 подъема и опускания алмазного резца, который отрабатывает опускание алмазного резца 10 в рабочее положение, продолжающийся до момента времени t = 2. С момента времени t = 1 до момента времени t = 2 резцовая каретка 3 совершает рабочий ход, длящийся половину периода автоколебания физического маятника, и алмазный резец 10 формирует штрих на рабочей поверхности заготовки дифракционной решетки 9. В момент времени t = 2, когда резцовая каретка 3 достигает отрицательный максимальный угол Ф, блок управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток снимает управляющий сигнал в виде прямоугольного напряжения U2 с механизма 6 подъема и опускания алмазного резца, который поднимает алмазный резец 10 и выводит его в нерабочее положение из соприкосновения с заготовкой дифракционной решетки 9 до момента времени t = 3. Так же в момент времени t = 2 блок управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток подает управляющий сигнал в виде треугольного напряжения U1 на привод 4 делительной каретки 2, перемещающий делительную каретку 2 на следующее расстояние, равное периоду изготавливаемой дифракционной решетки 9. До момента времени t = 3 синхронно с перемещением делительной каретки 2 резцовая каретка 3 совершает холостой ход до величины положительного максимального угла в плоскости качания. И в момент времени t = 3 снова делительная каретка 2 останавливается и стабилизируется и снова опускается и переводит алмазный резец 10 в рабочее положение с помощью механизма 6 подъема и опускания резца по управляющему сигналу U2 блока управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток. Формируется следующий штрих и процесс повторяется до полной нарезки заданного количества штрихов дифракционной решетки, определяющего ее ширину.
Работа остальных предложенных вариантов делительной машины (см. фиг. 2, 3, 4, 5, 6) аналогична работе делительной машины, построенной по схеме, которая приведена на фиг. 1.
Все предложенные варианты делительной машины (см. фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6) для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, были промакетированы с различной степенью детализации и опробованы.
В макете делительной машины (см. фиг. 1) на станине 1 крепится делительная каретка 2, которая представляет собой столик, перемещающийся по направляющим, резцовая каретка 3 выполнена в виде физического маятника на двух опорах с трением упругости, которые позволяют ей совершать гармонические колебания в пределах ±1o. Высота L (в м) резцовой каретки 3 в виде физического маятника от лезвия алмазного резца до оси вращения опор с трением упругости определялась из соотношения:
L ≥ B2/(8·Δ), (1)
где B - длина штриха, м,
Δ - величина начального отклонения рабочего участка лезвия резца, м.
При B = 0,025 м и Δ = = 10-4 м высота L должна быть не менее 0,78125 м, поэтому высоту резцовой каретки приняли равной 1 м. Материал резцовой каретки - инвар марки 32НКД с температурным коэффициентом линейного расширения α ≅ 1·10-6K-1 [см., например. Прецизионные сплавы: Справочник / Под ред. Б. В. Молотилова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1983. - С. 208 - 217.], который позволяет снизить влияние температуры окружающей среды рабочей зоны. Опоры с трением упругости представляют собой трехленточные пружинные шарниры, в которых упругие элементы выполнены из пружинной кремнистой стали марки 60С2А. В качестве привода 4 делительной каретки 2 используется пьезоэлектрический привод с возможностью электронного управления. Его минимальный шаг равняется 0.01 мкм на общем диапазоне перемещений, равном 20 мм. Привод 5 резцовой каретки 3 выполнен в виде электронно-механического спускового регулятора с магнитоэлектрическим приводом с угловой амплитудой 0,6o и периодом автоколебаний 1,2 с. Механизм 6 подъема и опускания алмазного резца представляет собой управляемый от ПЭВМ электромагнит. В качестве блока управления 7 приводами 4, 5 делительной 2 и резцовой 3 кареток используется ПЭВМ типа IBM PC AT /486. Измерительная система 8 линейного перемещения делительной каретки 2 представляет собой прецизионный индукционный датчик линейных перемещений с электронным блоком обработки "Микрон - 02" с точностью измерения 0,1 мкм в диапазоне ±2 мм. В качестве материала для рабочих металлических слоев заготовки дифракционной решетки 9 использовались алюминий и золото, толщина которых лежала в пределах от 0,05 до 0,5 мкм. Размер заготовки 10 х 25 мм. Специальный алмазный резец 10 имел бицилиндрическую форму с радиусом закругления 2 мм. Лезвие такого алмазного резца по косвенным оценкам имеет толщину не более 10 нм.
Макет делительной машины (см. фиг. 2) имеет в качестве делительной каретки 2 столик, перемещающийся по направляющим, резцовая каретка 3 представляет собой обращенный пружинный параллелограмм на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками [см., например, Цейтлин Я.М. Упругие кинематические устройства. - Л.: Машиностроение, 1972. - 296 с.]. Данный пружинный параллелограмм имеет свою подвижную часть - ползун - ниже неподвижного основания, так что его кинематическая схема является обращенной. К ползуну крепится механизм 6 подъема и опускания алмазного резца. Упругие элементы выполнены из пружинной кремнистой стали марки 60С2А. Накладки - из инвара марки 32НКД. Высота упругих направляющих L1 (в м) резцовой каретки 3 определялась из соотношения:
L1 ≥ [0,15·B2/Δ]·f(λн), (2)
где B - длина штриха, м,
Δ - величина начального отклонения рабочего участка лезвия резца, м,
f(λн) = [1-2,5·(λн)3+1,5·(λн)5]/[1-(λн)3]2,
λн = Lн/L1,
λн - величина постоянная (выбирается в пределах от 0,9 до 0,99),
Lн - размер жесткой накладки, м.
При B = 0,025 м, Δ = 10-4 м и λн = 0,98 высота L1 должна быть не менее 0,78656 м. Общую высоту резцовой каретки (с учетом высоты механизма 6 подъема и опускания алмазного резца) приняли равной 1 м.
Макет делительной машины (см. фиг. 3) имеет в качестве делительной каретки 2 пружинный параллелограмм с жесткими накладками. Высота упругих направляющих L2 (в м) данной делительной каретки определялась из соотношения (2), где вместо величины В подставлялась величина B1 - ширина нарезки штриховой структуры (в м). При B1 = 0,01 м, Δ = 10-4 м и λн = 0,98 высота L2 должна быть не менее 0,12585 м. Высоту упругих направляющих приняли равной 0,2 м. Упругие элементы выполнены из пружинной кремнистой стали марки 60С2А, жесткие накладки - из инвара 32НКД. Резцовая каретка 3 аналогична резцовой каретке макета делительной машины (см. фиг. 1).
Макет делительной машины (см. фиг. 4) имеет в качестве делительной каретки 2 пружинный параллелограмм с жесткими накладками, аналогичный делительной каретке макета делительной машины (см. фиг. 3), а резцовая каретка 3 аналогична резцовой каретке макета делительной машины (см. фиг. 2).
Макет делительной машины (см. фиг. 5, 6) имеет в качестве делительной каретки 2 обращенный пружинный параллелограмм с жесткими накладками. Высота упругих направляющих L3 (в м) данной делительной каретки определялась из соотношения (2), где вместо величины В подставлялась величина В1 - ширина нарезки штриховой структуры (в м). При B1 = 0,01 м, Δ = 10-5 м и λн = 0,98 высота L3 должна быть не менее 0,5034 м. Высоту упругих направляющих приняли 1,01 м. Упругие элементы выполнены из пружинной кремнистой стали марки 60С2А, жесткие накладки - из инвара 32НКД. Резцовая каретка 3 аналогична резцовой каретке макета делительной машины (см. фиг. 1).
Макет делительной машины (см. фиг. 6) имеет в качестве делительной каретки 2 обращенный пружинный параллелограмм с жесткими накладками, аналогичный делительной каретке макета делительной машины (см. фиг. 5), а резцовая каретка 3 аналогична резцовой каретке макета делительной машины (см. фиг. 2).
В делительной машине предлагаемых вариантов привод 4 делительной каретки 2 может быть выполнен также в виде магнитострикционного привода, а измерительная система 8 линейного перемещения делительной каретки 2 может быть выполнена в виде измерительной системы на основе интерферометра или в виде измерительной системы на основе использования эффекта муара.
Использование опор с трением упругости более двух, на которых устанавливается резцовая каретка 3 в виде физического маятника, способствует снижению прогиба оси данной резцовой каретки и повышению стабильности при движении резцовой каретки за счет подавления спектра низкочастотных гармоник поперечных колебаний, возбуждаемых в теле этой оси.
Повышение качества периодических штриховых структур за счет повышения точности формирования штрихов и увеличения предельного значения пространственной частоты периодической штриховой структуры достигается выполнением резцовой каретки в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, или в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, привода резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительной каретки - в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих или в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих, поскольку повышается стабильность траектории движения в пространстве резцовой каретки маятникового типа на опорах с трением упругости, уменьшается изнашиваемость алмазного резца в процессе формирования периодических штриховых структур и вводится безлюфтовая делительная каретка в схему делительной машины.
Кроме того, предложенные варианты делительной машины для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, являются более экономичными по энергетическим затратам в пересчете на формирование одного штриха, поскольку используется автоколебательный режим движения резцовой каретки во всех вариантах делительной машины. Путем подбора соответствующих параметров узлов (коэффициента жесткости опор с трением упругости, массы и момента инерции резцовой каретки) можно добиться требуемой величины периода автоколебаний резцовой каретки, значение которого можно довести до одной секунды, что в несколько (5 - 10) раз меньше, чем цикл нарезки у аналогов, и очевидно, что во столько же раз сократится общее время получения готовой продукции периодической штриховой структуры. Минимизация общего времени изготовления готовой продукции периодической штриховой структуры также будет способствовать улучшению ее качества за счет снижения вредного воздействия нестабильностей параметров окружающей среды (температуры, вибрации и т.п.).
Формула изобретения: 1. Делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащая станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, отличающаяся тем, что резцовая каретка выполнена в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, а привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора.
2. Делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащая станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, отличающаяся тем, что резцовая каретка выполнена в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, а привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора.
3. Делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащая станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, отличающаяся тем, что резцовая каретка выполнена в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делитеная каретка - в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
4. Делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащая станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, отличающаяся тем, что резцовая каретка выполнена в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка - в виде пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
5. Делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащая станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, отличающаяся тем, что резцовая каретка выполнена в виде физического маятника, укрепленного не менее чем на двух опорах с трением упругости, привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка - в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.
6. Делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток, содержащая станину, делительную и резцовую каретки, приводы делительной и резцовой кареток, при этом привод делительной каретки выполнен с возможностью электронного управления процессом перемещения, механизм подъема и опускания алмазного резца, блок управления приводами делительной и резцовой кареток и измерительную систему линейного перемещения делительной каретки, отличающаяся тем, что резцовая каретка выполнена в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками, привод резцовой каретки - в виде автоколебательного спускового регулятора, а делительная каретка - в виде обращенного пружинного параллелограмма на упругих направляющих поступательного движения с жесткими накладками.