激光录磁接长技术及其录制载体制造技术

在有限长的录磁设备上，以激光波长作为高精度的位移基准进行录磁，本发明专利技术在于利用了记录在先的磁信号的特征，使接长录磁信号在极性和相位二个方面做到与原录磁信号完全匹配和同步一致，实现前后磁信号的精确衔接，并按原来的录磁规律和精度要求不断延续记录下去，使记录载体的录磁长度达到大于录磁设备的任意需要长度．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是利用记录载体与传感器(磁头)之间的相对运动及记录载体的磁化作用，在有限长的磁记录设备上进行大于磁记录设备长度的激光磁信息连续记录。同属于G11B5/008;G11B5/033;G11B27/20。六十年代中期激光技术开始得到广泛应用，由于激光具有相干性好的特点，在工业生产中被应用于高精度长磁栅(即磁尺)的录刻，使磁栅在长度和位置检测领域中得到迅速推广和应用。国外生产磁栅数显装置最主要的是日本SONy公司，他在七十年代中期即已推出了大于三米的带型长磁栅产品。但对其长磁栅的录磁方法却始终作为专有技术不予透露。国内从六十年代后期开始发展磁栅技术。较早从事该项技术研究的有北京机床研究所、上海机床厂、汉江机床厂、上海机床研究所等。目前多数研究单位仅生产一米磁栅，能进行三米磁栅高精度录磁的仅有上海机床研究所。由于磁栅的长度根据传统的录磁方法受录刻设备长度限制，因此目前国内的磁栅常规产品均不超过三米。由于大型、重型机床设备在加工中对长度位置检测技术的需要日益增长，三米及三米以内的磁栅数显系统已满足不了要求。为此，解决长磁栅的录制技术已成为长磁栅数显技术发展的关键。解决的办法有二个其一，是根据需要不断增大录刻设备的长度。但这显而易见是一种不能满足长度发展需要的，且耗资巨大的办法。其二，是研究激光录磁过程的接长技术，实现在有限长度的录刻设备上完成所需任意长度磁栅的的录刻。接长录磁技术并非机械的剪裁、拼接或叠加后的接长。它是在有限长的录磁设备上对激光录磁过程进行控制，调整、检测、再调整，使之按原定的录磁规律与精度要求不断的延续记录下去，使记录载体达到任意需要的长度。通常，激光录磁系统原理如图一所示在有限行程范围的录磁设备上使记录载体与磁头形成相对运动安装，他们之间相对运动的位移量是以激光波长作为高精度参考基准的，由激光干涉仪进行位移信号变换，由激光计数器对变换后的电信号进行精确计数，以计数增量值的大小来控制录磁放大器输出录磁脉冲，最后由磁头在记录载体上利用其磁化作用录刻上具有设定节距的交变磁信号。图中的激光干涉仪由激光光源，准直光管及普遍应用的迈克尔逊干涉光路系统组成。干涉仪的测量动镜(3)在工作台(2)上固定安装，其工作原理如下经由稳频后的激光管发出具有稳定波长的单色相干光(即激光)，经过准直光管使其成为发散角很小的平行光束，然后进入迈克尔逊干涉光路系统，分别产生参考光束和测量光束。测量光束打在随工作台(2)匀速移动的测量动镜(3)上，然后反射回至干涉仪和参考光束产生干涉作用。每当动镜(3)移动激光波长λ的 1/2 时，测量光与参考光将相互干涉发生一次明暗条纹的变化，当动镜(3)随工作台(2)不断匀速移动，其程差△＝nλ(λ为激光波长，n为自然数)时，干涉条纹为亮条纹;程差△＝(n+ 1/2 )λ时，干涉条纹为暗条纹，这些明暗相间连续变化的干涉条纹由激光干涉仪中的光电管接收并转换成相应变化的完整的正弦波信号，正弦波信号经过处理由激光计数器计数，并根据节距要求发出录磁信号，由录磁放大器输出录磁脉冲，由磁头在记录载体上完成磁信号的记录;记录载体(5)或者磁头(4)两者之一与测量动镜一起在工作台(2)上固定安装，如果记录载体在工作台上安装，则磁头应在床身上固定安装，反之，记录载体(5)在床身上安装，则磁头(4)应在工作台(2)上安装。由上所述，测量动镜(3)的位移量即工作台(2)的位移量，也即磁头(4)与记录载体(5)之间的相对运动位移量，其位移的有效范围即为记录长度，显然它是受录磁设备长度限制的。录磁时按照事先设定的节距(或者栅距)要求进行，节距即为具有相同激光计数增量的同极性节点之间的距离，而节点的磁信号极性(N极或者S极)与其激光计数增量值有关，并且由于录磁是一个动态连续的过程，所以节点的磁极性是按节距有规律的周期重现的。因此，实际上任意节点上磁信号极性完全取决于激光计数增量值开始计数时的相应零位信号的极性。录磁头是一个电感性元件，加上录磁信号后，能产生交变磁场，使记录载体交变磁化而实现磁记录。如果在录磁头上不加录磁信号，并使之在已录有磁信号的载体上匀速移动，由于电感元件切割磁信号的磁力线，因而在录磁头的线圈上将产生交变的感生电动势，因此，录磁头又能充当动态读磁头的作用。录磁过程是一个饱和录磁过程，即录磁信号产生的磁场足以完全打乱载体上原有的磁场分布，被记录的信号只与即时录磁信号有关，而与载体上原有磁场分布状态无关。本专利技术所采用的激光录磁接长技术，是在上述激光录磁原理基础上，利用了原录磁信号特征使接长录磁信号在极性和相位二个方面做到与原录磁信号完全匹配和同步一致，实现录磁信号的精确衔接，并按原来的录磁规律和精度要求不断延续记录下去，使记录载体达到大于录磁设备的任意需要长度。本专利技术的特征是1、利用了录刻在先的磁信号变化规律作为接长录磁技术的依据，以录刻在先的磁信号中某一节点极性，相位特性作为接长录磁信号的零位基准，使接长录磁信号与先录磁信号在极性和相位二个方面相互匹配、精确衔接;以接长录磁的零位信号即时打开激光计数器控制门，使激光计数器瞬时同步开始计数，并随即发出接长录磁信号，经由录磁放大器放大后加在录磁头上，配合以录磁系统的匀速进给运动和相应控制，以完成在重新安装的记录载体上的接长录磁，使记录载体达到任意需要的磁记录长度。2.根据上述方案，接长录磁是在重新安装的含有适当长度的先录磁信号的记录载体上进行的，当它们在录磁设备上重新安装时，必须恢复到原先的张紧程度，使先录磁信号恢复原来的节距和精度，以保证接长录磁得到的长载体在任意区间有相同的录磁精度。3、设置了一个双位开关K，使磁头能够在录磁功能位置和动态读磁头的检测功能位置相互变换，以满足接长录磁过程中相应控制功能的需要。4、设置了放大滤波、移相、整形、计数四个功能块电路，组成了对原录磁信号的检测处理，相位同步、极性匹配等功能的控制电路。5、在录磁系统的激光干涉仪与激光计数器之间，增设了一个激光计数器控制门，以控制在已录磁信号为某一节点零位时打开该控制门，使激光计数器即时同步进行计数，随即发出能与原录磁信号的极性及相位匹配、精确衔接的接长录磁的零位信号。接长录磁的过程参照图二说明如下首先将含有适当长度已经录有磁信号的记录载体与未录载体组成新录磁段，(注先前已录磁的大部分已收卷起来)，使其在录磁设备上重新安装、张紧，并监视其恢复到原先的录磁状态与精度;移动工作台(2)至录磁起始位置，将开关K置于检测功能位置，启动工作台(2)作匀速进给运动，磁头(4)起动态读磁头作用，检出原有录磁信息，将检出的录磁信息经过放大滤波，得到了与原录磁信号具有相同节距的正弦波信号。由于磁头的电感作用，磁头读出的信号与载体上记录的信号之间将会有相位滞后，而放大滤波电路本身也将会产生相位误差，为此，必须设立移相电路进行相位调整，其相位的调整值可通过计算和实验方法取得;在相位上已经调整同步之后的正弦波信号进一步由整形电路处理，转变为便于精确计数的方波信号，并规定只对方波的跳变上沿或跳变下沿计数;由于跳变沿即反映了原录磁信号的节点，其上沿或下沿反映节点为相应的N或S极性，因此方波的跳变间距反映了原录磁信号的节距;如上所述能反映原来记录信息的节距、相位、极性的计数跳变脉冲信号进而被送本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光录磁接长技术是在有限行程范围的录磁设备上，使记录载体和磁头形成相对运动安装，它们之间相对运动的位移量以激光波长作为高精度的参考基准，由激光干涉仪进行位移信号转换，由激光计数器对变换后的电信号进行精确计数，以计数增量值的大小来控制录磁放大器输出录磁信号，由磁头在记录载体上利用其磁化作用录刻上具有设定节距的交变磁信号，本专利技术的特征是利用了记录在先的磁信号的变化规律作为接长录磁技术的依据，以记录在先的磁信号中某一节点的极性，相位特性作为接长录磁信号的零件基准，使接长录磁信号与记录在先的磁信号在极性与相位二个方面相互匹配、精确衔接，以接长录磁的零位信号即时打开激光计数器控制门，使激光计数器瞬时同步开始计数，并随即发出接长录磁信号，经由录磁放大器放大后加在录磁头上，配合以录磁系统的匀速进给运动和相应控制，以完成在重新安装的记录载体上的接长录磁，使记录载体达到任意需要的磁记录长度。

【技术特征摘要】
1.激光录磁接长技术是在有限行程范围的录磁设备上，使记录载体和磁头形成相对运动安装，它们之间相对运动的位移量以激光波长作为高精度的参考基准，由激光干涉仪进行位移信号转换，由激光计数器对变换后的电信号进行精确计数，以计数增量值的大小来控制录磁放大器输出录磁信号，由磁头在记录载体上利用其磁化作用录刻上具有设定节距的交变磁信号，本发明的特征是利用了记录在先的磁信号的变化规律作为接长录磁技术的依据，以记录在先的磁信号中某一节点的极性，相位特性作为接长录磁信号的零位基准，使接长录磁信号与记录在先的磁信号在极性与相位二个方面相互匹配、精确衔接，以接长录磁的零位信号即时打开激光计数器控制门，使激光计数器瞬时同步开始计数，并随即发出接长录磁信号，经由录磁放大器放大后加在录磁头上，配合以录磁系统的匀速进给运动和相应控制，以完成在重新安装的记录载体上的接长录磁，使记录载体达到任意需要的磁记录长度。2.根据权利要求1所述激光录磁接长技术，本发明的特征在于接长录磁是在重新安装的含有适当长度的先录磁信号的记录载体上进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健庭，周伟裔，
申请(专利权)人：上海市机床研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]