一种超微伺服电机编码器光栅盘的制作工艺制造技术

本发明专利技术公开一种超微伺服电机编码器光栅盘的制作工艺，包括以下步骤：在母板上制作出等比放大的光栅模板；使用高清光电扫描将光栅模板上的图像进行扫描，等比缩放后储存；选用光栅玻璃盘进行电镀铬预制；在预制后的光栅玻璃盘上均匀涂敷银盐乳剂层；按等比缩放的光栅模板图像，对光栅玻璃盘进行光扫描刻画；光栅玻璃盘上被激光扫描刻画到的银盐乳剂曝光显影，产生图形；静置固化后清洗多余的银盐乳剂；用氯化铁溶液清洗掉光栅玻璃盘上的电镀铬层；充分烘干后得到超微伺服电机编码器光栅盘。本发明专利技术的有益效果为：制作出的超微伺服电机编码器光栅盘光栅精准，制作工艺简单，制作效率高，制作成本较低。制作成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种超微伺服电机编码器光栅盘的制作工艺


[0001]本专利技术涉及医学外科领域，具体涉及一种超微伺服电机编码器光栅盘的制作工艺。

技术介绍

[0002]显微眼外科手术机器人前端手术臂是执行手术动作的核心零部件，其动作过程是由伺服电机驱动的，由于显微眼外科手术机器人前端手术臂的尺寸较小，而手术又要求动作必须精准，因此伺服电机必须在尺寸较小的情况下达到极高的精度才能满足需求。
[0003]伺服电机的动作精度是由光电编码器决定的，光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。光电编码器由光源、光栅盘和光敏元件组成。
[0004]光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔，与电动机同轴布置，在电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
[0005]当伺服电机体积较大时，与电机同轴的光栅盘采用现有的制作方法即可满足需求。但是当光栅盘直径很小时，其光栅因密度增加挤压在一起，制作困难很大。为了满足生产条件，现有技术中往往会减少光栅数量来，让光栅盘分度数量减少，这样虽然可以成功生产，但会使得伺服电机动作误差增大；或需要增加电子倍增装置，使整体机构复杂、体积增大、成本增加。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术提供一种超微伺服电机编码器光栅盘的制作工艺。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种超微伺服电机编码器光栅盘的制作工艺，包括以下步骤：1.在母板上制作出等比放大的光栅模板；2.使用高清光电扫描将光栅模板进行扫描得到图像文件，等比缩放后储存；3.选用光栅玻璃盘进行电镀铬预制，并在预制后的光栅玻璃盘上均匀涂敷银盐乳剂层；4.基于等比缩放的光栅模板图像，对涂敷银盐乳剂层的光栅玻璃盘进行激光扫描刻画，银盐乳剂曝光显影后产生图形；5.静置固化后清洗多余的银盐乳剂，再用氯化铁溶液清洗掉光栅玻璃盘上的电镀铬层，烘干后得到超微伺服电机编码器光栅盘。
[0008]较佳的，上述光栅模板的尺寸为光栅盘尺寸的20
‑
50倍，两者呈相似关系；上述光栅模板上的图像等比缩放的倍数，与光栅模板大于光栅盘的倍数相等。
[0009]较佳的，上述光扫描刻画为使用ArF准分子激光器发射激光进行扫描，并且光栅玻
璃盘始终保持真空、无光环境下。
[0010]较佳的，上述清洗多余的银盐乳剂为使用清水或氢氧化钠溶液清洗，清洗过程保持在无光环境下。
[0011]较佳的，上述充分烘干为在200
‑
350℃条件下，烘干5
‑
15分钟。
[0012]较佳的，上述银盐乳剂层为卤化银和液态凝胶的混合物。
[0013]本专利技术的有益效果在于：制作出的超微伺服电机编码器光栅盘光栅精准，制作工艺简单，制作效率高，制作成本较低。
具体实施方式
[0014]下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明：实施例：一种超微伺服电机编码器光栅盘的制作工艺，包括以下步骤：1.在母板上制作出等比放大的光栅模板；光栅模板的尺寸为光栅盘尺寸的20
‑
50倍，两者呈相似关系；母板的制作可采用现有技术中任意一种方式进行，由于等比放大了尺寸，所以光栅模板的精度可以达到需求；如采用不锈钢机加工出母板，母板即为等比放大的光栅盘主体，然后在母板上用颜料画出光栅图案。
[0015]关于光电编码器的工作原理，光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成的，光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔制成的。电动机旋转时，由于光栅盘与电动机同轴，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
[0016]2.使用高清光电扫描将光栅模板上的图像进行扫描，等比缩放后储存；光栅模板上的图像等比缩放的倍数，与光栅模板大于光栅盘的倍数相等；高清光电扫描可采用超高清扫描仪，将光栅模板的图案扫描至计算机，然后经计算机处理后等比缩放，再经由ArF准分子激光器配套的软件在计算机上根据光栅模板图案，绘制计算出ArF准分子激光器激光的路径，以实现光
‑
电
‑
光的信号转换。
[0017]3.选用光栅玻璃盘进行电镀铬预制，电镀铬可采用传统电镀工艺，也可采用纳米喷镀工艺；此时光栅玻璃盘表面均匀覆盖一层金属铬，作为光栅图案的基层。
[0018]4.在预制后的光栅玻璃盘上均匀涂敷银盐乳剂层，银盐乳剂层为卤化银和液态凝胶的混合物；银盐乳剂层的涂敷要求涂层均匀，涂层厚度为1mm
‑
5mm；上述卤化银可以是氯化银、溴化银、碘化银中的一种或多种组合；银盐乳剂层则作为光栅图案的显影层。
[0019]5.按等比缩放的光栅模板图像，对光栅玻璃盘进行激光扫描刻画；光扫描刻画过程为使用ArF准分子激光器发射激光进行扫描，并且光栅玻璃盘始终保持真空、无光环境下；因此可以在密封的真空箱中进行该步骤，以满足生产要求。激光扫描刻画的路径区域，即为光栅的图案。
[0020]6.光栅玻璃盘上被激光扫描刻画到的银盐乳剂曝光显影，产生图形；此时光栅盘上已经显现出高精度的光栅图案。
[0021]7.静置固化后清洗多余的银盐乳剂，清洗使用清水或氢氧化钠溶液冲洗，且清洗
过程保持在无光环境下；再用氯化铁溶液清洗掉光栅玻璃盘上的电镀铬层。此时光栅盘上留下的即为所需的光栅图案，其上多余的镀铬层、银盐乳剂层已经被清洗掉。
[0022]8.在200
‑
350℃条件下，充分烘干5
‑
15分钟得到超微伺服电机编码器光栅盘。
[0023]最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超微伺服电机编码器光栅盘的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：在母板上制作出等比放大的光栅模板；使用高清光电扫描将光栅模板进行扫描得到图像文件，等比缩放后储存；选用光栅玻璃盘进行电镀铬预制，并在预制后的光栅玻璃盘上均匀涂敷银盐乳剂层；基于等比缩放的光栅模板图像，对涂敷银盐乳剂层的光栅玻璃盘进行激光扫描刻画，银盐乳剂曝光显影后产生图形；静置固化后清洗多余的银盐乳剂，再用氯化铁溶液清洗掉光栅玻璃盘上的电镀铬层，烘干后得到超微伺服电机编码器光栅盘。2.如权利要求1所述的超微伺服电机编码器光栅盘的制作工艺，其特征在于：所述光栅模板的尺寸为光栅盘尺寸的20
‑
50倍，两者呈相似关系；所述光栅模板上的图像等比缩放的倍数，与光栅模板大于光栅盘的倍数相等。3.如权利要求1所述的超微伺服电机编码器光栅盘的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡部昂，
申请(专利权)人：昂泰微精医疗科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：