一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法
2023-10-10 08:26:14 2
專利名稱：一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法
一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法
技術領域：
本發明涉及護膜塗覆領域，特別涉及一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法。背景技術：
自上世紀五十年代以來，各國研究機構從事精密位置檢測的研究，開發新一代的檢測元件和測量方法。精密位置檢測技術的重要性日趨顯著，多年來在航空航天及船舶工程、生物醫學及健康工程、微電子加工以及精密機械儀器等領域都得到廣泛應用。光柵測量的工作原理都是根據物理上莫爾條紋的形成原理進行工作的。光柵測量通常用於數字檢測系統，用來檢測高精度直線位移和角位移，是數控工具機上應用較多的一種檢測裝置。光柵尺位移傳感器可分為敞開式和封閉式兩類敞開式為高精度型，主要用於精密儀器的數位化改造最高解析度可達0. ιμπι，封閉式則主要用於普通工具機、儀器的數位化改造；光柵尺位移傳感器按照製造方法和光學原理的不同，分為透射光柵和反射光柵。光柵尺的測量原理是通過柵線結構產生的莫爾條紋進行檢測的，對於敞開式光柵尺，為防止柵線結構表面腐蝕和劃傷，保證光柵尺的測量精度，必須對光柵尺表面做保護處理。目前對於光柵尺的保護方法主要是在表面製作保護膜，製作保護膜的方法主要有噴塗、濺射、蒸鍍等，這些方法不適合對於長尺寸的光柵尺保護膜的塗覆，而且生產效率低，成本高。
發明內容本發明的目的在於提供一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，該方法具有高效率、低成本、可實現連續轉移等優點。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟1)保護膜材料的製備將紫外光固化無影膠中加矽油，然後混合均勻形成保護膜材料；2)保護層薄膜的製備在轉移薄膜上塗覆一層保護膜材料，形成轉移膠膜；3)保護膜預固化將轉移膠膜在紫外光燈下照射進行預固化；4)輥塗校準將光柵尺放置於轉移膠膜下方，校準使光柵尺和轉移膠膜對齊；5)保護膜填充採用輥對輥的方式將經過預固化的轉移膠膜上的保護膜材料填充到光柵尺的表面光柵線紋凹槽處形成保護膜，在輥壓的同時，將上輥和下輥線接觸附近空氣抽出，降低局部氣壓；6)完全固化進過輥壓填充後的轉移膠膜在紫外光燈下充分曝光，使保護膜完全固化；7)剝離將光柵尺的保護膜表面的轉移薄膜剝離。本發明進一步的改進在於紫外光固化無影膠的透光率為大於85%，折射率小於1. 25。
本發明進一步的改進在於所述轉移薄膜為雙向拉伸聚丙烯薄膜、聚乳酸薄膜、流延聚丙烯薄膜或低密度聚乙烯薄膜。本發明進一步的改進在於步驟2、中在轉移薄膜上塗覆一層保護膜材料的塗膠方法為輥塗法、刷塗法或噴塗法。本發明進一步的改進在於步驟幻中的紫外光燈為冷紫外線光源，燈頭加有濾鏡，轉移膠膜通過該紫外光燈的速度為0. 02m/s-0. 5m/s，轉移膠膜距離燈頭的距離為IOmm-15mm ；該紫外光燈線寬為10mm，燈頭功率為3w。本發明進一步的改進在於步驟幻中上輥為光滑橡膠輥，具有減壓和線性補償作用，通過電機帶動，為主動輥；下輥為光滑鋼輥，為從動輥。本發明進一步的改進在於下輥壓緊的壓力為0. OlMPa-O. IMPa0本發明進一步的改進在於轉移薄膜的張力為30N-50N。本發明進一步的改進在於步驟1)中紫外光固化無影膠與矽油的體積比為(5 15) 1。本發明進一步的改進在於步驟6)完全固化時用到的紫外光燈的功率為10W，距離轉移膠膜的距離為5mm-10mm。本發明保護膜材料為摻入少量矽油的紫外光固化無影膠，是一種改性丙烯酸酯，具有使用方便，時間可控，透光率高等優點；保護膜材料中含有矽油小分子，在紫外光的照射下，矽油小分子會上升到固化膠的表面，在分界面處不能完全固化，便於轉移薄膜的剝離；用超聲波以及磁力攪拌器將紫外固化膠和矽油混合均勻；所述轉移薄膜為具有高拉伸強度、衝擊強度、剛性、強韌性和良好的透明性薄膜，在塗膠前對薄膜進行等離子處理，增加薄膜表面的粘附力，提高塗膠的均勻性；所述的預固化中的紫外光燈為冷紫外線光源，可有效地降低由於溫度過高引起的薄膜變形；燈頭加濾鏡，提高紫外線的純度；本發明使用一字線紅外發射器使光柵尺與轉移膠膜對齊，該一字線紅外發射器波長為635nm ；本發明中放卷部分、塗膠部分、輥壓部分、收卷部分的4臺伺服電機通過傳動帶達到同步運動；控制轉移薄膜上的張力，保證塗膠的均勻性、收放卷的連續性和轉移薄膜的變形；相對於現有技術，本發明具有以下優點本發明採用成熟的塗膠工藝，能確保在薄膜上塗膠均勻；對保護膜材料的選擇考慮了材料的高透光性以及低折射率，並且不會對表面產生破壞；保護膜的填充採用輥壓的方法，並添加了降低局部氣壓的裝置，更有利於保護膜在光柵尺光柵線紋凹槽處的填充；本發明方法具有高效率、低成本、可實現連續轉移等優
點ο
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步的詳細說明圖1是本發明方法的輥壓印整體流程圖；圖2是用輥塗法在轉移薄膜上塗覆一層保護膜材料的示意圖；圖3是塗覆紫外保護膜的薄膜示意圖4是輥壓過程圖；圖5為塗覆保護層得光柵尺表面示意圖。其中1、網紋輥；2、轉移橡膠輥；3、薄膜驅動輥；4、薄膜驅動輥；5、第一紫外光燈；6、有機玻璃箱；7、輥壓光滑橡膠輥；8、輥壓光滑鋼輥；9、第二紫外光燈；10、薄膜收卷輥；11、抽氣孔；12、薄膜放卷輥；14、保護膜材料；15、轉移薄膜；16、轉移膠膜；17、光柵尺；18、保護膜；19、線紋凹槽。
具體實施方式
下面結合附圖及具體的操作步驟對本發明做進一步說明。請參閱圖1至圖5所示，本發明方法主要包括保護膜材料的製備、保護層膠膜的製備、預固化、輥壓對準、保護膜材料填充、完全固化等環節。其中，保護膜膠膜的製備環節採用印刷機械中的收送料傳動機構及張力控制機構。輥壓填充保護膜是重要環節，主要包括壓力大小的控制、轉速的控制、輥壓對準和輥壓局部真空的創造。壓力大小由氣壓閥控制，用一字線紅外發射器校準光柵尺和保護膜膠膜的位置，用真空泵形成局部負壓。本發明一種工具機測量用光柵尺保護膜塗覆方法，具體的實施方式包括以下步驟1)保護膜材料的製備取500ml的紫外光固化無影膠(一種改性丙烯酸酯，具有極強的透光性)，並在其中加入50ml矽油(含有矽油小分子)，充分攪拌，並放在超聲清洗機中超聲15min，確保混合均勻，形成保護膜材料14 ；本發明所選取的無影膠具有高透光率，其透光率為85 %以上，折射率小於1. 25 ；2)保護層薄膜的製備將轉移薄膜15進行等離子處理，增加表面能，提高粘附力。在網紋輥1上塗覆一層步驟1)製備的保護膜材料，用刮刀控制厚度為10Um-20Um，網紋輥1與轉移橡膠輥2反向轉動，保護膜材料14由網紋輥1轉移到轉移橡膠輥2上，再轉移到轉移薄膜15上，該過程如圖2所示。在轉移過程中控制適當的張緊力為30N-50N，確保保護膜材料14塗覆均勻，即得到圖3所示的轉移膠膜16 ；3)預固化將塗覆保護膜材料14的轉移膠膜16勻速通過第一紫外光燈5，設定速度為0. 02m/s-0. 5m/s，距離燈頭的距離為10mm-15mm，第一紫外燈5為線光源，線寬為10mm，燈頭功率為3w ；4)輥塗校準將光柵尺17放在塗有保護膜材料的轉移膠膜16的下方，採用光投影法確保光柵尺17的一端在轉移膠膜16的中央，以在轉移膠膜16中央的光柵尺17的一端為基準，用一字線紅外發射器分別校準光柵尺17的兩側，使光柵尺17兩側完全平行於轉移膠膜16的兩側，確保被轉移膠膜16覆蓋；5)保護膜材料填充在圖4所示輥壓過程中，當光柵尺17和經過預固化的轉移膠膜16同步運動到輥壓部分後，下面的光滑鋼輥8通過氣動裝置沿導軌向上運動，壓力大小通過氣壓來決定，大小為0. OlMPa-O. IMPa,當上下輥子接觸後開啟真空泵，在光柵尺17和轉移膠膜16輥壓的瞬間，真空泵通過抽氣孔11降低輥壓處的氣壓，形成局部負壓，易於保護膜材料14的填充。上輥壓光滑橡膠輥7為主動輥，通過電機帶動，具有減壓和線性補償作用，下輥壓光滑鋼輥8為從動輥子。設定橡膠輥7輥壓速度為0. 01m/s-0. 9m/s，在輥壓力的作用下將轉移膠膜16上附著的保護膜材料14填充在光柵尺17線紋凹槽19中，形成保護膜18，如圖5所示；
6)完全固化經過輥壓填充的保護膜18還具有一定的粘性，將其放在第二紫外光燈9下充分曝光，第二紫外光燈9的功率為10W，距離為5mm-10mm，充分曝光後，矽油小分子上升到表面，使保護膜18與轉移薄膜15分界面處不能完全固化，易於將轉移薄膜15剝離；7)剝離將經過充分曝光的光柵尺17的保護膜18表面的轉移薄膜15剝離，即完成了對光柵尺17表面保護膜18的塗覆。儘管以上結合附圖對本發明的實施方案進行了描述，但發明並不局限於上述的具體實施方案，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導性的，而不是限制性的。本領域的普通技術人員在本說明書的啟示下，在不脫離本發明權利要求所保護的範圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬於本發明保護之列。
權利要求
1.一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟1)保護膜材料的製備將紫外光固化無影膠中加矽油，然後混合均勻形成保護膜材料；2)保護層薄膜的製備在轉移薄膜(1 上塗覆一層保護膜材料，形成轉移膠膜(16)；3)保護膜預固化將轉移膠膜(16)在紫外光燈下照射進行預固化；4)輥塗校準將光柵尺(17)放置於轉移膠膜(16)下方，校準使光柵尺(17)和轉移膠膜(16)對齊；5)保護膜填充採用輥對輥的方式將經過預固化的轉移膠膜(16)上的保護膜材料填充到光柵尺(17)的表面光柵線紋凹槽(19)處形成保護膜(18)，在輥壓的同時，將上輥和下輥線接觸附近空氣抽出，降低局部氣壓；6)完全固化進過輥壓填充後的轉移膠膜(16)在紫外光燈下充分曝光，使保護膜完全固化；7)剝離將光柵尺(17)的保護膜(18)表面的轉移薄膜(15)剝離。
2.根據權利要求1所述的一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，紫外光固化無影膠的透光率為大於85%，折射率小於1.25。
3.根據權利要求1所述的一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，所述轉移薄膜(1 為雙向拉伸聚丙烯薄膜、聚乳酸薄膜、流延聚丙烯薄膜或低密度聚乙烯薄膜。
4.根據權利要求1所述的一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，步驟2)中在轉移薄膜(1 上塗覆一層保護膜材料的塗膠方法為輥塗法、刷塗法或噴塗法。
5.根據權利要求1所述的一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，步驟3)中的紫外光燈為冷紫外線光源，燈頭加有濾鏡，轉移膠膜(16)通過該紫外光燈的速度為0.02m/s-0. 5m/s，轉移膠膜(16)距離燈頭的距離為10mm-15mm ；該紫外光燈線寬為10mm，燈頭功率為3w。
6.根據權利要求1所述的一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，步驟5)中上輥為光滑橡膠輥，具有減壓和線性補償作用，通過電機帶動，為主動輥；下輥為光滑鋼輥，為從動輥。
7.根據權利要求6所述的一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，下輥壓緊的壓力為0. OlMPa-O. IMPa。
8.根據權利要求1所述的一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，轉移薄膜(15)的張力為30N-50N。
9.根據權利要求1所述的一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，步驟1)中紫外光固化無影膠與矽油的體積比為(5 15) 1。
10.根據權利要求1所述的一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，其特徵在於，步驟6)完全固化時用到的紫外光燈的功率為10W，距離轉移膠膜(16)的距離為5mm-10mm。
全文摘要
本發明公開一種工具機測量用光柵尺保護膜的塗覆方法，該方法是用輥塗的方式在轉移薄膜上塗覆保護膜，用刮刀控制厚度，以張緊力控制保護膜的均勻性，將轉移薄膜上的保護膜的進行預固化，以提高其粘度，便於其向光柵線槽中填充；然後採用輥壓的方式將保護膜與光柵尺表面貼合併填充到光柵線紋凹槽處，在輥壓的線接觸前，用真空泵降低待接觸部位附近的氣壓，便於保護膜的填充，待保護膜填充完成後，對轉移有保護膜的光柵尺進行充分曝光，確保保護膜結構固定，最後將轉移薄膜剝離。本發明方法具有高效率、低成本、可實現連續轉移等優點。
文檔編號B32B38/10GK102555415SQ201110455
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者丁玉成, 馮龍, 劉樹林, 劉紅忠, 盧秉恆, 史永勝, 尹磊, 李烜, 楊俊 , 王良軍, 蔣維濤 申請人:西安交通大學