精密片狀繞組的機械刻線工藝
張子忠 孫 力 陸永平(哈爾濱工業夫學)
1概述
精密片狀繞組已被多種測角、測距等電氣傳感元件采用，其關鍵要求是精密度高，按原理要求形成必要的片狀平面繞組。如測角用精密感應同步器，精度要求優于峰峰0．5”～1．O”。
． 精密片狀繞組加工方法主要有兩種，機械刻線和照像腐蝕成形法。機械刻線法是利用成形刀具，沿x、z兩座標軸移動(走刀)，直接將壓粘在基板上的銅箔刻出片狀平面繞組圖形。和照像腐蝕成形法比較，機械刻線主要優點是工序少、減少了多工序引起的精度損失、易達到高精度、工藝設備少、加工周期短，適于高精度傳感元件新產品研制和小批量生產。
本文介紹精密片狀平面繞組機械刻線工藝與裝置的基本結構、機械刻線裝置的機械化和半自動化過程控制。
2刻線加工要求及加工裝置總體結構
片狀平面繞組有多種，以圓形感應同步器為例，其片狀繞組如圖1所示，圖1a為轉子片狀連續繞組，圖1b為定子片狀扇形分段繞組。
把壓粘在基板的絕緣表面上的銅箔刻線加工成片狀平面連續或分段繞組，它是通過專門研制的刻線裝置完成的，刻線裝置總體結構示意圖見圖2a，該裝置延x、z軸走刀程序見圖2b。
a．刻線刀延x方向可往返走刀，長度(刻線長度)O～100mm。
b．刻線刀延z方向可往返走刀(刻線深度)O．05～O．1mm。
c．按繞組圖形要求可以準確自動分度(或準確分距)。
為實現這些加工要求，并盡量減少工藝過程中的誤差，對刻線裝置主要要求是：
a．x、z兩軸往返走刀距離和走刀循環次數可調，兩軸走刀速度可按要求調整，x與z兩軸走刀先后順序應按要求聯動，x、z兩軸走刀位置精度要高，走刀重復性誤差要小，盡量減小兩軸工作過程中的變形、振動等不穩定因素。
b．θ軸分度機構的精度應滿足片狀繞組允許的刻線偏差要求。分度機構誤差要小，而且應保證刻線刀走刀過程中的角度伊變化盡量小，使刻線重復性高。
c．為使刻出的多臺片狀繞組有穩定的高精度，x、z兩軸走刀過程應有準確完善的機械化和自動化控制。θ軸分度使用頻率較高，精度高，需由相應準確的專用分度機構保證。
在保證刻線自動控制和三軸協調聯動同
3片狀繞組工藝過程及關鍵要求
刻線加工的片狀繞組，一般選用O．03～O．05mm厚銅箔，壓粘在絕緣處理過的金屬基板上，用刀具刻制成形。刻線方法又有成形刀具刻制和銑削加工等，其主要工藝過程包括金屬基板加工、澆注絕緣、壓粘銅箔、機械刻線、繞組接線和精度檢測等。
3．1基板加工及澆注絕緣
選用溫度穩定性好的金屬和絕緣材料(如合金鋁、環氧澆注膠等)，機械加工中間應有退火及后熱處理，基板精加工應有嚴格的平面度及平行度要求。
3．2壓粘銅箔
壓粘銅箔關鍵是選用合適的粘結膠，如環氧膠等，并嚴格控制粘結溫度、壓力、時間，必要時應增加后熱處理，以確保粘結強度和壓粘后銅箔的表面質量。
3．3刻線
刻線關鍵要求是刻線精度要高。刻線精時，還要考慮刻線的工作效率，應適當提高x、z兩軸的走刀速度，特別是x軸距離較長，在研制的裝置中采用了步進電機控制，進刀采用起動后自動升頻加速，退刀時采用全過程自動升頻加速等措施。度直接反映分度機構和刻線裝置的綜合質量，研制的刻線裝置較好地滿足了刻線精度要求。
3．4繞組接線
高精度傳感器為保證其精度，要求剩電壓足夠小，片狀繞組端部的長短、位置及端部連接方式應做具體分析和考慮，對不同傳感器有其各自的特點。
3．5精度檢測
片狀平面繞組精度檢測分為加工過程檢測和成品檢測。
加工過程檢測主要包括基板精加工后的平面度與平行度檢測、刻線精度檢測等。對不，同傳感器，刻線精度有不同要求和相應的檢測方法。在所研制的刻線工藝中，采用了專用 測量線圈與相應等級的分度裝置，一種感應 同步器刻線偏差(一部分)如圖3所示。
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