專利名稱：新型高密度母盤刻錄機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光盤刻錄技術領域，特別涉及應用于高密度光盤信號讀取與存儲的一種新型高密度母盤刻錄機。
背景技術：
高密度母盤刻錄系統是一個新興的科研課題，涉及電子、機械、材料、光學、制造、測量以及物理、化學等不同領域的科學技術，由于高密度母盤刻錄在光存儲技術的重要作用，備受重視。目前，國內外在這方面做了大量的研究工作，如CD/VCD、DVD等，但其存儲密度(或容量)還遠遠達不到信息社會高速發(fā)展對信息存儲載體的要求。隨著網絡的普及和發(fā)展，以及多媒體技術的廣泛傳播，傳統的母盤刻錄機已經不能夠滿足人們對存儲密度的要求，迫切需要研制和開發(fā)更高密度或容量的母盤刻錄系統。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種新型高密度母盤刻錄機，主要由固定在氣浮轉臺上的高精密臺、光學系統Z向調隙與調焦直立臺，光學刻寫頭、氣浮主軸及母盤組成，其特征在于控制系統1和電控接口2固定在氣浮轉臺3臺面下，直線光柵讀數頭4、直線光柵5、徑向電機6，和徑向運動精密臺7連接后固定在氣浮轉臺3臺面的右半部，固定在精密臺7上面的Z向直立臺8，通過連接梁9與光學刻寫頭10連接，圓光柵讀數頭11、刻錄母盤12、圓光柵13固定在氣浮主軸14上，主軸電機15和氣浮主軸14連接，圓光柵讀數頭11固定在圓光柵13旁的氣浮轉臺3的臺面上。
所述控制系統1通過電控接口2與直線光柵5與圓光柵13及各自的讀數頭4和11連接，用于對其反饋的數據信息進行實時分析處理，實時對高密度母盤刻錄機的光學刻寫頭10及母盤12的徑、軸向運動進行控制，使合成刻錄軌跡。
所述氣浮轉臺采用大理石臺面，其平面度為0.01μm，主要用于安裝氣浮主軸14和精密臺7，固定直線光柵5和光柵讀數頭4相對位置，固定圓光柵13和光柵讀數頭11相對位置，刻錄過程中，直線光柵5和圓光柵13分別安裝在精密臺7和氣浮主軸14上，從而可分別實現精密臺7和氣浮主軸14微小徑向位移和微小周向轉角的實時檢測；所述精密臺7的下面裝有滾珠16、高精度絲杠17裝配在承載臺19內，并通過減速器20和徑向電機6連接，安裝在精密臺7上面的直立臺8由手輪24、傳動軸23、空心軸21、鋼球25、蝸桿20、減速器26相互連接組成，用于刻錄系統的光學調焦及光學刻寫頭10的調試。
所述母盤12用夾具固定于氣浮主軸14上，并隨之同步轉動。氣浮主軸14安裝在氣浮轉臺3上，并和主軸電機15連接，并通過導氣管與氣浮轉臺3的壓縮機及氣壓泵18等附件連接，確保正常工作。
本發(fā)明的有益效果為克服已有技術或產品的不足，提出了一種新型結構的高密度母盤刻錄機。本發(fā)明空間結構布局緊湊、合理；采用高精度光柵閉環(huán)控制，定位精度高、可靠性強。采用氣浮主軸系統進行刻錄母盤的周向運動傳遞，避免機械摩擦影響、抗振動性強、母盤轉動平穩(wěn)。精密工作臺采用高精度V型滾珠導軌，輸出分辨率高、承載力強、穩(wěn)定性好；直立臺利用摩擦傳動原理，靈敏度高，可實現大行程，且穩(wěn)定可靠；利用莫爾條紋原理，采用光柵進行刻錄系統的定位檢測，接口設計與安裝調試方便，抗干擾強。在高密度的母盤刻錄等光存儲領域將有廣泛地應用前景和開發(fā)潛力。


圖1為新型高密度母盤刻錄機結構示意圖；圖2為新型高密度母盤刻錄機系統工作流程示意圖；圖3為新型高密度母盤刻錄機的精密臺原理示意圖；圖4為新型高密度母盤刻錄機的直立臺結構原理示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明為新型結構高密度母盤刻錄機，如圖1所示的新型高密度母盤刻錄機，主要由固定在氣浮轉臺上的高精密臺、光學系統Z向調隙與調焦直立臺，光學刻寫頭、氣浮主軸及母盤組成，其控制系統1和電控接口2固定在氣浮轉臺3臺面下，直線光柵讀數頭4、直線光柵5、徑向電機6，和徑向運動精密臺7連接后固定在氣浮轉臺3臺面的右半部，固定在精密臺7上面的Z向直立臺8，通過連接梁9與光學刻寫頭10連接，母盤12由夾具固定于氣浮主軸14上，并隨之同步轉動。氣浮主軸14安裝在氣浮轉臺3上，并和主軸電機15連接，并通過導氣管與氣浮轉臺3的壓縮機及氣壓泵16等附件連接，圓光柵13固定在氣浮主軸14上，圓光柵讀數頭11固定在圓光柵13旁的氣浮轉臺3的臺面上。
如圖2所示為新型高密度母盤刻錄機系統工作流程示意圖，其控制系統1通過電控接口2，與直線光柵5與圓光柵13各自的讀數頭4和11連接，刻錄過程中直線光柵5和圓光柵13分別安裝在精密臺7和氣浮主軸14上，從而可分別實現精密臺7和氣浮主軸14微小徑向位移和微小周向轉角的實時檢測；對反饋的數據信息進行實時分析處理，對高密度母盤刻錄機光學的刻寫頭10及母盤12的徑、軸向運動控制，按照預先編制的控制程序，對母盤進行刻錄；刻錄中需要對刻錄方式進行實時監(jiān)控與調整(如恒線速度CLV、恒角速度CAV、區(qū)域線速度Z-CLV等)，實現刻錄過程最優(yōu)化，直至高密度母盤刻錄圓滿完成。
圖3所示為新型高密度母盤刻錄機的精密臺原理示意圖；精密臺7的下面裝有滾珠16、高精度絲杠17裝配在承載臺19內，并通過減速器20和徑向電機6連接，用高精度絲杠17傳動，以滾珠16作為導軌，可以保證很高的驅動及定位精度。
圖4所示為新型高密度母盤刻錄機的直立臺結構原理示意圖。直立臺8由手輪18、傳動軸19、空心軸20、鋼球17、蝸桿21、減速器22相互連接組成，作用是對刻錄系統的光學調焦及光學系統10的調試。
該系統達到的技術指標如下(1)信道間距0.4μm；最小記錄長度0.2μm；
(2)周向轉角定位精度0.1μm；徑向進給位移分辨率0.05μm；(3)氣浮主軸誤差0.03″；精密臺的直線性精度達到1″。
權利要求
1.一種新型高密度母盤刻錄機，主要由固定在氣浮轉臺上的高精密臺、光學系統Z向調隙與調焦直立臺，光學刻寫頭、氣浮主軸及母盤組成，其特征在于控制系統(1)和電控接口(2)固定在氣浮轉臺(3)臺面下，直線光柵讀數頭(4)、直線光柵(5)、徑向電機(6)，和徑向運動精密臺(7)連接后固定在氣浮轉臺(3)臺面的右半部，固定在精密臺(7)上面的Z向直立臺(8，通過連接梁(9)與光學刻寫頭(10)連接，圓光柵讀數頭(11)、刻錄母盤(12)、圓光柵(13)固定在氣浮主軸(14)上，主軸電機(15)和氣浮主軸(14)連接，圓光柵讀數頭(11)固定在圓光柵(13)旁的氣浮轉臺(3)的臺面上。
2.根據權利要求1所述新型高密度母盤刻錄機，其特征在于所述控制系統(1)通過電控接口(2)與直線光柵(5)與圓光柵(13)及各自的讀數頭(4)和(11)連接，用于對其反饋的數據信息進行實時分析處理，實時對高密度母盤刻錄機的光學刻寫頭(10)及母盤(12)的徑、軸向運動進行控制，使合成刻錄軌跡。
3.根據權利要求1所述新型高密度母盤刻錄機，其特征在于所述氣浮轉臺采用大理石臺面，其平面度為0.01μm，主要用于安裝氣浮主軸(14)和精密臺(7)，固定直線光柵(5)和光柵讀數頭(4)相對位置，固定圓光柵(13)和光柵讀數頭(11)相對位置，刻錄過程中，直線光柵(5)和圓光柵(13)分別安裝在精密臺(7)和氣浮主軸(14)上，從而可分別實現精密臺(7)和氣浮主軸(14)微小徑向位移和微小周向轉角的實時檢測。
4.根據權利要求1所述新型高密度母盤刻錄機，其特征在于所述精密臺(7)的下面裝有滾珠(16)、高精度絲杠(17)裝配在承載臺(19)內，并通過減速器(20)和徑向電機(6)連接，安裝在精密臺(7)上面的直立臺(8)由手輪(24)、傳動軸(23)、空心軸(21)、鋼球(25)、蝸桿(20)、減速器(26)相互連接組成，用于刻錄系統光學調焦，及光學刻寫頭(10)的調試。
5.根據權利要求1所述新型高密度母盤刻錄機，其特征在于所述母盤(12)用夾具固定于氣浮主軸(14)上，并隨之同步轉動，氣浮主軸(14)安裝在氣浮轉臺(3)上，并和主軸電機(15)連接，并通過導氣管與氣浮轉臺(3)的壓縮機及氣壓泵(18)等附件連接，確保正常工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于光存儲技術的一種新型高密度母盤刻錄機，主要由固定于氣浮轉動臺裝在氣浮轉動臺下面的控制系統精密控制。本發(fā)明空間結構布局緊湊、合理，采用高精度光柵上的徑向運動的精密臺及與之連接直立臺，光學刻寫頭和母盤氣浮主軸轉動裝置組成，并由安閉環(huán)控制，定位精度高、可靠性強；氣浮主軸母盤轉動裝置轉動平穩(wěn)，在控制系統精密控制下，能刻錄出符合現代技術要求的超高密度的母盤來，本發(fā)明在高密度的母盤刻錄，光存儲領域將有廣泛地應用前景和開發(fā)潛力。
文檔編號G11B31/00GK1402245SQ0213106
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月28日 優(yōu)先權日2002年9月28日
發(fā)明者李慶祥, 李玉和, 訾艷陽, 趙大鵬, 郭陽寬 申請人:清華大學