编码盘、应用该编码盘的光电测角编码器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种编码盘、应用该编码盘的光电测角编码器，包括光栅盘，该光栅盘的盘面上同轴设置相对编码和绝对编码，所述相对编码所处的第一码道与所述光栅盘的中心同心设置，所述绝对编码所处的第二码道与所述光栅盘的中心同心设置；相对编码和绝对编码同轴设置在同一光栅盘上，使得光电测角编码器可根据转速的不同选取相对编码或绝对编码作为测量依据；在绝对式测角的支持下，相对式测角无需过零信号就能计算出绝对角度；在相对测角的支持下，绝对式测角可以极大程度的提高条码识别的正确率和识别速度，通过错误码剔除，在提高测量速度的同时提高了正确性和精度。

Encoder disc and photoelectric angle measuring encoder using the same

The utility model relates to a photoelectric encoder encoding disc, using the encoding disc, which includes a grating disc, the coaxial disk grating disc set the relative and absolute encoding encoding, the encoding code first relative at the center and concentric grating disc set, second codes for the absolute encoding at the center of the grating and concentric disc set; the relative and absolute encoding encoding are coaxially arranged in the same grating disc, the photoelectric encoder can be selected according to different speed relative or absolute encoding encoding as a measurement basis; in the absolute angle under the support of relative angle type without zero signal can be calculated absolute angle; relative angle in support, the absolute angle can improve the correct rate of barcode recognition and recognition speed greatly, by eliminating error code, in improving measurement Speed improves accuracy and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
编码盘、应用该编码盘的光电测角编码器
本技术涉及光电测量设备
，特别是一种编码盘、应用该编码盘的光电测角编码器。
技术介绍
测量旋转角度的方法主要有两种，一种是相对式测角，另外一种是绝对式测角。在测量旋转角的过程中，光电编码器是极其重要的工具；光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字化检测装置，它具有分辨力高、精度高、结构简单、体积小、使用可靠、易于维护、性价比高等优点，近十多年来，已发展为一种成熟的多规格、高性能的系列工业化产品，在数控机床、机器人、雷达、光电经纬仪、地面指挥仪、高精度闭环调速系统、伺服系统等诸多领域中得到了广泛的应用。光电编码器按照工作原理可分为增量式和绝对式两类，分别应用在相对式测角和绝对式测角领域。增量式编码器(简称增量编码器)是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器(简称绝对编码器)的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。目前我国采用绝对式测角方法的系统一般都使用CCD或CMOS作为图像采集器件，受限于这些图像传感器需要一定的曝光时间，而且无论是一维还是二维的图像其数据量巨大，读取和存储这些数据需要一定的时间，分析数据也需要消耗一定的时间，所以采用这些图形传感器的编码盘虽然可以达到很高的精度，但无法实现高转速下的实时角度测量。而许多采用相对式测角方法的系统其使用的传感器是光敏二极管，光敏二极管的响应速度非常快可认为是实时响应，数据量很小，处理这些数据的方法也很简单快捷，所以这样的编码盘测量速度极快，可以实现高转速下的实时角度测量，但其对增量编码光栅的精度，系统的机械装配尺寸的控制以及机械稳定性要求很高，越高精度的系统对这些标准的要求就越高，其难达到较高的测角精度。随着测量技术的发展，测绘的精度和速率要求越来越高，为适应此需求，全站仪得到了更为广泛的应用；例如中国专利授权公告号CN204718602U公布的一种可自动识别目标的伺服全站仪，上述设备配备了两套绝对编码盘测角系统，实现了遥控或无人自助操作；由于绝对编码盘测角系统自身的特点，使得设备在高速运动状态下无法获得目标物的准确坐标，因此不能跟踪移动中的目标，造成测量效率较低；因此设置一种可适应全站仪在高速运动状态、低速运动状态、静止状态同时适用的光电测角编码器是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种低成本且高速度、高精度的编码盘、应用该编码盘的光电测角编码器。为解决上述技术问题，本技术提供的编码盘，包括：光栅盘，该光栅盘的盘面上同轴设置相对编码和绝对编码，所述相对编码所处的第一码道与所述光栅盘的中心同心设置，所述绝对编码所处的第二码道与所述光栅盘的中心同心设置。进一步，所述相对编码为等间隔依次交替设置的透光码和不透光码，便于检测和识别。进一步，所述绝对编码为单圈一维绝对编码，一维编码方案其对图像传感器要求低，数据量较少，信号解算的复杂度较低，硬件成本较低。进一步，所述相对编码所处的第一码道紧邻所述光栅盘的圆周边缘设置，所述单圈一维绝对编码所处的第二码道紧邻所述相对编码所处的第一码道内侧设置；或所述单圈一维绝对编码所处的第二码道紧邻所述光栅盘的圆周边缘设置，所述相对编码所处的第一码道紧邻所述单圈一维绝对编码所处的第二码道内侧设置。进一步，所述绝对编码为多码道二维绝对编码，所述相对编码所处的第一码道紧邻所述光栅盘的圆周边缘设置，所述多码道二维绝对编码所处的码道紧邻所述相对编码所处的第一码道内侧设置，信息容量大，可以获得更高的精度。一种光电测角编码器，包括上述的编码盘，该编码盘的中心设置旋转轴，还包括中央数据处理系统、用于采集相对编码信号的增量信号采集系统、用于采集绝对编码信号的图像采集系统，所述中央数据处理系统与所述增量信号采集系统、图像采集系统电连接，用于处理增量信号采集系统、图像采集系统采集到的信息。进一步，所述增量信号采集系统为反射式光电编码器，所述反射式光电编码器装配在所述旋转轴的轴承上，该反射式光电编码器平行于所述光栅盘设置，并且与光栅盘的条码刻画面同侧，以使反射式光电编码器正对所述相对编码所处的第一码道的中心，易于读取光栅盘上的相对编码。进一步，所述图像采集系统包括CCD传感器单元和LED照明单元，所述CCD传感器单元装配在所述旋转轴的轴承上，该CCD传感器单元与光栅盘的条码刻画面同侧，以使CCD传感器单元正对所述绝对编码所处的码道的中心，所述LED照明单元对称设置在所述旋转轴的轴承的相对另一侧，便于读取光栅盘上的绝对编码。进一步，所述增量信号采集系统和图像采集系统设置在光栅盘的不同径线上，避免图像采集系统的LED照明单元影响增量信号采集系统的编码器的信号采集。上述光电测角编码器的工作方法，包括如下步骤：A、打开光电测角编码器，初始化光电信号，读取绝对码盘位置，以此角度值作为相对测角的起始位。B、旋转轴旋转后，由增量信号采集系统读取增量编码信号，并由中央数据处理系统计算当前的位置、转速和转动方向，将计算所得的转速与预设转速进行比对，高于预设转速时由中央数据处理系统控制图像采集系统停止工作，关闭绝对测角，仅使用增量信号采集系统进行相对测角；计算所得的转速低于预设转速时，由中央数据处理系统控制图像采集系统开始工作，开启绝对测角，图像采集系统读取绝对码盘的信号进行图像分析，由中央数据处理系统计算绝对角度，相对测角与绝对测角同步工作；由中央数据处理系统根据绝对测角和相对测角系统对获得的角度值进行修正，绝对测角获得的绝对码盘信号出现误差时，依据相对码盘测得的相对角度剔除误差条码，对绝对角度值进行修正。技术的技术效果：（1）本技术的编码盘，相对于现有技术，相对编码和绝对编码同轴设置在同一光栅盘上，使得光电测角编码器可根据转速的不同选取相对编码或绝对编码作为测量依据；（2）在绝对式测角的支持下，相对式测角无需过零信号就能计算出绝对角度；（3）在相对测角的支持下，绝对式测角可以极大程度的提高条码识别的正确率和识别速度，通过错误码剔除，在提高测量速度的同时提高了正确性和精度；（4）因为绝对式测角系统所测速较慢，因此当旋转轴的转速大于一定值，绝对式测角系统就无法正常工作，而此时，相对式测角系统能够正常工作，中央数据处理系统和控制系统可以直接关闭绝对式测角系统，降低系统的功耗，当旋转轴的速度小于设定值时，马上开启绝对式测角系统，因此可适应全站仪在高速运动状态、低速运动状态、静止状态的不同需求；（5）因为该系统包含了两套测角系统，因此其可以向外提供两套测角系统的角度值。附图说明下面结合说明书附图对本技术作进一步详细说明：图1是本技术实施例1的编码盘的结构示意图；图2是图1中A区域的局部放大图；图3是本技术实施例1的编码盘的结构示意图。图中：光栅盘1，中心2，第一码道3，第二码道4，相对编码5，透光码51，不透光码52，单圈一维绝对编码6，二维绝对编码7。具体实施方式实施例1本实施例的编码盘，包括条码光栅盘1，如图1所示，该条码光栅盘上面是双码道盘（码道内的透光码和不透光码未示出），第一码道3紧邻光栅盘1的圆周边缘设置，第二码道4紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码盘，其特征在于，包括：光栅盘（1），该光栅盘（1）的盘面上同轴设置相对编码（5）和绝对编码，所述相对编码（5）所处的第一码道（3）与所述光栅盘（1）的中心（2）同心设置，所述绝对编码所处的第二码道（4）与所述光栅盘（1）的中心（2）同心设置。

【技术特征摘要】
1.一种编码盘，其特征在于，包括：光栅盘（1），该光栅盘（1）的盘面上同轴设置相对编码（5）和绝对编码，所述相对编码（5）所处的第一码道（3）与所述光栅盘（1）的中心（2）同心设置，所述绝对编码所处的第二码道（4）与所述光栅盘（1）的中心（2）同心设置。2.根据权利要求1所述的编码盘，其特征在于，所述相对编码（5）为等间隔依次交替设置的透光码（51）和不透光码（52）。3.根据权利要求2所述的编码盘，其特征在于，所述绝对编码为单圈一维绝对编码（6）。4.根据权利要求3所述的编码盘，其特征在于，所述相对编码（5）所处的第一码道（3）紧邻所述光栅盘（1）的圆周边缘设置，所述单圈一维绝对编码（6）所处的第二码道（4）紧邻所述相对编码（5）所处的第一码道（3）内侧设置；或所述单圈一维绝对编码（6）所处的第二码道（4）紧邻所述光栅盘（1）的圆周边缘设置，所述相对编码（5）所处的第一码道（3）紧邻所述单圈一维绝对编码（6）所处的第二码道（4）内侧设置。5.根据权利要求2所述的编码盘，其特征在于，所述绝对编码为多码道二维绝对编码（7），所述相对编码（5）所处的第一码道（3）紧邻所述光栅盘（1）的圆周边缘设置，所述多码道二维绝对编码（7）所处的码道...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保建，王秋辉，
申请(专利权)人：常州市新瑞得仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32