一种绝对式光栅尺制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种绝对式光栅尺，包括第一绝对光栅尺、第二绝对光栅尺、位于第一绝对光栅尺和第二绝对光栅尺之间变形光栅、包含变形光栅对应码道信息且位于其下方的匹配光栅尺、读取第一绝对光栅尺和第二绝对光栅尺的码道信息并输出位移测量信息的第一读数头和与之相连的、读取匹配光栅尺码道信息的第二读数头、检测第一读数头和第二读数头读数停止和开始位置的读数头切换检测器、根据读数头切换检测器发送的读数头切换信息控制各读数头的运动状态的控制器。本申请通过匹配光栅尺对焊缝处的误差进行补偿修正，避免加入新的误差源，提高了拼接的绝对式光栅尺的位移测量精度，可实现绝对光栅尺在长度上无限拼接，满足长位移测量的使用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种绝对式光栅尺
本专利技术涉及光学测量
，特别是涉及一种绝对式光栅尺。
技术介绍
随着光学技术的发展，光学测量技术也得到了快速的发展。由于绝对式光栅尺不需要寻找参考原点，在断电后，任何重新给电时皆可对位置进行测量，无需进行归零；且测量精度高、抗干扰能力强、稳定性高、绝对编码范围大，可测量较大量程的线性位移，还可以进行非线性修正，所以绝对式光栅尺作为位置测量工具在机械加工业中的应用越来越广，而绝对式光栅尺的性能直接影响机械加工质量。一种现有的绝对式光栅尺，请参见图1所示，可包括读数系统1和光栅尺2。其中读数系统1由照明光源4、显微成像镜组5、CCD光电探测器6和光电信号处理模块7组成；光栅尺2由按一定规律的栅状刻线组成，形成编码刻轨3。照明光源4发出的光束照射到光栅尺2上，CCD光电探测器6通过显微成像镜组获得编码刻轨3上刻线的编码图像信息，最后经过光电信号处理模块7后获得光栅位移。其光栅尺的绝对位置等于CCD光电探测器获取码区编号决定的粗测值加上精确值即对十字分划线所在条码成像宽度的细分结果。对于长位移测量场景，目前由于制造技术有限，无法制造出长度无限长的绝对光栅尺，一般均采用将多个绝对光栅尺的首尾两端进行激光焊接，拼接成长度较长的光栅尺进行位移测量。但是，这种拼接的绝对光栅尺在读数头进行读码时，仍按照原来单个绝对光栅尺的读码方式进行读取位移，但是由于激光焊接的焊缝位置会由于热膨胀导致热变形，而读数头在扫描至焊缝时会将焊缝由于变形导致的误差计入当前位移测量值中，由于绝对光栅尺在任何点都有相应绝对唯一的码值，如果因为在焊缝位置读码出现错误，将导致后续的读码信息全部错误，位移测量值出现较大误差。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种绝对式光栅尺，用于长位移测量场景中，提高了拼接增长的光栅尺的位移测量精度，且可实现无限拼接增长光栅尺。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：本专利技术实施例提供了一种绝对式光栅尺，包括包括光栅尺主体、读数头组、控制器和读数头切换检测器，所述控制器分别与所述读数头组和所述读数头切换检测器相连；所述光栅尺主体包括第一绝对光栅尺、第二绝对光栅尺、位于所述第一绝对光栅尺和所述第二绝对光栅尺之间变形光栅和包含所述变形光栅对应码道信息且位于所述变形光栅下方的匹配光栅尺；所述读数头组包括第一读数头和与之相连的第二读数头，所述第一读数头用于读取所述第一绝对光栅尺和所述第二绝对光栅尺的码道信息并输出位移测量信息；所述第二读数头用于将读取所述匹配光栅尺的码道信息发送至所述第一读数头；所述控制器用于根据所述读数头切换检测器发送的读数头切换信息控制所述读数头组中各读数头的运动状态；所述读数头切换检测器用于检测所述第一读数头读数停止和开始的位置，所述第二读数头读数开始和停止的位置。可选的，所述匹配光栅尺与所述变形光栅平行放置。可选的，绝对式光栅尺由2个以上的绝对光栅尺焊接而成，所述匹配光栅尺为由多个匹配光栅码道构成一条光栅尺，匹配光栅码道的个数与所述绝对光栅尺中的变形光栅的个数相同，且各匹配光栅码道分别与变形光栅对应的码道信息相一一对应；所述读数头组包括第一读数头和第二读数头，第二读数头用于读取所述匹配光栅尺上的码道信息。可选的，绝对式光栅尺由2个以上的绝对光栅尺焊接而成，所述匹配光栅尺包括多个子匹配光栅尺，子匹配光栅尺的个数与所述绝对光栅尺中的变形光栅的个数相同，且各子匹配光栅尺上的码道信息分别与变形光栅对应的码道信息相一一对应；所述读数头组包括第一读数头和多个第二读数头，第二读数头的个数与子匹配光栅尺的个数相同，依次用于读取相对应的子匹配光栅尺的码道信息。可选的，所述匹配光栅尺包括第一匹配光栅码道，所述第一匹配光栅码道和所述变形光栅的码道信息相同；所述第二读数头位于所述第一匹配光栅码道与所述第一绝对光栅尺的尾部光栅码道纵向相对齐的位置，所述读数头切换检测器包括位于所述第一读数头底部的红外发射器、位于所述第二读数头顶部的第一红外接收器和底部的第二红外接收器、位于所述第一匹配光栅码道与所述第二绝对光栅尺的头部光栅码道纵向相对齐的正下方位置的停止读码传感器；当所述第一红外接收器接收到所述红外发射器发送的红外信号，向所述控制器发送所述第一读数头停止读数且所述第二读数头开始读取所述第一匹配光栅码道的码道信息的指令；当所述第二红外接收器接收到所述停止读码传感器发送的信号时，向所述控制器发送所述第二读数头停止读数且所述第一读数头开始读取所述第二绝对光栅尺码道信息的指令。可选的，所述红外发射器位于所述第一读数头底部的右外端侧边；所述第一红外接收器位于所述第二读数头顶部的右外端侧边；所述第二红外接收器位于所述第二读数头底部的右外端侧边。可选的，所述停止读码传感器的类型为红外传感器。可选的，所述匹配光栅尺包括第一匹配光栅码道和第二匹配光栅码道，所述第二匹配光栅码道和所述第一绝对光栅尺的尾部光栅码道包含的码道信息相同，所述第一匹配光栅码道和所述变形光栅的码道信息相同；所述第二读数头的右外端侧边与所述第二匹配光栅码道左外端侧边相重合；所述读数头切换检测器包括位于所述第一读数头底部的红外发射器、位于所述第二读数头顶部的第一红外接收器和底部的第二红外接收器、位于所述匹配光栅尺与所述变形光栅相对应位置的正下方的光栅尺条数计数器和停止读码传感器，所述光栅尺条数计数器的位置与所述第一绝对光栅尺的尾部光栅码道和所述变形光栅相拼接的位置纵向相对齐，所述停止读码传感器的位置与所述变形光栅和所述第二绝对光栅尺相拼接的位置纵向相对齐；当所述第一红外接收器接收到所述红外发射器发送的红外信号，向所述控制器发送所述第一读数头停止读数且所述第二读数头开始读取所述第二匹配光栅码道的码道信息的指令；当所述第二红外接收器接收到所述光栅尺条数计数器发送的信号，所述第二读数头将读取的第二匹配光栅码道的码道信息反馈至所述第一读数头，并对光栅尺条数计数加1，且所述第二读数头开始读取所述第一匹配光栅码道的码道信息；当所述第二红外接收器接收到所述停止读码传感器发送的信号时，向所述控制器发送所述第二读数头停止读数且所述第一读数头开始读取所述第二绝对光栅尺码道信息的指令，所述第二读数头将读取的第一匹配光栅码道的码道信息反馈至所述第一读数头。可选的，所述红外发射器位于所述第一读数头底部的右外端侧边；所述第一红外接收器位于所述第二读数头顶部的右外端侧边；所述第二红外接收器位于所述第二读数头底部的右外端侧边。可选的，所述光栅尺条数计数器和所述停止读码传感器的类型为红外传感器。本专利技术实施例提供了一种绝对式光栅尺，包括光栅尺主体、读数头组、控制器和读数头切换检测器，控制器分别与读数头组和读数头切换检测器相连。光栅尺主体包括第一绝对光栅尺、第二绝对光栅尺、位于第一绝对光栅尺和第二绝对光栅尺之间变形光栅和包含变形光栅对应码道信息且位于变形光栅下方的的匹配光栅尺；读数头组包括第一读数头和与之相连的第二读数头，第一读数头用于读取第一绝对光栅尺和第二绝对光栅尺的码道信息并输出位移测量信息；第二读数头用于将读取匹配光栅尺的码道信息发送至第一读数头；控制器用于根据读数头切换检测器发送的读数头切换信息控制读数头组中各读数头的运动状态；读数头切换检测器用于检测第一读数头的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝对式光栅尺，其特征在于，包括光栅尺主体、读数头组、控制器和读数头切换检测器，所述控制器分别与所述读数头组和所述读数头切换检测器相连；所述光栅尺主体包括第一绝对光栅尺、第二绝对光栅尺、位于所述第一绝对光栅尺和所述第二绝对光栅尺之间变形光栅和包含所述变形光栅对应码道信息且位于所述变形光栅下方的匹配光栅尺；所述读数头组包括第一读数头和与之相连的第二读数头，所述第一读数头用于读取所述第一绝对光栅尺和所述第二绝对光栅尺的码道信息并输出位移测量信息；所述第二读数头用于将读取所述匹配光栅尺的码道信息发送至所述第一读数头；所述控制器用于根据所述读数头切换检测器发送的读数头切换信息控制所述读数头组中各读数头的运动状态；所述读数头切换检测器用于检测所述第一读数头读数停止和开始的位置，所述第二读数头读数开始和停止的位置。

【技术特征摘要】
1.一种绝对式光栅尺，其特征在于，包括光栅尺主体、读数头组、控制器和读数头切换检测器，所述控制器分别与所述读数头组和所述读数头切换检测器相连；所述光栅尺主体包括第一绝对光栅尺、第二绝对光栅尺、位于所述第一绝对光栅尺和所述第二绝对光栅尺之间变形光栅和包含所述变形光栅对应码道信息且位于所述变形光栅下方的匹配光栅尺；所述读数头组包括第一读数头和与之相连的第二读数头，所述第一读数头用于读取所述第一绝对光栅尺和所述第二绝对光栅尺的码道信息并输出位移测量信息；所述第二读数头用于将读取所述匹配光栅尺的码道信息发送至所述第一读数头；所述控制器用于根据所述读数头切换检测器发送的读数头切换信息控制所述读数头组中各读数头的运动状态；所述读数头切换检测器用于检测所述第一读数头读数停止和开始的位置，所述第二读数头读数开始和停止的位置。2.如权利要求1所述的绝对式光栅尺，其特征在于，所述匹配光栅尺与所述变形光栅平行放置。3.如权利要求2所述的绝对式光栅尺，其特征在于，绝对式光栅尺由2个以上的绝对光栅尺焊接而成，所述匹配光栅尺为由多个匹配光栅码道构成一条光栅尺，匹配光栅码道的个数与所述绝对光栅尺中的变形光栅的个数相同，且各匹配光栅码道分别与变形光栅对应的码道信息相一一对应；所述读数头组包括第一读数头和第二读数头，第二读数头用于读取所述匹配光栅尺上的码道信息。4.如权利要求2所述的绝对式光栅尺，其特征在于，绝对式光栅尺由2个以上的绝对光栅尺焊接而成，所述匹配光栅尺包括多个子匹配光栅尺，子匹配光栅尺的个数与所述绝对光栅尺中的变形光栅的个数相同，且各子匹配光栅尺上的码道信息分别与变形光栅对应的码道信息相一一对应；所述读数头组包括第一读数头和多个第二读数头，第二读数头的个数与子匹配光栅尺的个数相同，依次用于读取相对应的子匹配光栅尺的码道信息。5.如权利要求1至4任意一项所述的绝对式光栅尺，其特征在于，所述匹配光栅尺包括第一匹配光栅码道，所述第一匹配光栅码道和所述变形光栅的码道信息相同；所述第二读数头位于所述第一匹配光栅码道与所述第一绝对光栅尺的尾部光栅码道纵向相对齐的位置，所述读数头切换检测器包括位于所述第一读数头底部的红外发射器、位于所述第二读数头顶部的第一红外接收器和底部的第二红外接收器、位于所述第一匹配光栅码道与所述第二绝对光栅尺的头部光栅码道纵向相对齐的正下方位置的停止读码传感器；当所述第一红外接收器接收到所述红外发射器发送的红外信号，向所述控制器发送所述第一读数头停止读数且所述第二读...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晗，林灿然，陈新，许伟亮，董永超，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44