检测系统、拼接系统、检测方法、拼接方法与拼接光栅尺技术方案

本发明专利技术涉及精密测量领域，公开了一种检测系统、拼接系统、检测方法、拼接方法与拼接光栅尺，检测系统包括支撑平台，支撑平台用于放置待检测的光栅，并可供光栅相对支撑平台移动；检测光源，检测光源用于向光栅射出第一光束，第一光束经光栅形成至少两道第二光束；接收装置，第二光束可分别在接收装置上形成光斑；观测装置，观测装置用于记录各光斑的位置。本发明专利技术通过检测光源向待测光栅施加第一检测光束，第一检测光束经光栅作用后形成至少两条第二光束，第二光束在接收装置形成光斑，记录并比较不同光栅形成的光斑便可以实现光栅姿态的检测。本发明专利技术具有结构简单、易于操作等优点。

Inspection system, splicing system, detection method, splicing method and splicing grating ruler

The invention relates to the field of precision measurement, and discloses a detection system, a splicing system, a detection method, a splicing method and a splicing grating ruler. The detection system includes a supporting platform for placing the grating to be detected, and can be used for moving the grating relative to the supporting platform. The detection light source is used for shooting the first beam to the grating, and the first beam forms at least two through the grating. Channel second beam; receiving device, second beam can form spot on receiving device separately; observing device, observing device is used to record the position of each spot. The method applies the first detection beam to the grating to be measured by the detection light source. The first detection beam forms at least two second beams after being acted by the grating. The second beam forms a spot in the receiving device. The grating attitude detection can be realized by recording and comparing the spot formed by different gratings. The invention has the advantages of simple structure and easy operation.

【技术实现步骤摘要】
检测系统、拼接系统、检测方法、拼接方法与拼接光栅尺
本专利技术涉及精密测量领域，尤其是涉及一种检测光栅拼接姿态的检测系统与检测方法，基于上述检测系统与检测方法实现长尺度光栅生产的拼接系统与拼接方法，以及利用上述拼接方法制得的拼接光栅尺。
技术介绍
光栅尺测距是较为精密的测距方法，其测距原理是利用参考光栅和测量光栅的±1级衍射光形成干涉条纹，当读数头沿测量光栅长度方向发生位移时，通过计数干涉条纹移动个数来解算增量位移。其中测量光栅长度长度决定了光栅尺测距的最大范围，光栅长度越长，光栅尺测距范围越大。但是目前为止单次加工长尺度光栅的技术尚不成熟，通常是通过光栅拼接的方法来增大光栅的长度，光栅拼接技术指将多个短光栅通过首尾连接的方式拼接出长尺度的光栅，此技术的难点在于如何保证各短光栅拼接时姿态的一致性，现有技术中的姿态检测系统结构复杂，操作不便，难以满足要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种检测系统与应该该检测系统的拼接系统，用于解决现有姿态检测系统结构复杂、操作不便的问题。本专利技术还提供了一种检测方法与应用该检测方法的拼接方法。本专利技术还提供了一种由上述拼接方制得的拼接光栅尺。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种检测系统，包括支撑平台，支撑平台用于放置待检测的光栅，并可供光栅相对支撑平台移动；检测光源，检测光源用于向光栅射出第一光束，第一光束经光栅形成至少两道第二光束；接收装置，第二光束可分别在接收装置上形成光斑；观测装置，观测装置用于记录各光斑的位置。作为上述方案的进一步改进方式，还包括反射镜，第二光束经过反射镜的反射后在接收装置上形成光斑。作为上述方案的进一步改进方式，包括沿第二光束射出方向分布的第一反射镜与第二反射镜，第一反射镜的镜面朝向接收装置，第二反射镜的镜面朝向光栅的出光面，第二光束经过第二反射镜反射至第一反射镜，再由第一反射镜反射至接收装置。作为上述方案的进一步改进方式，接收装置包括与光栅平行放置的观测屏，观测装置包括相机。一种拼接系统，包括姿态调整装置与上述检测系统，姿态调整装置用于调整光栅的姿态，以使该光栅形成的光斑与记录中的前一相邻光栅形成的光斑重合。作为上述方案的进一步改进方式，还包括可相对支撑平台移动的光栅底板，光栅底板上设有用于放置光栅的基准平面。作为上述方案的进一步改进方式，姿态调整装置包括分布于光栅的相对两侧的微调装置，微调装置包括可相对光栅伸缩的顶针。作为上述方案的进一步改进方式，基准平面上还设置有储胶槽，支撑平台上设有滑槽，光栅底板位于滑槽内并可沿滑槽滑动。作为上述方案的进一步改进方式，还包括用于将光栅压接在基准平面上的柔性预紧装置。一种检测方法，包括以下步骤，将前一块光栅放置在检测位置，向前一块光栅施加第一光束，第一光束经前一块光栅形成至少两道第二光束，记录各第二光束所形成的第一光斑的位置；将前一块光栅移出检测位置，并将后一块光栅放置在检测位置，向后一块光栅施加第一光束，第一光束经后一块光栅形成至少两道第二光束，记录各第二光束所形成的第二光斑的位置；比较第一光斑与第二光斑，当第一光斑与第二光斑重合时，视为前一块光栅与后一块光栅具有相同的姿态。作为上述方案的进一步改进方式，还包括对第二光束进行反射的步骤，以延长第二光束的光路。一种应用上述检测方法的拼接方法，包括以下步骤，当第一光斑与第二光斑不重合时，对后一块光栅进行姿态调整，以使第一光斑与第二光斑重合。作为上述方案的进一步改进方式，对后一块光栅进行姿态调整的方法为：将前一块光栅与后一块光栅放置在同一基准平面上，驱动后一块光栅绕自身法向旋转。一种拼接光栅尺，由上述拼接方法制得。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过检测光源向待测光栅施加第一检测光束，第一检测光束经光栅作用后形成至少两条第二光束，第二光束在接收装置形成光斑，记录并比较不同光栅形成的光斑便可以实现光栅姿态的检测。本专利技术具有结构简单、易于操作等优点。在本专利技术的优选实施例中，还可以设置反射镜组以延长第二光束的传播路径，提高检测精度。在本专利技术的优选实施例中，还可以设置光栅底板，光栅底部上设有具有高平面度的基准平面，其可以简化光栅的姿态调整操作。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术检测系统一个实施例的正视图；图2是本专利技术检测系统一个实施例的侧视图；图3是本专利技术检测系统一个实施例的立体示意图；图4是本专利技术检测系统一个实施例的立体示意图；图5是本专利技术姿态调整装置与支撑平台连接的立体示意图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本专利技术中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本专利技术各组成部分的相互位置关系来说的。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本
的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。参照图1、图2、图3，分别示出了本专利技术检测系统一个实施例的正视图、侧视图与立体示意图，图中带箭头的线条标识检测光束，箭头方向标识光束的传播方向。如图所示，检测系统包括基座1、支撑平台2、检测光源3、接收装置4与观测装置5。基座1作为承载装置，其上固定有若干的安装柱11，该安装柱11用于固定上述的支撑平台2、检测光源3与观测装置5等部件，实现检测系统在立体空间上的安装。基座1可以采用现有技术，本专利技术对此不做具体描述。支撑平台2通过安装柱11固定在基座1的上方，其作用在于放置待检测的光栅6，同时，支撑平台2上具有光滑表面等结构供光栅6相对其移动。本实施例中支撑平台2为平行于基座1设置的板状结构，该板状结构的中心位置设置有通孔21。检测光源3用于发射用于检测的第一光束，本实施例中检测光源3为激光光源。检测光源3通过安装柱11固定在支撑平台2的一侧，可向水平方向射出第一光束，为了使得第一光束能够沿竖直方向射向光栅6，本实施例中还设置有反射镜71，该反射镜71通过安装柱11固定在支撑平台2的上方，接收水平的第一光束后将其向竖直方向反射。检测光源3与反射镜71均可以通过调节结构实现在三维空间上的姿态调节，涉及的自由度包括沿X、Y、Z轴的移动与绕X、Y、Z轴的转动中一种或其组合，从而增加本专利技术的适用场景。调节结构可以采用现有技术，本专利技术对此不做具体描述。当然，检测光源3也可以直接设置在支撑平台2的上方，第一光束直接沿竖直方向射向光栅。接收装置4与观测装置5配合使用，其中接收装置4用于接收检测光束以形成光斑，观测装置5则用于识别并记录光斑的位置。具体的，接收装置4为固定在基座1上的观测屏，观测屏平行于支撑平台2，并位于支撑平台2的正下方，观测屏的接受面朝向支撑平台2。观测装置5为相机，其通过安装柱11固定在接受装置4的一侧，相机的摄像头朝向接收装置4。本实施例接收装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测系统，其特征在于，包括支撑平台，所述支撑平台用于放置待检测的光栅，并可供所述光栅相对所述支撑平台移动；检测光源，所述检测光源用于向所述光栅射出第一光束，所述第一光束经所述光栅形成至少两道第二光束；接收装置，所述第二光束可分别在所述接收装置上形成光斑；观测装置，所述观测装置用于记录各所述光斑的位置。

【技术特征摘要】
1.一种检测系统，其特征在于，包括支撑平台，所述支撑平台用于放置待检测的光栅，并可供所述光栅相对所述支撑平台移动；检测光源，所述检测光源用于向所述光栅射出第一光束，所述第一光束经所述光栅形成至少两道第二光束；接收装置，所述第二光束可分别在所述接收装置上形成光斑；观测装置，所述观测装置用于记录各所述光斑的位置。2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，还包括反射镜，所述第二光束经过所述反射镜的反射后在所述接收装置上形成所述光斑。3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，包括沿所述第二光束射出方向分布的第一反射镜与第二反射镜，所述第一反射镜的镜面朝向所述接收装置，所述第二反射镜的镜面朝向所述光栅的出光面，所述第二光束经过所述第二反射镜反射至所述第一反射镜，再由所述第一反射镜反射至所述接收装置。4.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述接收装置包括与所述光栅平行放置的观测屏，所述观测装置包括相机。5.一种拼接系统，其特征在于，包括姿态调整装置与权利要求1至4中任一项所述的检测系统，所述姿态调整装置用于调整光栅的姿态，以使该光栅形成的光斑与记录中的前一相邻光栅形成的光斑重合。6.根据权利要求5所述的拼接系统，其特征在于，还包括可相对所述支撑平台移动的光栅底板，所述光栅底板上设有用于放置光栅的基准平面。7.根据权利要求6所述的拼接系统，其特征在于，所述姿态调整装置包括分布于所述光栅的相对两侧的微调装置，所述微调装置包括可相对所述光栅伸缩的顶针。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：李星辉，陆海鸥，周倩，王晓浩，袁伟涵，倪凯，吴冠豪，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44