用于降低偏心误差的复合机构和方法技术

本发明专利技术提供了一种用于降低偏心误差的复合机构和方法，复合机构包括基座、光栅旋转轴、以及圆光栅，复合机构配置为降低圆光栅在安装时的偏心误差，包括：将圆光栅布置于光栅旋转轴以使圆光栅能够以光栅旋转轴的轴心为旋转中心相对于基座旋转；在圆光栅旋转的过程中捕获圆光栅的栅线图像并通过显示模块呈现栅线图像，栅线图像的一侧的边缘在第一边缘位置和第二边缘位置之间往复移动，调整圆光栅与光栅旋转轴的相对位置以使栅线图像一侧的边缘移动至该侧边缘的动态范围内；使圆光栅旋转，并且在圆光栅上的至少两个位置捕获圆光栅的栅线图像并转换为第一电信号和第二电信号基于第一电信号和第二电信号获得偏心误差，并确定偏心误差是否小于预设阈值。偏心误差是否小于预设阈值。偏心误差是否小于预设阈值。

【技术实现步骤摘要】
用于降低偏心误差的复合机构和方法
[0001]本申请是申请日为2021年07月30日、申请号为2021108683463、专利技术名称为圆光栅的装配方法的专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及大体涉及激光测量仪器，具体涉及用于降低偏心误差的复合机构和方法。

技术介绍

[0003]通过圆光栅做成的编码器，能够精确地确定坐标的角度位置，因此，圆光栅常用于激光跟踪仪。在影响编码器的精确度的多种误差来源中，偏心差距对编码器的精确度的影响程度较大，并且能够通过合适的圆光栅的装配方法降低偏心差距对编码器的精确度的影响程度。
[0004]现有技术中，利用圆光栅的表面刻线对圆光栅的安装误差进行拍摄，并基于圆光栅的表面刻线获得光栅盘偏心量。例如，CN201910278871.2公开了一种基于误差源分析的圆光栅传感器测角误差修正方法，其使用偏心检测装置的CCD相机和显微镜拍摄圆光栅传感器光栅盘表面刻线的图像照片，并对每幅图像的各条刻线的右侧端点坐标分别进行图像处理方法，计算得到安装光栅盘偏心量和安装偏心角。
[0005]然而，这种方法受限于圆光栅传感器光栅盘表面刻线的图像照片的精确度，难以满足激光跟踪仪对精确度的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于在安装圆光栅时降低偏心误差。
[0007]为此，本专利技术提供了一种圆光栅的装配方法，所述装配方法将圆光栅安装于设置在基座的光栅旋转轴，所述光栅旋转轴配置为能够以所述光栅旋转轴的轴心为旋转中心相对于基座旋转，其特征在于，所述装配方法包括：准备步骤，将所述圆光栅布置于所述光栅旋转轴以使所述圆光栅能够以所述光栅旋转轴的轴心为旋转中心相对于所述基座旋转；调整步骤，在所述圆光栅旋转的过程中捕获所述圆光栅的栅线图像，调整所述圆光栅与所述光栅旋转轴的相对位置以使所述栅线图像的一侧的边缘移动至该侧边缘的动态范围内；检测步骤，使所述圆光栅旋转，并且在所述圆光栅上的至少两个位置捕获所述圆光栅的栅线图像并转换为第一电信号和第二电信号，基于所述第一电信号与所述第二电信号获得所述圆光栅的偏心误差，并确定所述偏心误差是否小于预设阈值；以及安装步骤，若所述偏心误差小于所述预设阈值，则固定所述圆光栅与所述光栅旋转轴的相对位置。
[0008]在这种情况下，能够获得圆光栅的圆心与光栅旋转轴的轴心的差距，进而能够基于圆光栅的圆心与光栅旋转轴的轴心的差距对圆光栅与光栅旋转轴的相对位置进行调整。
[0009]另外，在本专利技术所涉及的装配方法中，可选地，在所述调整步骤中，在所述圆光栅
旋转的过程中，所述栅线图像的一侧的边缘在第一边缘位置和第二边缘位置之间往复移动。在这种情况下，能够标记出栅线的边缘的第一移动距离，并且能够通过栅线的边缘的第一移动距离能够计算出圆光栅的偏心误差。
[0010]另外，在本专利技术所涉及的装配方法中，可选地，在所述调整步骤中，若所述栅线图像的一侧的边缘靠近所述第一边缘位置或所述第二边缘位置，则停止所述圆光栅的旋转，并且通过调整所述圆光栅与所述光栅旋转轴的相对位置使所述栅线图像一侧的边缘移动至所述第一边缘位置与所述第二边缘位置之间的中点。在这种情况下，由于栅线的边缘的第一移动距离为圆光栅的偏心误差的两倍，从而能够降低偏心误差。
[0011]另外，在本专利技术所涉及的装配方法中，可选地，在所述调整步骤中，以使所述圆光栅的圆心与所述光栅旋转轴的轴心相互靠近的方式调整所述圆光栅与所述光栅旋转轴的相对位置。在这种情况下，能够降低圆光栅的偏心误差。
[0012]另外，在本专利技术所涉及的装配方法中，可选地，若所述偏心误差不小于所述预设阈值，则重复所述调整步骤和所述检测步骤以使所述偏心误差小于所述预设阈值，所述预设阈值为1微米至10微米。在这种情况下，能够通过多次的第一检测步骤位置和调整步骤调整偏心误差，并通过多此第二检测步骤判断偏心误差是否符合要求，同时能够通过调整步骤以使偏心误差调整至1微米至10微米，从而能够保证圆光栅的装配精确度。
[0013]另外，在本专利技术所涉及的装配方法中，可选地，在调整步骤中，同时进行检测步骤。在这种情况下，能够同时获得圆光栅的栅线图像、第一电信号和第二电信号，进而能够调整圆光栅的偏心误差。
[0014]另外，在本专利技术所涉及的装配方法中，可选地，在所述检测步骤中，以固定所述第一电信号的波形的方式呈现所述第一电信号的波形和所述第二电信号的波形，并且基于所述第二电信号的相位的动态范围计算所述偏心误差。在这种情况下，能够利用第一电信号和第二电信号间的相位的动态范围(也即以第一电信号为参照时，第二电信号的波形在示波器中的第二移动距离)计算圆光栅的偏心误差。
[0015]另外，在本专利技术所涉及的装配方法中，可选地，通过显示模块呈现所述栅线图像，并且所述栅线图像的一侧的边缘位于所述显示模块的显示框内。在这种情况下，能够利用显示模块直观地显示栅线图像，进而能够基于栅线图像调整圆光栅与光栅旋转轴的相对位置。
[0016]另外，在本专利技术所涉及的装配方法中，可选地，在所述准备步骤中，使用紧固件和轮毂将所述圆光栅布置于所述光栅旋转轴，并且使所述圆光栅与所述光栅旋转轴之间的相对位置可调节。在这种情况下，能够通过紧固件和轮毂固定圆光栅和轮毂的相对位置，使圆光栅相对于基座旋转时能够保持稳定，同时能够在敲击机构或顶针的作用下调整圆光栅与轮毂之间的相对位置(也即圆光栅与光栅旋转轴之间的相对位置)。
[0017]另外，在本专利技术所涉及的装配方法中，可选地，在所述安装步骤中，通过固定剂将所述圆光栅固定于所述轮毂以固定所述圆光栅与所述光栅旋转轴的相对位置。在这种情况下，由于轮毂和光栅旋转轴具有较高的加工精度，可以认为轮毂和光栅旋转轴的轴心重合，由此能够通过固圆光栅于轮毂的相对位置以确定圆光栅与光栅旋转轴的相对位置。
[0018]由此，本专利技术能够提供一种在装配圆光栅时降低偏心误差的装配方法。
附图说明
[0019]现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本专利技术的实施例。
[0020]图1是示出了本专利技术的实施方式所涉及的圆光栅的装配方法的流程示意图。
[0021]图2是示出了本专利技术的实施方式所涉及的圆光栅安装在光栅旋转轴上的经过光栅旋转轴的轴线的截面示意图。
[0022]图3是示出了本专利技术的实施方式所涉及的圆光栅安装在光栅旋转轴上的爆炸图。
[0023]图4是示出了本专利技术的实施方式所涉及的圆光栅的装配方法的调整步骤的流程示意图。
[0024]图5是示出了本专利技术的实施方式所涉及的圆光栅的装配方法的调整步骤中获得栅线的场景示意图。
[0025]图6是示出了本专利技术的实施方式所涉及的栅线图像的边缘在调整步骤的变化示意图。
[0026]图7是示出了本专利技术的实施方式所涉及的圆光栅的装配方法的调整步骤中获得第一电信号和第二电信号的场景示意图。
[0027]图8是示出了本专利技术的实施方式所涉及的圆光栅的装配方法的第二调整步骤的第一电信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于降低偏心误差的复合机构，其特征在于，所述复合机构包括基座、设置在基座的光栅旋转轴、以及圆光栅，所述复合机构配置为基于显示模块显示的图像对所述圆光栅进行调整以降低所述圆光栅在安装时的偏心误差，所述降低偏心误差的方法包括：准备步骤，将所述圆光栅布置于所述光栅旋转轴以使所述圆光栅能够以所述光栅旋转轴的轴心为旋转中心相对于所述基座旋转；调整步骤，在所述圆光栅旋转的过程中捕获所述圆光栅的栅线图像并通过显示模块呈现所述栅线图像，所述栅线图像的一侧的边缘在第一边缘位置和第二边缘位置之间往复移动，调整所述圆光栅与所述光栅旋转轴的相对位置以使所述栅线图像一侧的边缘移动至该侧边缘的动态范围内；检测步骤，使所述圆光栅旋转，并且在所述圆光栅上的至少两个位置捕获所述圆光栅的栅线图像并转换为第一电信号和第二电信号基于所述第一电信号和所述第二电信号获得所述偏心误差，并确定所述偏心误差是否小于预设阈值。2.根据权利要求1所述的复合机构，其特征在于：在所述准备步骤中，使用紧固件和轮毂将所述圆光栅布置于所述光栅旋转轴，并且使所述圆光栅与所述光栅旋转轴之间的相对位置可调节。3.根据权利要求2所述的复合机构，其特征在于：在所述安装步骤中，通过固定剂将所述圆光栅固定于所述轮毂以固定所述圆光栅与所述光栅旋转轴的相对位置。4.根据权利要求1所述的复合机构，其特征在于：所述基座包括驱动所述光栅旋转轴进行旋转的驱动装置。5.根据权利要求1所述的复合机构，其特征在于：在所述调整步骤中，若所述栅线图像的一侧的边缘靠近所述第一边缘位置或所述第二边缘位置，则停止所述圆光栅的旋转，并且通过调整所述圆光栅与所述光栅旋转轴的相对位置使所述栅线图像一侧的边缘移动至所述第一边缘位置与所述第二边缘位置之间的中点。6.根据权利要求1所述的复合机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张和君，陈源，廖学文，章智伟，
申请(专利权)人：深圳市中图仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：