[發(fā)明專利]采用雙讀數(shù)頭對(duì)絕對(duì)式鋼帶光柵尺的讀數(shù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210575159.7
• 申請(qǐng)日: 2012-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103056721A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚向全;張吉鵬;孫強(qiáng);盧振武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): B23Q17/00
• 分類號(hào): B23Q17/00;B23Q17/24
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)長(zhǎng)度測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種大長(zhǎng)度雙讀數(shù)頭絕對(duì)式鋼帶光柵尺。

背景技術(shù)

絕對(duì)式鋼帶光柵尺的測(cè)量長(zhǎng)度一般可以達(dá)到幾十米。但是對(duì)于更長(zhǎng)的尺寸，利用一般的單根絕對(duì)式鋼帶光柵尺是難以實(shí)現(xiàn)的。采用多根鋼帶尺進(jìn)行拼接的方式可以延長(zhǎng)測(cè)量范圍，但是采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行拼接時(shí)對(duì)拼接工藝要求高；拼接過(guò)程中在每個(gè)接合處均產(chǎn)生誤差，誤差在長(zhǎng)度方向上累積，對(duì)測(cè)量精度影響大；單讀數(shù)頭數(shù)據(jù)讀取方式，讀取的數(shù)據(jù)中存在累積誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有采用拼接方式實(shí)現(xiàn)多根鋼帶尺的測(cè)量范圍時(shí)，在每個(gè)接合處存在誤差，并采用單讀數(shù)頭讀取數(shù)據(jù)時(shí)存在累積誤差的問(wèn)題，提供一種采用雙讀數(shù)頭對(duì)絕對(duì)式鋼帶光柵尺的讀數(shù)方法。

采用雙讀數(shù)頭對(duì)絕對(duì)式鋼帶光柵尺的讀數(shù)方法，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、多根絕對(duì)式鋼帶尺互為延長(zhǎng)線依次固定在機(jī)床的定位面上，每相鄰的絕對(duì)式鋼帶尺之間存在間距；讀數(shù)體沿鋼帶尺的測(cè)量方向移動(dòng)；所述讀數(shù)體包括第一讀數(shù)頭和第二讀數(shù)頭；

步驟二、在每根鋼帶尺的兩端分別設(shè)定切換點(diǎn)，第一讀數(shù)頭的測(cè)量中心點(diǎn)r，第二讀數(shù)頭測(cè)量中心點(diǎn)s，所述第一讀數(shù)頭與第二讀數(shù)頭分別在相鄰兩鋼帶尺上的讀數(shù)差為：；其中，為第二讀數(shù)頭讀取第i+1根鋼帶尺的絕對(duì)編碼和增量編碼的數(shù)據(jù)，為第一讀數(shù)頭讀取第i根鋼帶尺的絕對(duì)編碼和增量編碼的數(shù)據(jù)；所述i為正整數(shù)；

步驟三、將讀數(shù)體沿鋼帶尺的測(cè)量方向由左向右測(cè)量，獲得多根鋼帶尺的絕對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)；具體測(cè)量過(guò)程為：N為讀數(shù)體輸出的絕對(duì)位置數(shù)據(jù)變量；當(dāng)a≤r≤b時(shí)，0≤m≤i-1，，其中V₁₀=V₀，式中，V₀為第一讀數(shù)頭與第二讀數(shù)頭在同一根鋼帶尺上的絕對(duì)位置讀數(shù)差；a和b分別為第i根鋼帶尺兩端的切換點(diǎn)，V₁₀為讀數(shù)體的特征值；當(dāng)b≤r≤c時(shí)，0≤m≤i，，其中V₁₀=V₀；當(dāng)c≤r≤d時(shí)，0≤m≤i?，，其中V₁₀=V₀；所述c和d分別為第i+1根鋼帶尺兩端的切換點(diǎn)；為第一讀數(shù)頭讀取第i+1根鋼帶尺的絕對(duì)編碼和增量編碼的數(shù)據(jù)，所述m為正整數(shù)，V_(m+1)m為第m和第m+1根鋼帶尺的之間的切換值變量。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明技術(shù)編碼采用絕對(duì)碼與增量碼相結(jié)合的方式，絕對(duì)碼道將不同寬度和不同間距的柵線以絕對(duì)位置數(shù)據(jù)用編碼形式直接制作到標(biāo)尺上用來(lái)確定絕對(duì)位置，用于拼接的每根鋼帶尺上的絕對(duì)碼不同；增量碼道通過(guò)信號(hào)細(xì)分提供高分辨率的位置值，用來(lái)確定光柵的精度和分辨力。本發(fā)明應(yīng)用多根絕對(duì)式鋼帶尺拼接的方式，采用雙讀數(shù)頭進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，配合相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理算法，不僅提高了絕對(duì)式鋼帶光柵尺的測(cè)量范圍，而且大大降低鋼帶尺接長(zhǎng)過(guò)程中粘貼的工藝難度，采用雙讀數(shù)頭進(jìn)行讀數(shù)，可以消除安裝過(guò)程誤差對(duì)測(cè)量精度的影響，提高大長(zhǎng)度絕對(duì)式鋼帶光柵尺整尺的測(cè)量精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的采用雙讀數(shù)頭對(duì)絕對(duì)式鋼帶光柵尺的讀數(shù)方法的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的采用雙讀數(shù)頭對(duì)絕對(duì)式鋼帶光柵尺的讀數(shù)方法中采用讀數(shù)體在鋼帶尺上由左向右的工作過(guò)程示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的采用雙讀數(shù)頭對(duì)絕對(duì)式鋼帶光柵尺的讀數(shù)方法中采用讀數(shù)體在鋼帶尺上由右向左的工作過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，采用雙讀數(shù)頭對(duì)絕對(duì)式鋼帶光柵尺的讀數(shù)方法，該方法包括的裝置為機(jī)床1、多根鋼帶尺4和讀數(shù)體3，所述多根鋼帶尺4依次固定在機(jī)床1的定位面2上，每相鄰的鋼帶尺4之間存在間距；所述讀數(shù)體3沿鋼帶尺的測(cè)量方向左右移動(dòng)，所述讀數(shù)體3由第一讀數(shù)頭R和第二讀數(shù)頭S組成；

本實(shí)施方式所述的讀數(shù)體3由讀數(shù)頭R和讀數(shù)頭S剛性連接在一起。有多條鋼帶尺4順序固定在機(jī)床1上相應(yīng)的定位面2上，多條鋼帶尺4互為延長(zhǎng)線，相鄰的鋼帶尺4端頭可以不緊密的靠近，甚至可以離開(kāi)較大的距離，各尺間距不必完全一致。讀數(shù)體3沿著鋼帶尺4的測(cè)量方向移動(dòng)。每根鋼帶尺4上的絕對(duì)編碼互不相同。

本實(shí)施方式所述的采用雙讀數(shù)頭對(duì)絕對(duì)式鋼帶光柵尺的讀數(shù)方法，具體的工作過(guò)程為：