[發(fā)明專利]一種密封式光柵尺掃描器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310715928.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103712559A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)洪;楊朝;王曉;孫東輝;高峰;張一鋼;許殊罡;史淑華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北華航天工業(yè)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

?本申請(qǐng)屬于線性長(zhǎng)度計(jì)測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種密封式光柵尺掃描器。

背景技術(shù)

密封式鋼帶光柵尺（也被稱之為密封式鋼帶光柵線位移傳感器）由光柵尺掃描器（也被稱之為光柵讀數(shù)頭）和密封式鋼帶光柵尺主體（主要包含鋼帶標(biāo)尺光柵、尺殼、密封膠條等零件）組成，密封式鋼帶光柵尺掃描器是一種用于光柵測(cè)量信號(hào)的掃描拾取器，它由光、機(jī)、電一體化形式組成；密封式鋼帶光柵尺是大型、超大型高檔數(shù)控機(jī)床、基礎(chǔ)制造裝備、檢測(cè)裝備運(yùn)行位置測(cè)量、控制反饋用的一種關(guān)鍵功能部件，它對(duì)提高整機(jī)工作精度、工作效率和智能化水平具有十分重要的作用。

目前，國(guó)內(nèi)、外現(xiàn)有同類(lèi)技術(shù)，它們普遍存在以下缺點(diǎn)：

1、當(dāng)密封式鋼帶光柵尺主體中的鋼帶標(biāo)尺光柵（也被稱之為鋼帶主光柵）線紋局部被完全破壞掉或被冷卻液、油污染達(dá)到局部光柵線紋已完全消失的嚴(yán)重程度時(shí)，因他們的光柵掃描器移動(dòng)到上述有問(wèn)題的區(qū)域都不能正常工作，而均失去正確的測(cè)量功能。

2、目前，現(xiàn)有鋼帶標(biāo)尺光柵的單支最大長(zhǎng)度均小于100米，當(dāng)密封式鋼帶光柵尺要實(shí)現(xiàn)大于100米乃至更長(zhǎng)的超大量程時(shí)，密封式測(cè)量基準(zhǔn)器，即、鋼帶標(biāo)尺光柵必須要由多條單支拼接組合而成，此種情況下，他們的光柵掃描器當(dāng)移動(dòng)到任意兩條鋼帶標(biāo)尺光柵的拼接縫處時(shí)，易可靠性降低產(chǎn)生丟數(shù)的問(wèn)題，造成輕則測(cè)量精度降低，重則無(wú)法使用。

有鑒于此，有必要提供一種新型的光柵尺掃描器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種密封式光柵尺掃描器，解決現(xiàn)有技術(shù)中標(biāo)尺光柵線紋局部被完全破壞掉時(shí)光柵掃描器失去正確測(cè)量功能的技術(shù)問(wèn)題；本發(fā)明還解決了現(xiàn)有技術(shù)中光柵掃描器移動(dòng)到任意兩條鋼帶標(biāo)尺光柵的拼接縫處時(shí)，可靠性降低產(chǎn)生丟數(shù)的問(wèn)題?。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種密封式光柵尺掃描器，包括標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭，所述光柵讀數(shù)頭包括光柵光學(xué)系統(tǒng)和電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)對(duì)光柵光學(xué)系統(tǒng)與標(biāo)尺光柵作用產(chǎn)生的莫爾條紋進(jìn)行信號(hào)處理，并將得到的信號(hào)送入顯示裝置顯示，其中，所述電路系統(tǒng)包括兩路相同的分系統(tǒng)：第一電路系統(tǒng)和第二電路系統(tǒng)，在其中一組分系統(tǒng)出現(xiàn)信號(hào)異常時(shí)，不影響另一組正常工作。

優(yōu)選的，在上述的密封式光柵尺掃描器中，所述第一電路系統(tǒng)包括第一信號(hào)處理電路，第二電路系統(tǒng)包括第二信號(hào)處理電路，第一信號(hào)處理電路和第二信號(hào)處理電路的輸入端均分別依次設(shè)置有正余弦信號(hào)組輸入電路、放大電路、細(xì)分電路、零位光信號(hào)輸入電路、零位光電轉(zhuǎn)化電路、零位信號(hào)輸出電路和異常判斷電路，所述第一信號(hào)處理電路和第二信號(hào)處理電路的輸出端為數(shù)據(jù)串口輸出。

優(yōu)選的，在上述的密封式光柵尺掃描器中，所述第一信號(hào)處理電路和第二信號(hào)處理電路之間設(shè)有測(cè)量信號(hào)切換電路。

優(yōu)選的，在上述的密封式光柵尺掃描器中，所述密封式光柵尺的異常信號(hào)包括三種情況：

一是光柵尺線紋被嚴(yán)重?fù)p壞、劃掉面積≥全部光柵窗口面積或電路中有電器損壞時(shí)，無(wú)光柵測(cè)量信號(hào)輸出；

二是光柵尺線紋有局部疵病，有測(cè)量信號(hào)輸出，只是光柵測(cè)量信號(hào)幅值減小或直流電平有適量地飄移；

三是局部光柵副線紋相互存在適量的不平行，有測(cè)量信號(hào)輸出，只是光柵測(cè)量信號(hào)有適量的相位角轉(zhuǎn)變，

所述異常判斷電路的判斷方法包括：

a、當(dāng)所述第一電路系統(tǒng)和第二電路系統(tǒng)均無(wú)所述三種的異常信號(hào)時(shí)，信號(hào)處理電路不做異常處理，它只將首先到達(dá)的信號(hào)經(jīng)正常處理后以數(shù)字量的形式串口輸出；

b、當(dāng)所述第一電路系統(tǒng)和第二電路系統(tǒng)中的任意一組出現(xiàn)上述異常信號(hào)中第一種所述的異常信號(hào)時(shí)，信號(hào)處理電路則不分先后到達(dá)的信號(hào)次序，它只對(duì)輸入信號(hào)無(wú)異常信號(hào)的一組加以處理，之后再以數(shù)字量的形式串口輸出；

c、當(dāng)所述第一電路系統(tǒng)和第二電路系統(tǒng)中的任意一組出現(xiàn)上述異常信號(hào)其二或其三中所述的異常信號(hào)時(shí)，信號(hào)處理電路將首先到達(dá)的異常信號(hào)處理成正常信號(hào)，再以數(shù)字量的形成串口輸出。

優(yōu)選的，在上述的密封式光柵尺掃描器中，所述光柵光學(xué)系統(tǒng)包括并列設(shè)置的第一光柵光學(xué)系統(tǒng)和第二光柵光學(xué)系統(tǒng)，所述第一光柵光學(xué)系統(tǒng)沿光路方向包括依次設(shè)置的第一光源、第一透鏡、第一指示光柵和第一光電接收器件組，所述第二光柵光學(xué)系統(tǒng)沿光路方向包括依次設(shè)置的第二光源、第二透鏡、第二指示光柵和第二光電接收器件組。

優(yōu)選的，在上述的密封式光柵尺掃描器中，所述光柵尺掃描器還包括雙孔光欄，所述雙孔光欄具有第一透光孔和第二透光孔，所述第一透光孔和第二透光孔分別接收所述第一光源和第二光源的光。