[實用新型]一種絕對式光柵尺的絕對位置測量裝置

有效

• 申請號: 201521071876.1
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN205280099U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 柴寧;王新力;廖劍祥
• 申請（專利權）人: 佛山輕子精密測控技術有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝;鄭澤萍

技術領域

本實用新型涉及絕對式光柵尺的測量領域，特別是涉及一種絕對式光柵尺的絕對 位置測量裝置。

背景技術

采用光柵尺進行位置測量的位置測量裝置可以用增量式測量或是絕對式測量的 方式實現。增量式測量是將光通過兩個相對運動的光柵調制成莫爾條紋進行計數、細分后 得到位移變化量。增量式測量實現簡單，但存在上電后不能立即得到當前位置信息，一旦產 生漏計數后難以修正等缺點。絕對式測量是將位置信息以條紋的形式刻畫在光柵上，每一 組條紋對應唯一的位置信息并在測量方向上連續排列，通過讀取條紋就可以獲取該處的位 置信息。絕對式測量可以在上電后立即獲取位置信息，從而降低機床控制系統的設計難度， 提高加工效率。絕對式測量已經越來越廣泛的應用于數控機床加工行業。

目前絕對式測量常用的讀取方式是將光通過透鏡調制成平行光，然后將條紋投影 在光電傳感器表面。光的平行度直接影響了成像質量，所以這種方式對光的平行度要求較 高，通常需要設計復雜的透鏡曲面。此外，在透鏡到光電探測器表面的空間里的任何污染反 映在光電探測器上的程度都會與條紋相同，這對抗污染十分不利。

絕對碼道的分辨率往往不高，為了提高絕對碼道的解碼精度，往往在絕對碼道和 光電傳感器之間加光學放大系統，但是由于光柵尺的讀數頭體積有限，必須設計專用的光 學放大系統，而光學放大系統的開發具有成本高、周期長的缺點。

實用新型內容

為了解決上述的技術問題，本實用新型的目的是提供一種絕對式光柵尺的絕對位 置測量裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種絕對式光柵尺的絕對位置測量裝置，包括光源模塊、標準光柵、物鏡、光電傳 感器模塊和信號處理器，所述標準光柵上設有絕對碼道，所述光源模塊發出的光束入射到 標準光柵上并經過絕對碼道透射或反射后，通過物鏡后到達光電傳感器模塊，所述光電傳 感器模塊采集到達的光信號并轉換為測量電信號后發送到信號處理器。

進一步，所述標準光柵采用絕對式光柵尺標尺。

進一步，所述光電傳感器模塊與絕對碼道位于相互平行的平面上，且光電傳感器 模塊與絕對碼道之間具有一夾角。

進一步，所述光電傳感器模塊包括多個均勻排列的光敏元。

進一步，所述絕對碼道是按照偽隨機碼規則，采用具有反射特性的材料不等間距 排列制成的。

進一步，所述絕對碼道是按照偽隨機碼規則，采用具有吸收特性的材料不等間距 排列制成的。

本實用新型的有益效果是：一種絕對式光柵尺的絕對位置測量裝置，包括光源模 塊、標準光柵、物鏡、光電傳感器模塊和信號處理器，標準光柵上設有絕對碼道，光源模塊發 出的光束入射到標準光柵上并經過絕對碼道透射或反射后，通過物鏡后到達光電傳感器模 塊，光電傳感器模塊采集到達的光信號并轉換為測量電信號后發送到信號處理器。本測量 裝置可以實現不同倍數的細分，提高絕對式光柵尺的分辨率，而且本測量裝置體積小、開發 成本低且開發難度低。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的一種絕對式光柵尺的絕對位置測量裝置的結構示意圖；

圖2是圖1中的絕對碼道的細分原理示意圖；

圖3是圖2中的絕對碼道的單位條紋與光電傳感器模塊的位置關系示意圖。

具體實施方式

參照圖1，本實用新型提供了一種絕對式光柵尺的絕對位置測量裝置，包括光源模 塊1、標準光柵2、物鏡3、光電傳感器模塊4和信號處理器5，所述標準光柵2上設有絕對碼道 21，所述光源模塊1發出的光束入射到標準光柵2上并經過絕對碼道21透射或反射后，通過 物鏡3后到達光電傳感器模塊4，所述光電傳感器模塊4采集到達的光信號并轉換為測量電 信號后發送到信號處理器5。

進一步作為優選的實施方式，所述標準光柵2采用絕對式光柵尺標尺。

進一步作為優選的實施方式，所述光電傳感器模塊4與絕對碼道21位于相互平行 的平面上，且光電傳感器模塊4與絕對碼道21之間具有一夾角θ，如圖2和圖3中所示。

進一步作為優選的實施方式，所述光電傳感器模塊4包括多個均勻排列的光敏元。

進一步作為優選的實施方式，所述絕對碼道21是按照偽隨機碼規則，采用具有反 射特性的材料不等間距排列制成的。