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CN102865822A - 光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置 - Google Patents

光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置 Download PDF

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CN102865822A
CN102865822A CN2012103753418A CN201210375341A CN102865822A CN 102865822 A CN102865822 A CN 102865822A CN 2012103753418 A CN2012103753418 A CN 2012103753418A CN 201210375341 A CN201210375341 A CN 201210375341A CN 102865822 A CN102865822 A CN 102865822A
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谭向全
黄剑波
马俊林
孙强
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Abstract

光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置属于光栅检测领域，光栅尺的尺板位于工作台水平面，第一基准光栅尺和第二基准光栅尺位于工作台两侧，与光栅尺尺板平行；平行光管位于工作台的一侧，丝杠固定在平行光管下方的工作台上，滑台放置在工作台的导轨上，由丝杠控制滑台在导轨上运动；第一反射镜固定在滑台上，光电读数头固定在滑台的一侧，光栅尺读数头固定在滑台内，计算机与丝杠和光电读数头连接。本发明通过自动非接触式检测光栅尺绝对码道刻线的定位精度、宽度、复制缺欠，在线实时检测选择合格光栅尺尺板，以保证光栅尺所需的精度要求。

Description

光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置
技术领域
本发明属于光栅检测领域，具体涉及一种光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置。
背景技术
绝对编码数据刻划的光栅尺尺板绝对码道是由几万条不等宽度、不等间距的刻线组成，绝对码道的每一条刻线独立进行光电转换，参与形成绝对测量数据，刻线的定位精度、宽度、复制缺欠都会影响到绝对测量的正确与否。现有的码道刻线检测方法多针对相对码道刻线，无法检测绝对码道或采用接触式测量，接触式检测测量设备通常的结构为移动滑台上在导轨上移动，测头安装在移动滑台上与被测光栅尺尺板接触，由于接触部分存在摩擦力和应力形变，导致检测结果不准。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置，该装置解决现在没有能够有效对绝对式码道进行非接触式测量的问题，提高了测量的精度。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置，该装置包括：工作台、滑台、丝杠、平行光管、反射镜、计算机、光电读数头、光栅尺尺板、第一基准光栅尺和第二基准光栅尺；光栅尺的尺板位于工作台水平面，第一基准光栅尺和第二基准光栅尺位于工作台两侧，与光栅尺尺板平行；平行光管位于工作台的一侧，丝杠固定在平行光管下方的工作台上，滑台放置在工作台的导轨上，由丝杠控制滑台在导轨上运动；反射镜固定在滑台上，光电读数头固定在滑台的一侧，光栅尺读数头固定在滑台内，计算机与丝杠和光电读数头连接；
光电读数头包括：LED光源、准直物镜、第一分光棱镜、第二分光棱镜、CCD相机、显微物镜和光电探测器；LED光源发出被测光，由准直物镜准直，经过第一分光棱镜反射后进入光栅尺尺板，通过光栅尺尺板反射，带有光栅尺尺板信息的被测光经过第一分光棱镜后，一部分由第二分光棱镜折射，由CCD相机采集，一部分由第二分光棱镜透射，由光电探测器采集。
本发明的有益效果是：本发明通过自动非接触式检测光栅尺绝对码道刻线的定位精度、宽度、复制缺欠，在线实时检测选择合格光栅尺尺板，以保证光栅尺所需的精度要求。
附图说明
图1本发明光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置结构图。
图2本发明光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置的右视图。
图3本发明光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置光电读书头结构图。
图中：1、工作台，2、滑台，3、丝杠，4、平行光管，5、计算机，6、反射镜，7、光电读数头，8、光栅尺尺板，9、第一基准光栅尺，10、第二基准光栅尺，11、LED光源，12、准直物镜，13、第一分光棱镜，14、CCD相机，15、显微物镜，16、第二分光棱镜，17、光电探测器和18、1倍物镜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1和图2所示，光栅尺尺板8绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置，该装置包括：工作台1、滑台2、丝杠3、平行光管4、计算机5、反射镜6、光电读数头7、光栅尺尺板8、第一基准光栅尺9和第二基准光栅尺10；光栅尺的尺板位于工作台1水平面，第一基准光栅尺9和第二基准光栅尺10位于工作台1两侧，与光栅尺尺板8平行；平行光管4位于工作台1的一侧，丝杠3固定在平行光管4下方的工作台1上，滑台2放置在工作台1的导轨上，由丝杠3控制滑台2在导轨上运动；反射镜6固定在滑台2上，光电读数头7固定在滑台2的一侧，光栅尺读数头固定在滑台2内，计算机5与丝杠3和光电读数头7连接。
计算机5通过丝杠3控制滑台2在导轨上滑动，由平行光管4发出准直平行光入射到反射镜后反射回平行光管4，通过检测光是否原路返回来对滑台2在导轨方向是否存在前后摆动，消除垂直方向的阿贝误差。光栅尺读数头7与第一基准光栅尺9和第二基准光栅尺10保持一定的检测距离，并同时检测第一基准光栅尺9和第二基准光栅尺10的信息，通过第一基准光栅尺9和第二基准光栅尺10的信息检测滑台2在导轨方向是否存在左右摆动，消除水平方向的阿贝误差。
如图3所示，被检光栅尺尺板8刻线面朝上，装卡在工作台1平面上。光电读数头7包括：LED光源11、准直物镜12、第一分光棱镜13、CCD相机14、显微物镜15、第二分光棱镜16、光电探测器17和1倍物镜18； LED光源11发出的光经过准直物镜12聚光后形成平行光，经过第一分光棱镜13反射后，入射到被检光栅尺尺板8上。被检光栅尺尺板8反射的光经过第一分光棱镜13和1倍物镜18之后，由第二分光棱镜16分成两条光路，一条通过第二分光棱镜16，被光电探测器17接收；一条被第二分光棱镜16反射，经过显微物镜15之后，在CCD相机14靶面投影成像。然后通过计算机5图像处理系统对CCD视频信号进行处理，判断被检光栅尺尺板8的位置精度，通过光电探测器17接收的光电信号判断光栅刻线刻划的缺欠。

Claims (5)

1.光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置，其特征在于，该装置包括：工作台、滑台、丝杠、平行光管、反射镜、计算机、光电读数头、光栅尺、第一基准光栅尺和第二基准光栅尺；所述光栅尺的尺板位于工作台水平面，第一基准光栅尺和第二基准光栅尺位于工作台两侧，与光栅尺尺板平行；平行光管位于工作台的一侧，丝杠固定在平行光管下方的工作台上，滑台放置在工作台的导轨上，由丝杠控制滑台在导轨上运动；反射镜固定在滑台上，光电读数头固定在滑台的一侧，光栅尺读数头固定在滑台内，计算机与丝杠和光电读数头连接；
光电读数头包括：LED光源、准直物镜、第一分光棱镜、第二分光棱镜、CCD相机和光电探测器；LED光源发出被测光，由准直物镜准直，经过第一分光棱镜反射后进入光栅尺尺板，通过光栅尺尺板反射，带有光栅尺尺板信息的被测光经过第一分光棱镜后，一部分由第二分光棱镜折射，由CCD相机采集，一部分由第二分光棱镜透射，由光电探测器采集。
2.如权利要求1所述的光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置，其特征在于，平行光管的光线方向与工作台的导轨平行。
3.如权利要求1所述的光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置，其特征在于，该装置还包括1倍物镜；带有光栅尺尺板信息的被测光经过第一分光棱镜后，通过1倍物镜后，遇到第二分光棱镜。
4.如权利要求1所述的光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置，其特征在于，该装置还包括显微物镜；带有光栅尺尺板信息的被测光由第二分光棱镜反射后，通过显微物镜放大，由CCD相机采集。
5.如权利要求1所述的光栅尺尺板绝对码道刻线精度的非接触式自动检测装置，其特征在于，所述第一基准光栅尺和第二基准光栅尺分别与光栅尺尺板的距离相等。
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