绝对式光栅尺母尺刻划曝光系统

提出了基于数字微镜器件(DMD)的双曝光头总体结构,该结构可同时刻划母尺的周期和非周期两个光栅码道。单曝光头包含曝光光源、调焦光源、DMD和投影镜头四部分,曝光光源由激光器、准直镜组、二维微透镜阵列和场镜组成。本文利用光学软件TracePro设计该光源,实现了能量的平顶分布,在14mm×10mm的照明面上均匀性达到95%以上。利用光学软件Zemax设计了工作在双波段(曝光光源0.403～0.407μm和调焦光源0.525～0.535μm)的共焦投影镜头,采用了二向色镜和分光棱镜使其能在曝光的同时进行实时调焦,优化后的系统在曝光波段和调焦波段均达到衍射极限,最大畸变为0.009%。与传统的光栅尺刻划技术对比,设计的曝光系统具有工艺简单、制作速度快、精度高等优势,可用于长、超长计量光栅的制作。

绝对式光栅尺测量精度补偿方法研究

文章研究绝对式光栅尺测量精度的影响因素,探索提高绝对式光栅尺测量精度的补偿算法。通过分析绝对式光栅尺测量精度的影响因素设计出绝对式光栅尺测量精度检测平台,在该平台上进行多次精度测量,得到误差曲线;根据误差曲线的特性,依次采用一次线性补偿,分段线性补偿和基于径向函数的神经网络补偿算法进行修正,并写入到绝对式光栅尺读数头内。从实验结果显示,绝对式光栅尺经过一次线性算法补偿后,精度提高到2.8μm,经过分段线性算法补偿后精度提高到1.08μm,经过基于径向函数的神经网络算法补偿后精度可提到0.65μm。表明以上三种算法都能达到对绝对式光栅尺测量精度进行补偿目的,对绝对式光栅尺精度的提高具有较大意义。

绝对式光栅尺故障模式分析

论文提出了绝对式光栅尺可靠性设计原则,总结了光栅尺的各个功能结构,分析了各个元部件的失效模式,为后续诊断机制的建立提供了依据。

绝对式光栅尺母光栅刻划装置的设计

简述了绝对式光栅尺母光栅刻划装置的设计方案。针对曝光光源均匀性、图案畸变、精确放大倍率等难点问题,设计了刻划装置的专业装调方案。同时利用刻划装置的物理样机进行曝光加工,得到了满足设计要求的母光栅码道图案。

绝对式光栅尺产品的精度检测设备与精度修正方法

针对绝对式光栅尺产品的精度检测需求,对精度检测设备进行了设计。首先根据光栅尺产品的精度参数,确定检测手段和检测指标,介绍了检测过程存在的基本误差项。然后给出了检测设备详细的检测方案,并对该方案进行了误差分析。最终给出了绝对式光栅尺产品的精度检测与修正方法。检测与修正试验表明修正后光栅尺精度达到±1μm/m。

绝对式光栅尺的机械结构设计

随着我国加工制造业的进一步发展,绝对式光栅尺的需求量会越来越大,论文针对绝对式光栅尺的应用现状做了简单的概述,研究了绝对式光栅尺的工作原理,最后设计了绝对式光栅尺的原理样机。

绝对式光栅尺读数头滑架机构工作精度的分析

在数控机床的读数头滑架机构系统关键参数优化的研究中,针对物理实验中无法获取读数头滑架机构的某些关键参数的问题,为了获得滑架机构的工作精度性能,采用虚拟仿真技术,结合读数头滑架机构的结构特点和具体工作要求,采用UG和ADAMS建立了机构的动力学仿真模型;通过求解与仿真,分析了多种参数对相对位移、间隙、夹角的影响规律,分析结果表明计量光栅的变形是影响工作精度的主要因素,最终给出了两种特定工况下的参数优化设置。参数优化后读数头滑架机构能够满足相对位移、间隙、夹角的工作要求,具有优异的工作精度性能。虚拟样机方法能够为读数头滑架机构的工作精度性能优化提供了有效的解决方案。

基于BISS协议绝对式光栅尺数据采集系统设计

为满足高速精密平台实现精准定位和数据处理的要求,基于BISS协议设计了软、硬件接口模块和上位机。运用FPGA和SN75179B组成的硬件电路,协同BISS协议解码模块和数据缓冲单元对光栅尺信号进行处理,最后通过串口模块与上位机进行通信。仿真与实测结果表明该数据采集系统能够准确快速地处理数据并且在上位机正确显示位移数据,具有良好的可移植性和拓展性等优点。

基于FPGA的EnDat协议绝对式光栅尺通讯实现

为了满足高速精密运动控制对光栅尺信号的实时反馈的要求,设计了基于FPGA的EnDat 2.2协议接口模块和上位机。针对EnDat 2.2协议的通信传输方式及光栅解码要求,采用状态机设计了解码模块,并通过Modelsim仿真工具验证时序。利用FPGA和MAX485模块组成硬件电路,通过解码模块和CRC校验模块对光栅尺信号进行数据处理,最后把解码并验证成功的位置和参数信息通过串口发送到上位机显示。仿真与实测结果表明该数据采集系统位置采集周期小于40μs,能够满足25 kHz的控制要求,并且成功发送位置值到GUI上位机显示。

绝对式光栅尺振动干扰的测试

绝对式光栅尺(绝对式线位移光电编码器)在数控机床上应用广泛。在数控机床加工过程中,在不同方向上存在不同频率,不同振幅的振动干扰,这些干扰会给绝对式光栅尺的测量结果造成一定的干扰。为了更好的了解振动干扰对绝对式光栅尺的影响,以海德汉LC183绝对式光栅尺与国产JC09绝对式光栅尺作为研究对,通过比对两者在相同振动干扰条件下测量结果的波动,测试JC09绝对式光栅尺与LC183绝对式光栅尺抗振能力。结果显示JC09绝对式光栅尺与LC183绝对式光栅尺测量结果最大偏移幅度大小接近。

数控机床专用增量式光栅尺GVS600系列和绝对式光栅尺GVS608系列

该系列设备是以光学玻璃为测量基体的光栅尺,特别适用于数控机床领域,其特性如下:1.增量式光栅尺GVS600分辨率高达0.01μm,精度等级±1μm。绝对式光栅尺GVS608分辨率高达0.1μm,精度等级高达士 1μm。2.尺体内部创新装置和特制密封胶唇可有效阻绝由于过滤不当侵入的液体而污损玻璃格栅。3.传感器信号输出线缆可灵活调节方向。

长春光机所成功研制JC系列绝对式光栅尺

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所成功研制出JC系列绝对式光栅尺。该研究所突破了单轨绝对位置编码、单场扫描等关键技术，

机床用绝对式光栅尺和编码器的优点

机床位置测量采用绝对式光栅尺和编码器是具有较大挑战性的课题.海德汉近年来一直致力于这一课题的研究和开发.

基于端到端深度学习框架的绝对式光栅尺定位译码

为了提高绝对式光栅尺定位译码精度,提出一种基于端到端深度学习框架的定位译码方法。融入注意力模块改进UNet++对码元边缘进行定位,设计码道边缘信息提取网络实现码道图像到位置信息的回归预测。为了减小累计误差,针对绝对光栅尺图像特点,设计一种损失函数将码元边缘定位网络与码道边缘信息提取网络整合为端到端网络框架,从而构建码道定位模块。设计基于码道中心像素的伪随机码解译方法,实现绝对光栅尺码道译码。实验结果表明,所提定位译码法能提升绝对式光栅尺测量精度,在95%置信区间内为(-0.206,0.243)μm,均方根误差为0.265μm,优于现有绝对式光栅尺定位译码方法。

绝对式光栅尺细分误差补偿方法

为了提高绝对式光栅尺的细分精度,提出了一种细分误差补偿方法。对绝对式光栅尺A、B两路叠栅条纹信号进行傅里叶分析,建立叠栅条纹信号模型;对信号模型中的相位、振幅、谐波、直流分量进行校正,得到理想叠栅条纹信号的模型;对比实际信号模型和理想信号模型的细分位置,得到绝对式光栅尺的细分误差;根据该误差对细分值进行补偿,提高细分精度。通过使用JC09型绝对式光栅尺对该方法进行验证,可使其细分相对误差从2.70%降低到1.05%。实验结果表明,该方法能够有效地提高绝对式光栅尺细分精度,且该方法具有原理简单、易于实现的优点。

基于回归分析的绝对式光栅尺精度提高方法

提出一种使用回归分析提高绝对式光栅尺测量精度的方法.分析了影响绝对式光栅尺测量精度的因素以及提高其测量精度的方法;对JC09型绝对式光栅尺的测量值和真值进行回归分析,得到回归方程;对回归方程进行了显著性分析,并提出了修正方程;通过实验验证了该方法能够有效提高绝对式光栅尺的测量精度.实验结果表明：在绝对式光栅尺800mm测量长度内,测量精度由0∽18.25μm提高到-4.21∽5.72μm.另外,该方法具有成本低、计算量少以及易于实现的优点.

采用绝对式直线光栅尺测量圆角度的方法

本文从传感器的选型、结构安装、算法实现等方面详细地描述了采用绝对式直线光栅尺测量圆角度的方法,通过指标复核论证了该方法能够满足小于10角秒的测角精度,该方法的性价比高,可以被推广使用。

海德汉两款新型光栅尺将亮相CCMT2014

新型绝对式光栅尺LC200系列最长可达28米，细分误差小于信号周期的±1％。新型的密封连接设计为光栅尺提供了更好的抗污染特性，并且极大放宽了安装公差，为用户的安装提供便利。开机即能获得当前位置值，无需执行回零操作，节省加工时间。尤为适合于长轴类大型机床的应用要求。

永磁同步直线电机初始位置检测的研究

研究永磁同步直线电机初级和次级相对初始位置的检测原理及实现方法。通过直线电机坐标系的变换探讨直线电机的磁场分布,以及直线电机的电角度与位移的关系。推导d轴的电角度计算公式。提出一种使用绝对式光栅尺和FPGA器件来检测初始位置的方法,实现直线电机在任意位置的启动。

直线电机监测系统的关键技术研究

直线电机的初始位置检测与旋转电机一样是实现电机精确控制的关键技术之一。利用绝对式光栅尺对直线电机进行初始定位不但可以省去常用的霍尔元件,而且还可以实现直线电机在任一位置的启动。对直线电机的位移和速度、绕组温度、电机推/拉力进行有效监测是保障其正常工作的前提,为此自主研发了对直线电机上述重要参数进行动态跟踪的监测系统。文中对该监测系统的设计方案、关键技术和具体的开发过程进行了详细的探讨。