[发明专利]一种绝对光栅尺编码宏微复合采集方法

说明书

技术领域

本发明是一种绝对光栅尺编码宏微复合采集方法，属于绝对光栅尺编码宏微复合采集方法的创新技术。 

背景技术  

利用光栅来进行位移测量要追朔到上个世纪50年代，在相当长时问里，仅仅被天文学家和物理学家作为衍射元件应用于光谱分析和光波波长的测定，最开始是基于双光栅的莫尔条纹(Moire fringes)技术，其栅距在20um左右，精度一般为几个微米，但是随着制造技术的进步。现在的光栅栅距可以达到O.8um，分辨力达到lnm。在生产、制造业的发展中扮演了重要角色。纳米级的光栅测量是采用衍射光栅，光栅栅距是lum或0.8um，栅线的宽度与光的波长很接近，则产生衍射和干涉现象能形成莫尔条纹，其测量的原理称干涉原理。干涉型光栅尺由德国Heidenhain公司在1987年率先推出，采用闪耀光栅或黑白实现纳米级的测量，并允许较宽松的安装，干涉式光栅尺得到较快的发展。由于其高分辨力，且比较不受外界环境影响之优越性能，越来越多的研究采用光栅干涉技术来开发测量仪器，而针对不同的环境需要也有不同的结构设计。

目前国内外常用的光栅尺主要有增量式光栅尺、半绝对式光栅尺与绝对光栅尺。 

标尺光栅和指示光栅之间的相对移动，在光源照射下形成莫尔条纹，莫尔条纹经过光电传感器转换为近似的正余弦电信号，就是原始的光栅扫描信号。然后采用不同的电子细分法，得到不同测量步距的计数脉冲信号，脉冲信号一般是是两路正交的信号，这两路信号接入后续的计数电路，计数器的计数值再乘以测量步距则为光栅尺的位移测量值。这种测量方法简单易行，但是在数控机床使用中，要每次每次回到绝对零点附近重新定位，所以机床的工作效率难以大幅提高。 

绝对式光栅尺的优点是开电后直接得到当前位置信息，无需“归零”操作，简化控制系统设计；绝对位置计算在读数头中完成，无需后续细分电路；采用双向串行通信技术，通信可靠。因此，绝对式光栅尺在数控行业得到越来越广泛的应用。但主要缺点是在高精度测量时，测量速度较慢，解码时错码率高，抗污染能力较弱。 

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种实现绝对光栅尺读数头进行宏微复合读数，同时降低每帧图像采集时间而实现高帧频图像采集，也能增强绝对式光栅尺的抗污染能力与提高解码的可靠性与正确率的绝对光栅尺编码宏微复合采集方法。 

本发明的技术方案是：本发明的绝对光栅尺编码宏微复合采集方法,所述绝对光栅尺为布置有并列排列的低精度编码码道及高精度编码码道的双码道光栅尺，绝对光栅尺上装设有cmos传感器，cmos传感器包括有多行扫描方式、斜扫描读出方式、抛物线扫描读出方式，多行扫描方式扫描一行编码道，斜扫描读出方式及抛物线扫描读出方式扫描另一行编码道, 多行扫描方式、斜扫描读出方式、抛物线扫描读出方式三种扫描宏微复合对编码进行采集。 

上述多行扫描方式用于扫描低精度编码码道，斜扫描读出方式及抛物线扫描读出方式用于高精度编码码道扫描。 

上述多行扫描方式扫描低精度编码码道为高速扫描，斜扫描读出方式及抛物线扫描读出方式扫描高精度编码码道为低速扫描。 

上述斜扫描读出方式及抛物线扫描读出方式低速扫描高精度编码码道时，多行扫描方式同时高速扫描低精度编码码道。 

上述cmos传感器的扫描电路的脉冲是在XY地址方式下，选择排列在摄影面的像素为目的，在这种方式下利用变化扫描电路的脉冲时序方式使cmos图像传感器能高自由度的跳跃存取，实现cmos图像传感器每帧逐行扫描多行，或斜线扫描一行，或抛物线扫描一次。 

上述cmos传感器的多行扫描方式通过XY地址方式在cmos像素阵列上多行扫描区域的每个像素单元施加一个脉冲。 

上述cmos传感器的斜扫描读出方式通过XY地址方式在cmos像素阵列面上的任意斜线上的每个像素单元施加一个脉冲。 

上述cmos传感器的抛物线扫描读出方式同样是通过XY地址方式在cmos像素阵列面上的任意抛物线上每个像素单元施加一个脉冲。