[发明专利]一种光栅尺定位分配精度补偿的方法

说明书

本发明公开了一种光栅尺定位分配精度补偿的方法，通过在直线电机的行程内设置多个预置点，并同时对比激光干涉仪测量值和光栅尺测量值，以激光干涉仪测量值为准对比出光栅尺测量值的线性误差和局部误差，通过补偿原始光栅尺测量值的线性误差和局部误差，获得更准确的光栅尺测量值，提高测量精度。

技术领域

本发明涉及光电编码器技术领域，尤其涉及一种光栅尺定位分配精度补偿的方法。

背景技术

在现代生产制造中，光栅尺已经广泛应用在各种精密运动系统中。在精度要求不高的一般运动系统中，低精度的光栅尺就可以满足要求，例如普通粗加工机床。而现在，需要精密加工的器件越来越多，而且要求的精度越来越高，就需要用到更多的高精度的运动控制系统。这些高精度运动系统运用得越来越广泛，例如半导体加工、IC封装等设备都需要更高的光栅尺分辨率和精度。

为了获得高分辨率的输出，人们通常上对光栅尺传感器输出的两路正弦信号进行细分。理论上这样可以让细分倍数增多而获得高分辨率。但是，光栅尺传感器输出的两路正弦信号并不能保证幅值绝对相等，也不能严格保持相位差为90度，因此细分倍数大时，相对误差也会打，使得补偿效果失效。

另一方面，现代生产中，许多设备是对离散目标点进行控制，即加工工具快速且高精度地定位在所需要加工的点位，此技术在现实生产中应用得非常广泛，多种加工设备都需要应用次技术来进行关键加工过程的实现，而且大部分的加工装备对产品的加工是以离散目标点位基础进行加工，而非连续性地对一系列点位进行加工。例如SMT、THT、PCB钻孔、激光点阵打孔等设备。这类设备只是对预置离散加工点进行加工，设备所需的精度和重复定位精度只是针对具体离散点的，而不是整段光栅尺运动范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光栅尺定位分配精度补偿的方法。

一种光栅尺定位分配精度补偿的方法，包括以下步骤：

S1.先在直线电机的行程范围内设定N个预置点，设定后直线电机回零，然后光栅尺测量值清零，激光干涉仪测量值清零；

S2.直线电机运动至该N个预置点中的某个预置点，并记录激光干涉仪测量值和光栅尺测量值；

S3.以激光干涉仪测量值为基准，将激光干涉仪测量值和光栅尺测量值相减获得两者间的误差值；

S4.对同一预置点重复m次上述过程，求出该预置点在m次测试中的光栅尺测量值的平均值X_i以及误差值平均值σ_i；

S5.重复上述过程，分别获得该N个预置点处的光栅尺测量值的平均值X_i以及误差值平均值σ_i，绘出X_i-σ_i坐标分布图；

S6.对S5中获得的X_i-σ_i坐标分布图进行线性拟合，得到线性误差补偿直线，其中该线性误差补偿直线的线性表达式为σ＝kx+a，其中σ为线性误差值，x为原始光栅尺测量值，k为直线斜率，α为线性系数；然后根据公式y1＝x-获得补偿线性误差后的光栅尺测量值，其中y1为补偿线性误差后的光栅尺测量值，x为原始光栅尺测量值，σ为线性误差值；

S7.将每个预置点的在m次测试中获取的误差值与其对应的线性误差值σ相减获取局部误差θ_i，根据某点的局部误差θ_i以及其对应的光栅尺测量值x，绘出θ_i-x坐标分布图；