[发明专利]具有识别刻线的高精度转角误差标定刻盘及标定系统

说明书

技术领域

本发明涉及光电位移精密测量技术领域，尤其涉及一种用于高精度、高分辨力转角误差标定的具有识别刻线的标定刻盘及一种转角误差标定系统。

背景技术

角位移测量设备(如光电编码器)以其高精度、高分辨力，测量范围广，易于维护，使用可靠等优点，被广泛应用于光电经纬仪，雷达，航空航天，机器人，数控机床，指挥仪和高精度闭环调速系统等诸多领域。

在生产研制高精度、高分辨力角位移测量设备时，需要对其误差精度进行标定。传统误差标定装置分为两种，一种是采用高精度角度基准，通过比较法实现对被标定设备的误差标定；另一种是采用多面棱体配合平行光管实现对转角误差的标定。根据研究可知，采用高精度角度基准比较法进行误差标定时，角度基准的分辨力和精度需要大于被标定设备3倍以上，因此角度基准比较法大多适用于对中低精度的角位移测量设备的误差标定。在对高精度角位移测量设备进行误差标定时，大多采用多面棱体标定法。但是，受多面棱体标定原理所限，该方法只能实现与多面棱体面数相同个位置点的误差标定，不能实现更多转角位置的误差标定。

CN106482669A公开了一种采用双线阵图像探测器的角位移测量系统，该角位移测量系统主要包括主轴、光源、双光学透镜、光栅码盘、双线阵图像探测器、数据采集电路、译码及角度细分电路，工作时主轴带动光栅码盘转动，光源发出平行光源透过光栅码盘通过光学透镜映射到线阵图像探测器成像，数据采集电路采集其中一个线阵图像探测器数据并送入译码及细分电路进行处理得到初始角度数据，采集放置在码盘对径位置的另一个线阵图像探测器数据实现对初始角度数据的误差补偿计算，并输出所测量角度信息。CN106482669A公开的为角位移测量系统，其使用的光栅码盘上的刻线等不能实现更多转角位置的误差标定。其为对光栅码盘的图案进行角度细分。

CN106989763A公开了一种图像式光电编码器的绝对式光栅码盘，包括圆形底盘、粗码识别码道和精码识别码道，精码识别码道为位于圆形底盘的最外圈的圆形码道；粗码识别码道为位于圆形码盘的次外圈的、存在零位的圆周二进制码道；对于n位绝对式光栅码盘，粗码识别码道包括n个同一圆心不同半径的、宽度相等的圆周形码道和2n个识别位置，识别位置呈二进制格式变化；相邻两个圆周形码道的径向间距为预设值；精码识别码道包括2n条处于同一圆心同一半径位置的、沿径向刻划的、均匀分布的、不刻划零位的精码识别刻线。其无法实现更多转角位置的误差标定。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的误差标定设备实现高精度误差标定时，不能实现高分辨力误差标定，而提供了一种具有识别刻线的高精度转角误差标定刻盘。

在第一方面，本发明提供了一种具有识别刻线的高精度转角误差标定刻盘，包括：

盘体，所述盘体为圆柱体，所述圆柱体的整个侧面为反光面；编码刻线组，所述编码刻线组为若干圈刻划在反光面上的编码刻线，所述编码刻线为二进制编码；和基准刻线组，所述基准刻线组为若干条刻划在反光面上的基准刻线，所述基准刻线的宽度相等，两相邻的基准刻线之间的间距Δ相等，所述基准刻线组之间的间距Δ＝πd/2^N，所述基准刻先的宽度为预设值，一般不大于Δ/2。所述基准线组的基准刻线之间相互平行，且所述基准线平行于所述圆柱体的高，所述基准刻线均垂直并位于所述编码刻线的上方，所述编码刻线组的编码刻线均为圆周分布二进制编码。在本发明中，所述编码刻线组设置在圆柱体盘体的侧柱面，整个侧柱面均设置有，即，360°圆周转一圈。

在一些实施例中，所述编码刻线组具有N圈编码刻线，由上至下依次为第一圈编码刻线、第二圈编码刻线、……、第N圈编码刻线，N为自然数。

在一些实施例中，N≥8。

在一些实施例中，N圈编码刻线以所述盘体的中轴线围绕，且且N圈编码刻线的每相邻两圈的编码刻线之间的间距相等，且每圈编码刻线的高度相等，所述编码刻线的间距为h/2，宽度小于优选地，所述圆柱体的横截面的直径为预设值d、高度为h，所述圆柱体的整个侧面为反光面；进一步优选地，可预设d＝100mm，h＝20mm，所述基准刻线的宽度为预设值，所述基准刻线的宽度≤Δ/2，其中，Δ为两相邻的基准刻线的间距。优选地，N圈编码刻线之间等宽、等间距。