[发明专利]一种判断光栅尺参考点绝对位置的装置及方法

说明书

本发明公开了一种判断光栅尺参考点绝对位置的装置及方法，该装置包括光源、分束镜、参考点掩膜、参考点编码带、光电探测器和信号处理计算机，参考点掩膜包括多个宽度相等的第一矩形块，多个第一矩形块沿其自身的宽度方向等间距排列；参考点编码带包括多组参考点组，每组参考点组包括两个参考点编码区，每个参考点编码区包括多个宽度相等的第二矩形块，多个第二矩形块沿其自身的宽度方向等间距排列，两个参考点编码区沿着第二矩形块的宽度方向间隔排列，多组参考点组沿着第二矩形块的宽度方向等间距排列，第一矩形块和第二矩形块均能够吸收或反射光线。本发明避免了光栅尺增量位移误差和参考点检测误差的干扰，提高了参考点绝对位置判断的可靠性。

技术领域

本发明涉及光栅尺领域，尤其涉及一种判断光栅尺参考点绝对位置的装置及方法。

背景技术

光栅尺是精密测量、精密加工中的重要测量工具，光栅作为光栅尺的关键部件，在测量中起参考刻度的作用。其中透射式光栅一般用于莫尔条纹光栅尺，反射式光栅可用于干涉式光栅尺，干涉式光栅尺的光栅制作成本更低，且激光干涉法的测量精度高于莫尔条纹法，因此激光干涉法广泛应用于光栅尺。

干涉式光栅尺在工作光栅匀速移动时输出正弦电信号，通过信号处理可以获知光栅的增量位移，故称为增量式光栅尺；其需要配合一个或是一系列经过绝对位置标定的参考点，才能将增量位移与绝对位置结合起来，从而输出光栅的绝对位移；因此参考点的标定和检测精度直接决定了光栅尺的正确度，与增量光栅分辨力一同决定光栅尺的精度。参考点的绝对位置标定同样依赖于对参考点位置的检测；另一方面，在探测到参考点的同时，还需要读取标定给出的所测参考点的绝对位置信息。

现有的方案中，采用干涉式光栅尺对参考点的绝对位置进行判定时，需要移动光栅尺的距离较长，耗时较长，且判断需要借助光栅尺给出的位移量，对参考点的检测精度和光栅尺精度的要求很高，故容易受到误差的干扰。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种判断光栅尺参考点绝对位置的装置及方法，简化了判断流程，缩短了判断所需时间和位移，从而避免了光栅尺增量位移误差和参考点检测误差的干扰，提高了参考点绝对位置判断的可靠性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种判断光栅尺参考点绝对位置的装置，包括光源、分束镜、参考点掩膜、参考点编码带、光电探测器和信号处理计算机，其中：

所述光源发出的光束入射到所述分束镜并经过所述分束镜反射后，穿过所述参考点掩膜的透光区域照射到所述参考点编码带后，被所述参考点编码带的反射区域反射后再穿过所述参考点掩膜的透光区域并透过所述分束镜照射到所述光电探测器上，所述光电探测器将采集到的信号发送给所述信号处理计算机；

所述参考点掩膜包括多个宽度相等的第一矩形块，多个所述第一矩形块沿其自身的宽度方向等间距排列；所述参考点编码带包括多组参考点组，每组所述参考点组包括两个参考点编码区，每个所述参考点编码区包括多个宽度相等的第二矩形块，多个所述第二矩形块沿其自身的宽度方向等间距排列，两个所述参考点编码区沿着所述第二矩形块的宽度方向间隔排列，多组所述参考点组沿着所述第二矩形块的宽度方向等间距排列，且所述第一矩形块和所述第二矩形块均能够吸收或反射光线。

优选地，所述光源采用激光二极管，所述光电探测器采用光电二极管。

优选地，所述分束镜为透射率为50％的半透半反射镜。

优选地，所述参考点掩膜与所述参考点编码带平行设置，二者之间的间距为1～2mm。

优选地，所述参考点掩膜和所述参考点编码区的编码方式相同。