[发明专利]光栅尺及其快速找零位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光栅尺领域技术，尤其是指一种光栅尺及其快速找零位的方法。

背景技术

光栅尺位移传感器（简称光栅尺），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺位移传感器经常应用于机床与现在加工中心以及测量仪器等方面，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。

目前，大多数的光栅尺仅具有一个零位，当该种光栅尺应用在大型机台或仪器上时，在开机的时候，需要耗费大量时间去寻找零位归零，从而给使用带来很大不便。

虽然，目前市面上出现有一种海德汉距离码，该种距离码的主尺上设置有多个零位，然而，该主尺上相邻的两零位之间均设置有一刻度，使得在主尺上形成了多段距离不相等的RI，使得其在结构上较为特殊，从而使得该种距离码的制作难度和成本都比较高；并且，该种海德汉距离码在归零时，最大需要走2个RI的间距，同样使得找零位较为耗时。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种光栅尺及其快速找零位的方法，其能有效解决现有之光栅尺制作难度和成本高并且找零位较为耗时的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种光栅尺，包括有主尺组件、移动读数部件、用于固定主尺组件的安装座以及用于测量移动读数部件相对主尺组件位置的光电测距组件；该主尺组件上设置有系统零位以及多个间隔均等分布的参考点位；该移动读数部件设置于主尺组件的侧旁并可沿主尺组件的长度方向来回移动，该移动读数部件包括有支架以及设置于支架上的读数器；该光电测距组件包括有光电传感器以及用于使光电传感器之发出的光线返回的反射部件。

作为一种优选方案，所述光电传感器设置于支架或者读数器上，对应地该反射部件设置于安装座上。

作为一种优选方案，所述支架的两端均设置有一前述光电传感器，对应地该安装座的两端均设置有一前述反射部件。

作为一种优选方案，所述读数器的两端均设置有一前述光电传感器，对应地该安装座的两端均设置有一前述反射部件。

作为一种优选方案，所述反射部件设置于支架或读数器上，对应地该光电传感器设置于安装座上。

作为一种优选方案，所述支架的两端均设置有一前述反射部件，对应地该安装座的两端均设置有一前述光电传感器。

作为一种优选方案，所述读数器的两端均设置有一前述反射部件，对应地该安装座的两端均设置有一前述光电传感器。

一种光栅尺快速找零位的方法，包括以下步骤：

（1）选择主尺组件：该主尺组件上设置有系统零位以及多个间隔均等分布的参考点位；

（2）测量移动读数部件静止时的位置：利用光电传感器发出的光线并配合反射部件将光线反射而测量计算出移动读数部件相对主尺组件的位置记为m，该位置m位于参考点位R_x和R_x+1之间；

（3）计算距离：计算出位置m与参考点位R_x之间的距离d₁以及位置m与参考点位R_x+1之间的距离d₂；

（4）距离比较：比较d₁与d₂的大小，若d₁小于d₂，朝向参考点位R_x移动d₁距离而回归参考点位，若d₁大于d₂，朝向参考点位R_x+1移动d₂距离而回归参考点位，若d₁等于d₂朝向参考点位R_x或R_x+1回归其中一参考点位均可；

（5）根据回归的参考点位计算出系统零位R₀的位置即可。

作为一种优选方案，在前述步骤（2）中，利用两光电传感器和两反射部件测量出两个距离值，并判断该两个距离值与两光电传感器之间的距离相加后得到的数值是否与两反射部件之间的实际距离相等；若相等，表明光电传感器与反射部件之间不存在障碍物，可使用前述测量的距离值进行后续计算比较；若不相等，表明光电传感器与反射部件之间存在障碍物，不可使用前述测量的距离值进行后续计算比较。