用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统及方法与流程

1.本发明涉及光电测量技术领域，尤其涉及一种用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统及方法。


背景技术：

2.绝对式光栅尺系统作为一种无须“归零”的、可在测量范围内任意位置直接获得绝对位置的位置传感器，在机械加工和精密仪器中有着广泛的应用，其性能影响着其使用平台的工作精度。
3.目前，绝对式光栅尺数头的读数方式为摄像式，通过摄取码道对应位置的图像并对图像进行数据处理从而获得当前绝对位置，在检测画面的过程中，检测画面受灰尘和杂质的影响，从而导致对绝对式光栅尺的检测精度不佳。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统及方法，旨在解决现有技术中的检测画面的过程中，检测画面受灰尘和杂质的影响，从而导致对绝对式光栅尺的检测精度不佳的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的一种用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统，包括固定架、外壳、摄像头本体、放置板、转动组件、连接杆、清理棉、穿刺杆、储液盒和开合组件，所述固定架上设置有所述外壳，所述摄像头本体设置于所述外壳内，所述放置板与所述外壳固定连接，并位于所述外壳的外侧壁，所述转动组件与所述放置板固定连接，并位于所述放置板的外侧壁，所述连接杆的一端与所述转动组件固定连接，所述清理棉与所述连接杆固定连接，且所述清理棉贴合于所述摄像头本体的输入端，所述穿刺杆的数量为多根，每根所述穿刺杆分别与所述连接杆固定连接，并均位于所述连接杆的外侧壁，所述储液盒与所述放置板固定连接，并位于所述放置板的外侧壁，所述储液盒上具有多个出液口，且每个所述出液口内分别设置有所述开合组件，每根所述穿刺杆分别与对应的所述出液口相适配。
6.所述转动组件驱动所述连接杆转动，从而使得所述清理棉对所述摄像头本体的输出端进行清理，实现提高对绝对式光栅尺的检测精度。
7.其中，所述开合组件包括支撑块、复位弹簧和开合柱，所述支撑块与所述储液盒固定连接，并位于所述储液盒的内部，所述复位弹簧的一端与所述支撑块固定连接，所述开合柱与所述复位弹簧的另一端固定连接，并位于所述出液口内。
8.所述穿刺杆接触所述支撑块，并将所述支撑块往所述储液盒内挤压，直至所述清理棉上粘附清洁液。
9.其中，所述开合组件还包括外筒和内杆，所述外筒与所述支撑块固定连接，所述内杆的一端与所述外筒滑动连接，所述开合柱与所述内杆的另一端固定连接，且所述复位弹簧分别围绕于所述外筒和所述内杆的外侧壁。
10.所述内杆在所述外筒内滑动，所述内杆与所述外筒相配合，提高所述复位弹簧的稳定性。
11.其中，所述开合组件还包括密封环，所述密封环与所述开合柱固定连接，并位于所述开合柱的外侧壁。
12.所述密封环位于所述开合柱的外侧壁，提高所述开合柱与所述储液盒之间的密封性能。
13.其中，所述转动组件包括转动电机和变速机，所述转动电机与所述放置板固定连接，并位于所述放置板的外侧壁，所述变速机与所述转动电机的输出端固定连接，所述连接杆与所述变速机的输出端固定连接。
14.所述转动电机运作，所述转动电机与所述变速机相配合，从而带动所述连接杆和所述清理棉转动。
15.其中，所述用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统还包括补液管，所述补液管与所述储液盒相连通。
16.可通过所述补液管，往所述储液盒内补充清洁液。
17.本发明还提供一种采用上述所述的一种用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统的控制方法，包括如下步骤：
18.控制所述转动组件运作，带动所述连接杆转动，从而使得所述清理棉对所述摄像头本体的输入端进行清理，利用所述摄像头本体对数控机床和绝对式光栅尺进行实时检测；
19.使用所述摄像头本体采集数控机床的运动学参数，确定振动反馈信号；
20.读取数控机床的运动学参数，并根据获取的振动反馈信号和运动学参数，计算获得相应的对绝对式光栅尺的振动补偿指令，进而将振动补偿指令输出至功率放大器，对数控机床进行振动补偿。
21.本发明的一种用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统及方法，所述储液盒内放置有清洁液，将所述固定架固定于墙面或房屋的支撑柱上，将所述摄像头本体放置于所述外壳内，并使得所述摄像头本体的画面输入端对准绝对式光栅尺，以此对绝对式光栅尺进行检测，在数控机床的日常生产环境下，所述摄像头本体的画面输入端粘附有灰尘和杂质，可通过控制所述转动组件运作，驱动所述连接杆顺时针转动，使得所述穿刺杆接触所述开合组件，并将所述开合组件往所述储液盒内挤压，直至所述清理棉上粘附清洁液，再控制所述转动组件运作，驱动所述连接杆逆时针转动，使得所述穿刺杆远离所述开合组件，所述开合组件重新将所述出液口堵住，所述连接杆往所述摄像头本体处转动，直至所述清理棉将所述摄像头本体的输入端上的灰尘和杂质进行擦拭，实现了避免检测画面的过程中，检测画面受灰尘和杂质的影响，从而提高对绝对式光栅尺的检测精度。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明的用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统的结构示意图。
24.图2是本发明的用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统的正视图。
25.图3是本发明的用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统的侧视图。
26.图4是本发明的图3的a-a线结构剖视图。
27.图5是本发明的图4的b处局部结构放大图。
28.图6是本发明的用于绝对式光栅尺的一体化振动控制方法的步骤流程图。
29.1-固定架、2-外壳、3-摄像头本体、4-放置板、5-转动组件、6-开合组件、7-补液管、8-支撑杆、9-减震组件、51-转动电机、52-变速机、61-支撑块、62-复位弹簧、63-开合柱、64-外筒、65-内杆、66-密封环、91-固定筒、92-滑动杆、93-减震弹簧、94-连接板、101-连接杆、102-清理棉、103-穿刺杆、104-储液盒、105-观察板、106-出液口。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.请参阅图1至图5，本发明提供了一种用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统，包括固定架1、外壳2、摄像头本体3、放置板4、转动组件5、连接杆101、清理棉102、穿刺杆103、储液盒104和开合组件6，所述固定架1上设置有所述外壳2，所述摄像头本体3设置于所述外壳2内，所述放置板4与所述外壳2固定连接，并位于所述外壳2的外侧壁，所述转动组件5与所述放置板4固定连接，并位于所述放置板4的外侧壁，所述连接杆101的一端与所述转动组件5固定连接，所述清理棉102与所述连接杆101固定连接，且所述清理棉102贴合于所述摄像头本体3的输入端，所述穿刺杆103的数量为多根，每根所述穿刺杆103分别与所述连接杆101固定连接，并均位于所述连接杆101的外侧壁，所述储液盒104与所述放置板4固定连接，并位于所述放置板4的外侧壁，所述储液盒104上具有多个出液口106，且每个所述出液口106内分别设置有所述开合组件6，每根所述穿刺杆103分别与对应的所述出液口106相适配。
33.在本实施方式中，所述储液盒104内放置有清洁液，将所述固定架1固定于墙面或房屋的支撑柱上，将所述摄像头本体3放置于所述外壳2内，并使得所述摄像头本体3的画面输入端对准绝对式光栅尺，以此对绝对式光栅尺进行检测，在数控机床的日常生产环境下，所述摄像头本体3的画面输入端粘附有灰尘和杂质，可通过控制所述转动组件5运作，驱动所述连接杆101顺时针转动，使得所述穿刺杆103接触所述开合组件6，并将所述开合组件6往所述储液盒104内挤压，直至所述清理棉102上粘附清洁液，再控制所述转动组件5运作，驱动所述连接杆101逆时针转动，使得所述穿刺杆103远离所述开合组件6，所述开合组件6重新将所述出液口106堵住，所述连接杆101往所述摄像头本体3处转动，直至所述清理棉
102将所述摄像头本体3的输入端上的灰尘和杂质进行擦拭，实现了避免检测画面的过程中，检测画面受灰尘和杂质的影响，从而提高对绝对式光栅尺的检测精度。
34.进一步地，所述开合组件6包括支撑块61、复位弹簧62和开合柱63，所述支撑块61与所述储液盒104固定连接，并位于所述储液盒104的内部，所述复位弹簧62的一端与所述支撑块61固定连接，所述开合柱63与所述复位弹簧62的另一端固定连接，并位于所述出液口106内；所述开合组件6还包括外筒64和内杆65，所述外筒64与所述支撑块61固定连接，所述内杆65的一端与所述外筒64滑动连接，所述开合柱63与所述内杆65的另一端固定连接，且所述复位弹簧62分别围绕于所述外筒64和所述内杆65的外侧壁；所述开合组件6还包括密封环66，所述密封环66与所述开合柱63固定连接，并位于所述开合柱63的外侧壁。
35.在本实施方式中，所述转动组件5运作，驱动所述连接杆101顺时针转动，使得所述穿刺杆103接触所述支撑块61，并将所述支撑块61往所述储液盒104内挤压，直至所述清理棉102上粘附清洁液，此时所述复位弹簧62压缩，并具有回弹力，再控制所述转动组件5运作，驱动所述连接杆101逆时针转动，使得所述穿刺杆103远离所述支撑块61，再所述复位弹簧62的回弹力下，所述开合柱63重新将所述出液口106堵住，所述复位弹簧62分别围绕于所述外筒64和所述内杆65的外侧壁，所述内杆65在所述外筒64内滑动，所述内杆65与所述外筒64相配合，提高所述复位弹簧62的稳定性，所述密封环66位于所述开合柱63的外侧壁，提高所述开合柱63与所述储液盒104之间的密封性能。
36.进一步地，所述转动组件5包括转动电机51和变速机52，所述转动电机51与所述放置板4固定连接，并位于所述放置板4的外侧壁，所述变速机52与所述转动电机51的输出端固定连接，所述连接杆101与所述变速机52的输出端固定连接。
37.在本实施方式中，所述转动电机51运作，所述转动电机51与所述变速机52相配合，从而带动所述连接杆101和所述清理棉102转动。
38.进一步地，所述用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统还包括补液管7，所述补液管7与所述储液盒104相连通。
39.在本实施方式中，可通过所述补液管7，往所述储液盒104内补充清洁液。
40.进一步地，所述用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统还包括支撑杆8和减震组件9，所述支撑杆8的一端与所述固定架1固定连接，所述支撑杆8的另一端与所述外壳2固定连接，所述减震组件9的数量为多组，每组所述减震组件9分别设置于所述固定架1和所述外壳2之间；
41.所述减震组件9包括固定筒91、滑动杆92、减震弹簧93和连接板94，所述固定筒91与所述固定架1固定连接，所述滑动杆92的一端与所述固定筒91滑动连接，所述滑动杆92的另一端与所述连接板94固定连接，所述连接板94与所述外壳2固定连接，所述减震弹簧93的一端与所述固定架1固定连接，所述减震弹簧93的另一端与所述连接板94固定连接，且所述减震弹簧93分别围绕于所述固定筒91和所述滑动杆92的外侧壁。
42.在本实施方式中，所述支撑杆8连接所述固定架1和所述外壳2，所述减震弹簧93位于所述固定架1和所述连接板94之间，所述减震弹簧93压缩，并具有回弹力，在所述减震弹簧93的回弹力下，所述减震弹簧93吸收所述外壳2边角受到的震动，从而减少所述外壳2的晃动程度，以便达到减震效果，所述减震弹簧93分别围绕于所述固定筒91和所述滑动杆92的外侧壁，所述滑动杆92与所述固定筒91相配合，提高所述减震弹簧93的稳定性。
43.进一步地，所述用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统还包括观察板105，所述观察板105与所述储液盒104固定连接，且所述观察板105贯穿所述储液盒104的外侧壁。
44.在本实施方式中，所述观察板105由透明材质制作而成，可通过所述观察板105对所述储液盒104内剩余的清洁液进行查看，以便及时往所述储液盒104内补充清洁液。
45.请参阅图6，本发明还提供了一种采用上述所述的用于绝对式光栅尺的一体化振动控制系统的控制方法，包括如下步骤：
46.s1：控制所述转动组件5运作，带动所述连接杆101转动，从而使得所述清理棉102对所述摄像头本体3的输入端进行清理，利用所述摄像头本体3对数控机床和绝对式光栅尺进行实时检测；
47.s2：使用所述摄像头本体3采集数控机床的运动学参数，确定振动反馈信号；
48.s3：读取数控机床的运动学参数，并根据获取的振动反馈信号和运动学参数，计算获得相应的对绝对式光栅尺的振动补偿指令，进而将振动补偿指令输出至功率放大器，对数控机床进行振动补偿。
49.其中，首先控制所述转动组件5运作，带动所述连接杆101转动，从而使得所述清理棉102对所述摄像头本体3的输入端进行清理，利用所述摄像头本体3对数控机床和绝对式光栅尺进行实时检测，使用所述摄像头本体3采集数控机床的运动学参数，确定振动反馈信号，然后使用检测终端读取数控机床的运动学参数，并根据获取的振动反馈信号和运动学参数，计算获得相应的对绝对式光栅尺的振动补偿指令，进而将振动补偿指令输出至功率放大器，对数控机床进行振动补偿。
50.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。