一种反射式光栅信号处理装置的制作方法

本发明涉及精密测量领域，更具体地说，涉及一种反射式光栅信号处理装置。


背景技术：

精密反射式光栅尺作为一种直线位移检测的重要元件，经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，作为一种直线位移测量反馈装置，其测量输出的信号为数字脉冲信号，可进行灵活的数字化处理，具有检测范围大、检测精度高、响应速度快、抗干扰能力强等诸多优点。现有技术中，反射式光栅在使用时，安装调试十分不便，无法直观地得到光信号的强弱，而且在使用时，光信号转化为电信号的不够准确，最后，在调节之后，玻璃光栅位置调节不准确，而且容易动作，这样进一步降低了光栅的使用效果。为此，我们提出一种反射式光栅信号处理装置来解决上述问题。


技术实现要素：

1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种反射式光栅信号处理装置，可以实现能够快速地对玻璃光栅的位置进行粗调或者微调，调节的效果理想，同时结构简单，易于操作，而且调节之后位置稳定，不会轻易晃动，同时调节时，实时显示信号强弱，提高光信号测量的准确度。2．技术方案为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。一种反射式光栅信号处理装置，包括安装板和基座，所述安装板的下端侧壁设有光源，且安装板的下端侧壁还设置有梳妆阵列，所述基座的上端侧壁设置有玻璃光栅，所述光源用于向玻璃光栅发出光信号，经过玻璃光栅的栅线反射回梳妆阵列，梳妆阵列用于将光信号转换为电信号，所述梳妆阵列上设置有多个光敏单元，所述玻璃光栅上设置有多个干涉条纹，且多个光敏单元的位置与干涉条纹一一对应，所述梳妆阵列包括多组四列项光敏面和非光敏面，四列项光敏面的角度分别为0度、90度、180度和270度。进一步的，所述安装板的侧壁还设置有增透膜晶片，所述增透膜晶片包过光源，用于过滤光源，以使仅有红外光通过，且光源采用红外晶圆发出。进一步的，所述基座的侧壁设置有强弱指示灯，所述强弱指示灯与梳妆阵列电连接，并设置为在梳妆阵列接收到玻璃光栅发出的光信号强时，强弱指示灯发出的光强强，在梳妆阵列接收到玻璃光栅发出的光信号弱时，强弱指示灯发出的光强弱。进一步的，所述基座的上端侧壁与玻璃光栅滑动连接，所述基座的上端侧壁还滑动连接有收纳槽，所述收纳槽中转动连接有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上套设有滑动件，所述滑动件与收纳槽的底部滑动连接，所述滑动件的上端侧壁与玻璃光栅固定连接，所述滚珠丝杆的一端延伸至玻璃光栅和基座外。
进一步的，所述收纳槽的下端侧壁通过限位弹簧固定连接有限位块，所述限位块的整体呈棱柱或棱台形，且限位块的下侧壁面积大于上侧壁面积，且限位块的下端侧壁与基座的上端侧壁接触，且限位弹簧处于压缩状态，以增加基座与限位块之间的摩擦力。进一步的，所述限位块的上端侧壁固定连接有拉绳，所述收纳槽的侧壁固定连接有限位筒，所述拉绳穿过限位筒，所述拉绳的一端固定连接有挂环，且挂环的外径大于限位筒的内径，以使限位环卡在限位筒的筒口附近，且拉绳采用弹性绳，所述滚珠丝杆的一端固定连接有转盘，所述转盘的侧壁固定连接有多个挂钩，所述挂钩与挂环对应，以使挂环挂在挂钩上，且多个挂钩以转盘的圆心呈环形阵列分布，挂钩的数量多个三个。进一步的，所述收纳槽的下端侧壁设置有导向轮，所述拉绳穿过导向轮以更改拉绳的移动方向，且限位筒的中部设置为螺旋形，并套在滚珠丝杆上，且限位筒的内径大于滚珠丝杆的外径，以使滚珠丝杆转动时不会与限位筒接触，所述限位筒靠近导向轮的一端水平设置，并与拉绳的延伸方向重合。进一步的，所述基座上端开设有多个滑道，所述收纳槽和所述玻璃光栅的下端侧壁均固定连接有多个滑块，每个滑块位于一个滑道中。3．有益效果相比于现有技术，本发明的优点在于：（1）本方案该装置是对反射的光信号转电信号进行处理，首先当单场扫描上的红外晶圆发射出红外光经玻璃光栅的栅线反射回梳妆阵列，梳妆阵列将光信号转换为电信号。要实现光信号至电信号，再到增量信号，这就需要梳妆阵列光敏单元的排列必须根据玻璃光栅形成的干涉条纹来设计，该装置梳妆阵列分别为多组四列项光敏面和非光敏面构成，从而获得正余弦两对差分信号，差分信号之间电气角度为180度，正余弦信号的电气角度为90度，该阵列输出的信号首先进行放大处理，然后进行相位补偿，红外光强度补偿，获得标准的李沙育图，最后进行电子细分处理。同时该装置设置有信号强弱指示灯，通过此灯进行安装调试。该装置的单场扫描设置有增透膜镜片，只允许红外光通过，防止其他光源的影响。（2）通过合理的梳妆阵列（单场扫描阵列）设计，避免的信号不稳定，安装要求高的问题，提高了该系列产品的稳定性和可靠性。（3）该装置的单场扫描（梳妆阵列）光敏单元的排列必须根据玻璃光栅形成的干涉条纹来设计，该装置梳妆阵列分别为多组四列项光敏面和非光敏面构成，即0度、90度、180度、270度，多组形成了单场扫描单元，这样即使光栅尺面有轻微的污染也不会影响计数的稳定性，该扫描单元最大的特点是将红外晶圆与梳妆阵列、信号放大、相位补偿以及光源强度补偿集成一体，图1所示。从而具备将获得正余弦两对差分信号，差分信号之间电气角度为180度，正余弦信号的电气角度为90度，该阵列输出的信号首先进行放大处理，然后进行相位补偿，红外光强度补偿，获得标准的李沙育图。（4）通过推动玻璃光栅移动，可以快速将玻璃光栅移动到指定位置，同时可以转动滚珠丝杆，带动玻璃光栅缓慢移动，这样进行微调，而且调节过程中，通过观察强弱指示灯的亮度，即可快速得到玻璃光栅是否处于最佳的位置进行光信号传递和转换，从而提高整个装置的检测效率。
附图说明
图1为本发明的安装座和玻璃光栅的位置结构示意图；图2为本发明的红外光源照射到玻璃光栅面后再反射至单场扫描阵列的示意图；图3为本发明的基座和玻璃光栅的连接结构示意图；图4为本发明的图3中a处的结构示意图。图中标号说明：1、安装座；2、基座；3、光源；4、梳妆阵列；5、玻璃光栅；6、光敏单元；7、干涉条纹；8、增透膜晶片；9、强弱指示灯；10、收纳槽；11、滚珠丝杆；12、滑动件；13、限位弹簧；14、限位块；15、拉绳；16、挂环；17、转盘；18、挂钩；19、导向轮；20、滑道；21、滑块；22、限位筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。实施例1：请参阅图1-图4，一种反射式光栅信号处理装置，包括安装板和基座2，安装板的下端侧壁设有光源3，且安装板的下端侧壁还设置有梳妆阵列4，基座2的上端侧壁设置有玻璃光栅5，光源3用于向玻璃光栅5发出光信号，经过玻璃光栅5的栅线反射回梳妆阵列4，梳妆阵列4用于将光信号转换为电信号，梳妆阵列4上设置有多个光敏单元6，玻璃光栅5上设置有多个干涉条纹7，且多个光敏单元6的位置与干涉条纹7一一对应，梳妆阵列4包括多组四列项光敏面和非光敏面，四列项光敏面的角度分别为0度、90度、180度和270度。进一步的，安装板的侧壁还设置有增透膜晶片8，增透膜晶片8包过光源3，用于过滤光源3，以使仅有红外光通过，且光源3采用红外晶圆发出。进一步的，基座2的侧壁设置有强弱指示灯9，强弱指示灯9与梳妆阵列4电连接，并设置为在梳妆阵列4接收到玻璃光栅5发出的光信号强时，强弱指示灯9发出的光强强，在梳妆阵列4接收到玻璃光栅5发出的光信号弱时，强弱指示灯9发出的光强弱。进一步的，基座2的上端侧壁与玻璃光栅5滑动连接，基座2的上端侧壁还滑动连接有收纳槽10，收纳槽10中转动连接有滚珠丝杆11，滚珠丝杆11上套设有滑动件12，滑动件12
与收纳槽10的底部滑动连接，滑动件12的上端侧壁与玻璃光栅5固定连接，滚珠丝杆11的一端延伸至玻璃光栅5和基座2外。转动滚珠丝杆11，滚珠丝杆11带动滑动件12来回移动，滑动件12带动玻璃光栅5移动，进而能够对玻璃光栅5的位置进行微调，使其处于最佳接受信号的位置。进一步的，收纳槽10的下端侧壁通过限位弹簧13固定连接有限位块14，限位块14的整体呈棱柱或棱台形，且限位块14的下侧壁面积大于上侧壁面积，且限位块14的下端侧壁与基座2的上端侧壁接触，且限位弹簧13处于压缩状态，以增加基座2与限位块14之间的摩擦力。在调节玻璃光栅5和收纳槽10的位置后，可以利用限位弹簧13的反弹力，使限位块14压紧基座2，这样能够保证收纳槽10和玻璃光栅5在位置调节之后的稳定性。进一步的，限位块14的上端侧壁固定连接有拉绳15，收纳槽10的侧壁固定连接有限位筒22，拉绳15穿过限位筒22，拉绳15的一端固定连接有挂环16，且挂环16的外径大于限位筒22的内径，以使限位环卡在限位筒22的筒口附近，且拉绳15采用弹性绳，滚珠丝杆11的一端固定连接有转盘17，转盘17的侧壁固定连接有多个挂钩18，挂钩18与挂环16对应，以使挂环16挂在挂钩18上，且多个挂钩18以转盘17的圆心呈环形阵列分布，挂钩18的数量多个三个。而在需要调节收纳槽10和玻璃光栅5的位置时，可以拉绳15拉环，带动拉绳15移动，拉绳15带动限位块14移动，使其与基座2分开，这样不会产生摩擦力，然后将挂环16挂在挂钩18上，推动滚珠丝杆11移动，就能够同时带动收纳槽10和玻璃光栅5移动，这样可以快速对玻璃光栅5的位置进行粗调，结构简单，操作方便。进一步的，收纳槽10的下端侧壁设置有导向轮19，拉绳15穿过导向轮19以更改拉绳15的移动方向，且限位筒22的中部设置为螺旋形，并套在滚珠丝杆11上，且限位筒22的内径大于滚珠丝杆11的外径，以使滚珠丝杆11转动时不会与限位筒22接触，限位筒22靠近导向轮19的一端水平设置，并与拉绳15的延伸方向重合。通过导向轮19的设置，可以在调节限位块14的位置时，避免拉绳15与弹簧之间发生摩擦，同时也能够从竖直方向上拉动限位块14移动，从而能够更快、更高效地调节限位块14的位置。进一步的，基座2上端开设有多个滑道20，收纳槽10和玻璃光栅5的下端侧壁均固定连接有多个滑块21，每个滑块21位于一个滑道20中。通过滑道20和滑块21的配合作用，能够保证收纳槽10和玻璃光栅5在移动时的稳定，不会剧烈晃动，从而保证整个装置的安全。本发明在工作时，通过推动玻璃光栅5移动，可以快速将玻璃光栅5移动到指定位置，同时可以转动滚珠丝杆11，带动玻璃光栅5缓慢移动，这样进行微调，而且调节过程中，通过观察强弱指示灯9的亮度，即可快速得到玻璃光栅5是否处于最佳的位置进行光信号传递和转换，从而提高整个装置的检测效率；首先当单场扫描上的红外晶圆发射出红外光经玻璃光栅5的栅线反射回梳妆阵列4，梳妆阵列4将光信号转换为电信号。要实现光信号至电信号，再到增量信号，这就需要梳妆阵列4光敏单元6的排列必须根据玻璃光栅5形成的干涉条纹7来设计，该装置梳妆阵列4分别为多组四列项光敏面和非光敏面构成，从而获得正余弦两对差分信号，差分信号之间
电气角度为180度，正余弦信号的电气角度为90度，该阵列输出的信号首先进行放大处理，然后进行相位补偿，红外光强度补偿，获得标准的李沙育图，最后进行电子细分处理。同时该装置设置有信号强弱指示灯9，通过此灯进行安装调试。该装置的单场扫描设置有增透膜镜片，只允许红外光通过，防止其他光源3的影响。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。