編碼器與棱體軸線平行度對(duì)轉(zhuǎn)角誤差的消除DFS60E-S4EC01000于水平面的傾斜角及平面（或圓柱面）之間夾角的儀器,包括采用電子傾角傳感器的電子數(shù)顯傾角儀和機(jī)械傾角測(cè)量機(jī)構(gòu)的光學(xué)傾斜儀。本文研究和開發(fā)了一種基于高精度角度編碼器的校準(zhǔn)裝置。首先分析國(guó)內(nèi)外傾角儀校準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀,介紹了常用的角度基準(zhǔn)器具,并分析了現(xiàn)有的校準(zhǔn)裝置。根據(jù)傾角儀測(cè)量原理和校準(zhǔn)項(xiàng)目的要求,并借鑒現(xiàn)有的校準(zhǔn)的方法及裝置,確定本校準(zhǔn)裝置的方案。設(shè)計(jì)手動(dòng)型校準(zhǔn)裝置,根據(jù)對(duì)所需校準(zhǔn)基準(zhǔn)器具應(yīng)滿足的特點(diǎn),選定角度編碼器為本裝置校準(zhǔn)基準(zhǔn)器具,并根據(jù)校準(zhǔn)項(xiàng)目的要求,選定角度編碼器的型號(hào),通過(guò)角度編碼器與傾角儀的數(shù)據(jù)比較,實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。根據(jù)傾角儀的尺寸、外形和角度編碼器的安裝、尺寸、外形等,設(shè)計(jì)制造了手動(dòng)型裝置,裝置包括機(jī)械系統(tǒng)與角度編碼器及顯示器。根據(jù)方案設(shè)計(jì)確定機(jī)械系統(tǒng)組成,機(jī)械系統(tǒng)包括:裝夾待校準(zhǔn)傾角儀的夾具部件、對(duì)角度編碼器進(jìn)行安裝的部件、對(duì)角度編碼器進(jìn)行調(diào)節(jié)的傳動(dòng)部件及調(diào)速部件和對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)平的底座部件,然后分別對(duì)各部件進(jìn)行分析設(shè)計(jì),確定各部件的結(jié)構(gòu)。應(yīng)用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)機(jī)械機(jī)構(gòu)裝配圖,并繪制零件工程圖,進(jìn)行零件加工,然后對(duì)零部件進(jìn)行裝配,完成手動(dòng)型校準(zhǔn)裝置的開發(fā)。根據(jù)裝置使用人員的要求,在手動(dòng)型裝置的基礎(chǔ)上,進(jìn)行改進(jìn)型裝置的設(shè)計(jì),使用電機(jī)為驅(qū)動(dòng)部件,驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件的運(yùn)行,應(yīng)用AT89S52單片機(jī)作為下位機(jī),應(yīng)用LabVIEW設(shè)計(jì)上位機(jī)軟件,控制電機(jī)。應(yīng)用Lab VIEW的相關(guān)模塊讀取并記錄角度編碼器與有輸出接口且開放的傾角儀,對(duì)沒(méi)有輸出接口或有輸出接口但不開放的傾角儀用攝像頭采集圖像,并識(shí)別出圖像中的數(shù)據(jù),并記錄數(shù)據(jù),完成改進(jìn)型裝置的開發(fā)。

編碼器與棱體軸線平行度對(duì)轉(zhuǎn)角誤差的消除DFS60E-S4EC01000數(shù)控機(jī)床和高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域,是自動(dòng)化設(shè)備理想的角度傳感器。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)越來(lái)越自動(dòng)化和高精度,對(duì)于編碼器需求量越來(lái)越大,對(duì)于編碼器的精度要求也越來(lái)越高。光柵安裝在編碼器主軸上時(shí),光柵與主軸回轉(zhuǎn)中心的同軸度,對(duì)于編碼器的精度影響較大。光柵正確的裝配與調(diào)整,可以使編碼器的零部件的高精度性能充分發(fā)揮或使一些零件的缺陷得到補(bǔ)償。因此本文以機(jī)器視覺為基礎(chǔ),對(duì)編碼器光柵自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的偏心檢測(cè)方法及偏心調(diào)整方案等主要技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和改進(jìn)。首先,分析和研究影響編碼器光柵裝配自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)整體調(diào)整方案和推桿推動(dòng)方案對(duì)于系統(tǒng)精度和效率的影響,根據(jù)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)特性對(duì)調(diào)整方案作出了改進(jìn);分析編碼器光柵裝配自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的主要硬件對(duì)于系統(tǒng)精度和效率的影響,并據(jù)此對(duì)硬件作出了改進(jìn)和調(diào)整。其次,針對(duì)編碼光柵表面圖像特點(diǎn)提出了預(yù)處理過(guò)程及輪廓提取方法,并與傳統(tǒng)的圖像預(yù)處理過(guò)程及輪廓提取方法做了對(duì)比,驗(yàn)證了本文所述輪廓提取方法的可行性。針對(duì)三種不同的檢測(cè)調(diào)整基準(zhǔn)設(shè)計(jì)了不同的特征提取方法及數(shù)據(jù)處理方法。重新設(shè)計(jì)了根據(jù)獲取的這些光柵基準(zhǔn)圓數(shù)據(jù)計(jì)算編碼器光柵偏心大小及角位置的多種計(jì)算方法。再次,根據(jù)編碼器偏心調(diào)整系統(tǒng)的工作需要開發(fā)了自動(dòng)調(diào)焦功能。針對(duì)編碼器光柵表面圖像特點(diǎn),設(shè)計(jì)了光柵表面圖像的清晰度評(píng)價(jià)方法。并針對(duì)光柵表面圖像的清晰度評(píng)價(jià)值與調(diào)焦機(jī)構(gòu)的位置之間函數(shù)關(guān)系設(shè)計(jì)了對(duì)焦深度法和離焦深度法結(jié)合的焦點(diǎn)搜索方案。后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了整個(gè)編碼器光柵偏心調(diào)整系統(tǒng)的有效性,測(cè)試了系統(tǒng)所能達(dá)到的調(diào)整精度和調(diào)整效率。同時(shí)說(shuō)明了不同情況和不同型號(hào)光柵,如何選擇系統(tǒng)的不同光柵偏心調(diào)整基準(zhǔn)。通過(guò)以上研究工作,對(duì)編碼器光柵自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的完成了優(yōu)化,提高了系統(tǒng)的調(diào)整精度及系統(tǒng)實(shí)用性。