專利名稱：一種絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光柵尺測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置。
背景技術(shù)：
用于位置測量的絕對式光柵尺，在機械加工業(yè)中應(yīng)用廣泛，其性能影響到機械加工質(zhì)量。一般情況下，絕對式光柵尺中讀數(shù)頭需要根據(jù)其對應(yīng)不同的主光柵及光學(xué)系統(tǒng)進行微小的參數(shù)調(diào)整。讀數(shù)頭的參數(shù)調(diào)整速度直接關(guān)系到絕對式光柵尺的生產(chǎn)效率。目前，現(xiàn)有的讀數(shù)頭參數(shù)調(diào)整需要將讀數(shù)頭拆卸然后再安裝，操作過程繁瑣，費時。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有讀數(shù)頭參數(shù)調(diào)整方法存在的需要反復(fù)拆裝、費時費力、效率低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:一種絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置包括:PCI通訊卡和PC機，PCI通訊卡包括PCI接口控制器和第二 FPGA，PC機包括PCI接口和主處理器；第二 FPGA與光柵尺讀數(shù)頭的第一 FPGA相連，PCI接口控制器與第二 FPGA相連，PCI接口與PCI接口控制器相連，主處理器與PCI接口相連；第二 FPGA通過第一 FPGA采集光柵尺讀數(shù)頭的光電接收器的參數(shù)數(shù)據(jù)，并將該參數(shù)數(shù)據(jù)和CRC校驗碼利用CRC校驗法傳送給PCI接口控制器，PCI接口控制器將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合PCI協(xié)議的數(shù)據(jù)，并通過PCI接口傳送給主處理器，主處理器將光電接收器的每個像元響應(yīng)曲線與期望響應(yīng)曲線進行比對，根據(jù)比對結(jié)果生成設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù)，并將設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù)與CRC校驗碼通過PCI接口傳送給PCI接口控制器，PCI接口控制器將接收的符合PCI協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二 FPGA可識別的數(shù)據(jù)，并通過第二 FPGA將數(shù)據(jù)傳遞給第一 FPGA，第一 FPGA根據(jù)接收的數(shù)據(jù)對光電接收器的參數(shù)進行修正。本發(fā)明的有益效果是:該修正裝置實現(xiàn)了光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正，提高了光柵尺讀數(shù)頭的修正效率；同時，該裝置可以對絕對式光柵尺中的光源亮度進行校準(zhǔn)。


圖1是本發(fā)明絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中的讀取絕對式光柵尺讀數(shù)頭數(shù)據(jù)的流程圖。圖3是本發(fā)明中的寫入絕對式光柵尺讀數(shù)頭數(shù)據(jù)的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。如圖1所示，待修正的絕對式光柵尺I包括主光柵11、光電接收器12、第一FPGA13、保存配置參數(shù)的R0M14、光源15、指示光柵16和光源控制器17，光電接收器12、第一 FPGAl3, R0M14、光源15、指示光柵16和光源控制器17共同構(gòu)成了絕對式光柵尺I的讀數(shù)頭，要修正的讀數(shù)頭參數(shù)數(shù)據(jù)為光電接收器12的參數(shù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置包括:PCI通訊卡2和PC機3，PCI通訊卡2包括PCI接口控制器21和第二 FPGA22，PC機3包括PCI接口 31和主處理器32 ;第二 FPGA22與第一 FPGA13相連，PCI接口控制器21與第二 FPGA22相連，PCI接口 31與PCI接口控制器21相連，主處理器32與PCI接口 31相連；第二 FPGA22通過第一 FPGA13采集光電接收器12的參數(shù)數(shù)據(jù)，并將該參數(shù)數(shù)據(jù)和CRC校驗碼利用CRC校驗法傳送給PCI接口控制器21，PCI接口控制器21將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合PCI協(xié)議的數(shù)據(jù)，并通過PCI接口 31傳送給主處理器32，主處理器32將光電接收器12的每個像元響應(yīng)曲線與期望響應(yīng)曲線進行比對，根據(jù)比對結(jié)果生成設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù)，并將設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù)與CRC校驗碼通過PCI接口 31傳送給PCI接口控制器21，PCI接口控制器21將接收的符合PCI協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二 FPGA22可識別的數(shù)據(jù)，并通過第二 FPGA22將數(shù)據(jù)傳遞給第一 FPGA13，第一 FPGA13根據(jù)接收的數(shù)據(jù)對光電接收器12的參數(shù)進行修正。本發(fā)明絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置的工作原理如下:如圖2所示，在讀取絕對式光柵尺I讀數(shù)頭的參數(shù)數(shù)據(jù)時，讀數(shù)頭的參數(shù)數(shù)據(jù)通過第一 FPGA13進行采集，然后通過數(shù)據(jù)線與PCI通訊卡2中的第二 FPGA22進行連接；第二FPGA22接收第一 FPGA13傳來的參數(shù)數(shù)據(jù)，并將參數(shù)數(shù)據(jù)傳送給PCI接口控制器21，PCI接口控制器21將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合PCI協(xié)議的數(shù)據(jù)傳送給PC機3 ；PC機3通過PCI接口 31和PCI接口控制器21進行連接，通過主處理器32最終進行讀數(shù)頭參數(shù)數(shù)據(jù)的讀取。本發(fā)明采用CRC校驗法進行數(shù)據(jù)讀取，為了保證數(shù)據(jù)的交互無差錯，在數(shù)據(jù)交互開始時，第一 FPGA13首先詢問PCI通訊卡2是否處于空閑狀態(tài)。當(dāng)PCI通訊卡2處于非空閑狀態(tài)時，第一 FPGA13進行等待I秒，然后繼續(xù)詢問PCI通訊卡2的狀態(tài)，當(dāng)詢問次數(shù)大于3時，放棄發(fā)送；當(dāng)PCI通訊卡2處于空閑狀態(tài)時，向PC機3的PCI接口 31發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送開始信號，并開始向PCI接口 31發(fā)送數(shù)據(jù)及CRC校驗碼，PCI接口 31將接收的數(shù)據(jù)傳送給主處理器32，發(fā)送數(shù)據(jù)完畢后對PCI接口 31發(fā)送數(shù)據(jù)驗證命令，檢查數(shù)據(jù)是否全部發(fā)送，然后結(jié)束本次數(shù)據(jù)交互，并提示交互是否成功。如圖3所示，在寫入絕對式光柵尺I讀數(shù)頭的參數(shù)數(shù)據(jù)時，將要寫入的參數(shù)數(shù)據(jù)通過主處理器32發(fā)送給PCI接口 31 ;與？(:1接口 31相連的PCI接口控制器21接收主處理器32發(fā)送的數(shù)據(jù)，PCI接口控制器21將接收的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)時鐘和控制信號傳送給第二FPGA22 ;絕對式光柵尺I中的第一 FPGA13通過數(shù)據(jù)線與第二 FPGA22相連，接收第二 FPGA22已接收的數(shù)據(jù)，并將最終數(shù)據(jù)寫入R0M14中，完成對絕對式光柵尺讀數(shù)頭的參數(shù)數(shù)據(jù)寫入工作。本發(fā)明采用CRC校驗法進行數(shù)據(jù)寫入，為了保證數(shù)據(jù)的交互無差錯，在數(shù)據(jù)交互開始時，主處理器32首先詢問PCI通訊卡2是否處于空閑狀態(tài)。當(dāng)PCI通訊卡2處于非空閑狀態(tài)時，主處理器32進行等待I秒，然后繼續(xù)詢問PCI通訊卡2的狀態(tài)，當(dāng)詢問次數(shù)大于3時，放棄發(fā)送；當(dāng)PCI通訊卡2處于空閑狀態(tài)時，主處理器32發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送開始信號，并開始向第一 FPGA13發(fā)送數(shù)據(jù)及CRC校驗碼，第一 FPGA13將接收的數(shù)據(jù)傳送給光電接收器12，發(fā)送數(shù)據(jù)完畢后主處理器32發(fā)送數(shù)據(jù)驗證命令檢查數(shù)據(jù)是否全部發(fā)送，然后結(jié)束本次數(shù)據(jù)交互，并提示交互是否成功。通過對絕對式光柵尺I讀數(shù)頭的數(shù)據(jù)讀寫工作的相互配合，實現(xiàn)了絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正工作?；谏鲜鰣D1所述的結(jié)構(gòu)和圖2至圖3所述修正裝置的工作原理，本發(fā)明的修正裝置也可以用于絕對式光柵尺I中光源15的校準(zhǔn)。光源15經(jīng)過長時間工作后，其亮度會減小，PC機3通過讀取光電接收器12的電壓參數(shù)，與光源(15)的基準(zhǔn)電壓進行比對，通過PC機3向第一 FPGA13中寫入數(shù)據(jù)控制光源控制器17的電壓以控制光源15的亮度。
權(quán)利要求
1.一種絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置，其特征在于，該裝置包括PCI通訊卡(2)和PC機(3)，PCI通訊卡(2)包括PCI接口控制器(21)和第二 FPGA (22)，PC機(3)包括PCI接口(31)和主處理器(32);第二 FPGA (22)與光柵尺讀數(shù)頭的第一 FPGA (13)相連,PCI接口控制器(21)與第二 FPGA (22)相連，PCI接口(31)與PCI接口控制器(21)相連，主處理器(32)與PCI接口(31)相連；第二 FPGA (22)通過第一 FPGA (13)采集光柵尺讀數(shù)頭的光電接收器(12)的參數(shù)數(shù)據(jù)，并將該參數(shù)數(shù)據(jù)和CRC校驗碼利用CRC校驗法傳送給PCI接口控制器(21)，PCI接口控制器(21)將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合PCI協(xié)議的數(shù)據(jù)，并通過PCI接口( 31)傳送給主處理器(32 )，主處理器(32 )將光電接收器(12 )的每個像元響應(yīng)曲線與期望響應(yīng)曲線進行比對，根據(jù)比對結(jié)果生成設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù)，并將設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù)與CRC校驗碼通過PCI接口(31)傳送給PCI接口控制器(21)，PCI接口控制器(21)將接收的符合PCI協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二 FPGA (22)可識別的數(shù)據(jù)，并通過第二 FPGA (22)將數(shù)據(jù)傳遞給第一 FPGA (13)，第一 FPGA (13)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)對光電接收器(12)的參數(shù)進行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置，其特征在于，PC機(3)通過讀取光電接收器(12)的電壓參數(shù)，與絕對式光柵尺(I)中光源(15)的基準(zhǔn)電壓進行比對，向第一 FPGA (13)中寫入數(shù)據(jù)控制絕對式光柵尺(I)中光源控制器(17)的電壓以控制光源(15)的亮度。
全文摘要
一種絕對式光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正裝置涉及光柵尺測量技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括PCI通訊卡和PC機，PCI通訊卡包括PCI接口控制器和第二FPGA，PC機包括PCI接口和主處理器；通過向PCI接口控制器發(fā)送命令參數(shù)，第二FPGA對其進行接收并轉(zhuǎn)發(fā)給光柵尺讀數(shù)頭的第一FPGA，第一FPGA對讀數(shù)頭內(nèi)的ROM進行數(shù)據(jù)寫入。在數(shù)據(jù)傳輸時，詢問PCI通訊卡的狀態(tài)，當(dāng)狀態(tài)空閑時，進行數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的CRC校驗碼發(fā)送，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性。本發(fā)明的修正裝置實現(xiàn)了光柵尺讀數(shù)頭參數(shù)的在線修正，提高了光柵尺讀數(shù)頭的修正效率。
文檔編號G01D18/00GK103175567SQ201310066159
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者劉建卓, 喬棟, 曾琪峰, 吳宏圣, 孫強, 趙建 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所