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PILZ皮爾茲光電編碼器新型數(shù)據(jù)研制
隨著機械性能的化與高速化的發(fā)展，光電編碼器在各行業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛，產(chǎn)量迅猛增加，技術(shù)水平也在不斷地提高。編碼器光柵與主體軸系的裝配是光電編碼器生產(chǎn)制造過程中的一個重要環(huán)節(jié)，也是保證編碼器精度的關(guān)鍵技術(shù)之一。

PILZ皮爾茲光電編碼器新型數(shù)據(jù)研制
而目前國內(nèi)各編碼器生產(chǎn)企業(yè)在進行編碼器光柵與主體軸裝配時主要采用人工手動裝配的方式，這種裝配方式效率低下，產(chǎn)品質(zhì)量無法保證，而且受人為因素影響較嚴重。德國PILZ編碼器技術(shù)，通過光柵基圓圖像，識別出編碼器光柵的回轉(zhuǎn)中心，計算出光柵的zui大偏心距和zui大偏心位置，并設(shè)計了編碼器光柵偏心自動調(diào)整系統(tǒng)的機構(gòu)本體和相關(guān)控制系統(tǒng)。本文根據(jù)編碼器光柵裝配技術(shù)指標和裝配工藝過程，對編碼器光柵裝配自動調(diào)整系統(tǒng)的整體機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)進行了設(shè)計，通過計算機技術(shù)的應(yīng)用，使機、電有機地融為一體。機械設(shè)計主要完成了相機的三維移動工作臺、光柵展開機構(gòu)、編碼器主體卡具的結(jié)構(gòu)、微動調(diào)節(jié)機構(gòu)等本體的結(jié)構(gòu)設(shè)計?？刂撇糠种饕缮衔粰C和下位機組成。系統(tǒng)通過攝像機獲取光柵圖像，利用圖像處理技術(shù)對所獲取的圖像進行去噪、增強、邊界提取等處理，還原出光柵基圓并計算出編碼器主體的回轉(zhuǎn)中心、zui大偏心位置和偏心距等數(shù)據(jù)，zui后將所獲得的數(shù)據(jù)由上位機通過通信模塊發(fā)送給下位機控制系統(tǒng)，控制執(zhí)行元件實現(xiàn)對光柵偏心位置的調(diào)整工作。光電編碼器廣泛用于數(shù)控機床、機器人、雷達、光電經(jīng)緯儀及軍事、航天等領(lǐng)域，是自動化儀器、設(shè)備理想的數(shù)字化傳感器。隨著我國工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域的發(fā)展，光電編碼器數(shù)據(jù)采集技術(shù)和傳輸通信接口也有了新的發(fā)展，如何將光電編碼器接入工業(yè)控制總線并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送已成為需要解決和研究的重要課題。傳統(tǒng)的光電編碼器輸出數(shù)據(jù)是原始的單端或差分信號，代表的只是光電編碼器的碼盤信號，不利于現(xiàn)場的監(jiān)控和檢測，不適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場控制的要求。通用總線型的光電編碼器則克服了以上缺點，它已經(jīng)成為工業(yè)現(xiàn)場總線中的一個智能化節(jié)點，通過發(fā)送相應(yīng)的總線報文以達到光電編碼器數(shù)據(jù)的串行傳輸，滿足工業(yè)控制的要求。 針對光電編碼器的數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊螅O(shè)計采用MICROCHIP公司生產(chǎn)的dsPIC30F4011數(shù)字信號控制器作為光電編碼器數(shù)據(jù)的采集對象和總體的主控單元，使用CAN總線和CANopen協(xié)議作為數(shù)據(jù)的傳輸媒介，并且實現(xiàn)CANopen協(xié)議規(guī)定的各項通信功能，使其成為CANopen網(wǎng)絡(luò)中的一個智能節(jié)點。文本的研究內(nèi)容包括：（1）針對CANopen協(xié)議的光電編碼器子協(xié)議，建立了一種基于CANopen協(xié)議的CAN現(xiàn)場總線的傳輸方案，設(shè)計了總線結(jié)構(gòu)的框架和通用總線型光電編碼器的設(shè)計方案。分析CAN總線的原理和CANopen協(xié)議的結(jié)構(gòu)，為軟件實現(xiàn)奠定理論基礎(chǔ)。（2）設(shè)計光電編碼器從站的硬件結(jié)構(gòu)并繪制硬件原理圖，包括電源電路、輸入輸出電路和CAN總線通信接口電路等。設(shè)計使用dsPIC30F4011的QEI模塊采集光電編碼器的輸出數(shù)據(jù)，使用CAN控制器模塊進行數(shù)據(jù)的傳輸。（3）光電編碼器節(jié)點的軟件實現(xiàn)，其中CANopen協(xié)議的軟件實現(xiàn)是本文的重點，主要包括光電編碼器的數(shù)據(jù)處理程序和CAN總線通信、CANopen協(xié)議通信對象、對象字典的實現(xiàn)等。

PILZ皮爾茲光電編碼器新型數(shù)據(jù)研制
zui后通過搭建光電編碼器節(jié)點試驗板和整個CANopen網(wǎng)絡(luò)對光電編碼器節(jié)點進行測試，驗證報文數(shù)據(jù)和各項通信功能。測試結(jié)果表明設(shè)計的光電編碼器節(jié)點實現(xiàn)了方案預(yù)定功能，可滿足工業(yè)現(xiàn)場的控制和監(jiān)測要求。