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PILZ皮爾茲光電編碼器新型數(shù)據(jù)研制
隨著機(jī)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(guò)程中的一個(gè)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(guó)內(nèi)各編碼器生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行編碼器光柵與主體軸裝配時(shí)主要采用人工手動(dòng)裝配的方式，這種裝配方式效率低下，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證，而且受人為因素影響較嚴(yán)重。德國(guó)PILZ編碼器技術(shù)，通過(guò)光柵基圓圖像，識(shí)別出編碼器光柵的回轉(zhuǎn)中心，計(jì)算出光柵的zui大偏心距和zui大偏心位置，并設(shè)計(jì)了編碼器光柵偏心自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的機(jī)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(biāo)和裝配工藝過(guò)程，對(duì)編碼器光柵裝配自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使機(jī)、電有機(jī)地融為一體。機(jī)械設(shè)計(jì)主要完成了相機(jī)的三維移動(dòng)工作臺(tái)、光柵展開機(jī)構(gòu)、編碼器主體卡具的結(jié)構(gòu)、微動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等本體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？刂撇糠种饕缮衔粰C(jī)和下位機(jī)組成。系統(tǒng)通過(guò)攝像機(jī)獲取光柵圖像，利用圖像處理技術(shù)對(duì)所獲取的圖像進(jìn)行去噪、增強(qiáng)、邊界提取等處理，還原出光柵基圓并計(jì)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(jī)通過(guò)通信模塊發(fā)送給下位機(jī)控制系統(tǒng)，控制執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jī)床、機(jī)器人、雷達(dá)、光電經(jīng)緯儀及軍事、航天等領(lǐng)域，是自動(dòng)化儀器、設(shè)備理想的數(shù)字化傳感器。隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(hào)，代表的只是光電編碼器的碼盤信號(hào)，不利于現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控和檢測(cè)，不適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的要求。通用總線型的光電編碼器則克服了以上缺點(diǎn)，它已經(jīng)成為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線中的一個(gè)智能化節(jié)點(diǎn)，通過(guò)發(fā)送相應(yīng)的總線報(bào)文以達(dá)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(duì)光電編碼器的數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊?，設(shè)計(jì)采用MICROCHIP公司生產(chǎn)的dsPIC30F4011數(shù)字信號(hào)控制器作為光電編碼器數(shù)據(jù)的采集對(duì)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(shí)現(xiàn)CANopen協(xié)議規(guī)定的各項(xiàng)通信功能，使其成為CANopen網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)。文本的研究?jī)?nèi)容包括：（1）針對(duì)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(chǎng)總線的傳輸方案，設(shè)計(jì)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(jì)方案。分析CAN總線的原理和CANopen協(xié)議的結(jié)構(gòu)，為軟件實(shí)現(xiàn)奠定理論基礎(chǔ)。（2）設(shè)計(jì)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(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。（3）光電編碼器節(jié)點(diǎn)的軟件實(shí)現(xiàn)，其中CANopen協(xié)議的軟件實(shí)現(xiàn)是本文的重點(diǎn)，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(duì)象、對(duì)象字典的實(shí)現(xiàn)等。

PILZ皮爾茲光電編碼器新型數(shù)據(jù)研制
zui后通過(guò)搭建光電編碼器節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)板和整個(gè)CANopen網(wǎng)絡(luò)對(duì)光電編碼器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證報(bào)文數(shù)據(jù)和各項(xiàng)通信功能。測(cè)試結(jié)果表明設(shè)計(jì)的光電編碼器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了方案預(yù)定功能，可滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制和監(jiān)測(cè)要求。