CN103175567B - 一种绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置 - Google Patents

Abstract

一种绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置涉及光栅尺测量技术领域，该装置包括PCI通讯卡和PC机，PCI通讯卡包括PCI接口控制器和第二FPGA，PC机包括PCI接口和主处理器；通过向PCI接口控制器发送命令参数，第二FPGA对其进行接收并转发给光栅尺读数头的第一FPGA，第一FPGA对读数头内的ROM进行数据写入。在数据传输时，询问PCI通讯卡的状态，当状态空闲时，进行数据和数据的CRC校验码发送，从而保证数据传输的完整性和正确性。本发明的修正装置实现了光栅尺读数头参数的在线修正，提高了光栅尺读数头的修正效率。

Description

一种绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置

技术领域

本发明涉及光栅尺测量技术领域，尤其涉及一种绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置。

背景技术

用于位置测量的绝对式光栅尺，在机械加工业中应用广泛，其性能影响到机械加工质量。一般情况下，绝对式光栅尺中读数头需要根据其对应不同的主光栅及光学系统进行微小的参数调整。读数头的参数调整速度直接关系到绝对式光栅尺的生产效率。目前，现有的读数头参数调整需要将读数头拆卸然后再安装，操作过程繁琐，费时。

发明内容

为了解决现有读数头参数调整方法存在的需要反复拆装、费时费力、效率低的技术问题，本发明提供一种绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置包括：PCI通讯卡和PC机，PCI通讯卡包括PCI接口控制器和第二FPGA，PC机包括PCI接口和主处理器；第二FPGA与光栅尺读数头的第一FPGA相连，PCI接口控制器与第二FPGA相连，PCI接口与PCI接口控制器相连，主处理器与PCI接口相连；第二FPGA通过第一FPGA采集光栅尺读数头的光电接收器的参数数据，并将该参数数据和CRC校验码利用CRC校验法传送给PCI接口控制器，PCI接口控制器将接收的数据转换为符合PCI协议的数据，并通过PCI接口传送给主处理器，主处理器将光电接收器的每个像元响应曲线与期望响应曲线进行比对，根据比对结果生成设置参数数据，并将设置参数数据与CRC校验码通过PCI接口传送给PCI接口控制器，PCI接口控制器将接收的符合PCI协议的数据转换为第二FPGA可识别的数据，并通过第二FPGA将数据传递给第一FPGA，第一FPGA根据接收的数据对光电接收器的参数进行修正。

本发明的有益效果是：该修正装置实现了光栅尺读数头参数的在线修正，提高了光栅尺读数头的修正效率；同时，该装置可以对绝对式光栅尺中的光源亮度进行校准。

附图说明

图1是本发明绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置的结构示意图。

图2是本发明中的读取绝对式光栅尺读数头数据的流程图。

图3是本发明中的写入绝对式光栅尺读数头数据的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，待修正的绝对式光栅尺1包括主光栅11、光电接收器12、第一FPGA13、保存配置参数的ROM14、光源15、指示光栅16和光源控制器17，光电接收器12、第一FPGA13、ROM14、光源15、指示光栅16和光源控制器17共同构成了绝对式光栅尺1的读数头，要修正的读数头参数数据为光电接收器12的参数数据。

本发明绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置包括：PCI通讯卡2和PC机3，PCI通讯卡2包括PCI接口控制器21和第二FPGA22，PC机3包括PCI接口31和主处理器32；第二FPGA22与第一FPGA13相连，PCI接口控制器21与第二FPGA22相连，PCI接口31与PCI接口控制器21相连，主处理器32与PCI接口31相连；第二FPGA22通过第一FPGA13采集光电接收器12的参数数据，并将该参数数据和CRC校验码利用CRC校验法传送给PCI接口控制器21，PCI接口控制器21将接收的数据转换为符合PCI协议的数据，并通过PCI接口31传送给主处理器32，主处理器32将光电接收器12的每个像元响应曲线与期望响应曲线进行比对，根据比对结果生成设置参数数据，并将设置参数数据与CRC校验码通过PCI接口31传送给PCI接口控制器21，PCI接口控制器21将接收的符合PCI协议的数据转换为第二FPGA22可识别的数据，并通过第二FPGA22将数据传递给第一FPGA13，第一FPGA13根据接收的数据对光电接收器12的参数进行修正。

本发明绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置的工作原理如下：

如图2所示，在读取绝对式光栅尺1读数头的参数数据时，读数头的参数数据通过第一FPGA13进行采集，然后通过数据线与PCI通讯卡2中的第二FPGA22进行连接；第二FPGA22接收第一FPGA13传来的参数数据，并将参数数据传送给PCI接口控制器21，PCI接口控制器21将接收的数据转换为符合PCI协议的数据传送给PC机3；PC机3通过PCI接口31和PCI接口控制器21进行连接，通过主处理器32最终进行读数头参数数据的读取。本发明采用CRC校验法进行数据读取，为了保证数据的交互无差错，在数据交互开始时，第一FPGA13首先询问PCI通讯卡2是否处于空闲状态。当PCI通讯卡2处于非空闲状态时，第一FPGA13进行等待1秒，然后继续询问PCI通讯卡2的状态，当询问次数大于3时，放弃发送；当PCI通讯卡2处于空闲状态时，向PC机3的PCI接口31发送数据发送开始信号，并开始向PCI接口31发送数据及CRC校验码，PCI接口31将接收的数据传送给主处理器32，发送数据完毕后对PCI接口31发送数据验证命令，检查数据是否全部发送，然后结束本次数据交互，并提示交互是否成功。

如图3所示，在写入绝对式光栅尺1读数头的参数数据时，将要写入的参数数据通过主处理器32发送给PCI接口31；与PCI接口31相连的PCI接口控制器21接收主处理器32发送的数据，PCI接口控制器21将接收的数据通过数据时钟和控制信号传送给第二FPGA22；绝对式光栅尺1中的第一FPGA13通过数据线与第二FPGA22相连，接收第二FPGA22已接收的数据，并将最终数据写入ROM14中，完成对绝对式光栅尺读数头的参数数据写入工作。本发明采用CRC校验法进行数据写入，为了保证数据的交互无差错，在数据交互开始时，主处理器32首先询问PCI通讯卡2是否处于空闲状态。当PCI通讯卡2处于非空闲状态时，主处理器32进行等待1秒，然后继续询问PCI通讯卡2的状态，当询问次数大于3时，放弃发送；当PCI通讯卡2处于空闲状态时，主处理器32发送数据发送开始信号，并开始向第一FPGA13发送数据及CRC校验码，第一FPGA13将接收的数据传送给光电接收器12，发送数据完毕后主处理器32发送数据验证命令检查数据是否全部发送，然后结束本次数据交互，并提示交互是否成功。

通过对绝对式光栅尺1读数头的数据读写工作的相互配合，实现了绝对式光栅尺读数头参数的在线修正工作。

基于上述图1所述的结构和图2至图3所述修正装置的工作原理，本发明的修正装置也可以用于绝对式光栅尺1中光源15的校准。光源15经过长时间工作后，其亮度会减小，PC机3通过读取光电接收器12的电压参数，与光源（15）的基准电压进行比对，通过PC机3向第一FPGA13中写入数据控制光源控制器17的电压以控制光源15的亮度。

Claims (2)

1.一种绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置，其特征在于，该装置包括PCI通讯卡（2）和PC机（3），PCI通讯卡（2）包括PCI接口控制器（21）和第二FPGA（22），PC机（3）包括PCI接口（31）和主处理器（32）；第二FPGA（22）与光栅尺读数头的第一FPGA（13）相连，PCI接口控制器（21）与第二FPGA（22）相连，PCI接口（31）与PCI接口控制器（21）相连，主处理器（32）与PCI接口（31）相连；第二FPGA（22）通过第一FPGA（13）采集光栅尺读数头的光电接收器（12）的参数数据，并将该参数数据和CRC校验码利用CRC校验法传送给PCI接口控制器（21），PCI接口控制器（21）将接收的数据转换为符合PCI协议的数据，并通过PCI接口（31）传送给主处理器（32），主处理器（32）将光电接收器（12）的每个像元响应曲线与期望响应曲线进行比对，根据比对结果生成设置参数数据，并将设置参数数据与CRC校验码通过PCI接口（31）传送给PCI接口控制器（21），PCI接口控制器（21）将接收的符合PCI协议的数据转换为第二FPGA（22）可识别的数据，并通过第二FPGA（22）将数据传递给第一FPGA（13），第一FPGA（13）根据接收的数据对光电接收器（12）的参数进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种绝对式光栅尺读数头参数的在线修正装置，其特征在于，PC机（3）通过读取光电接收器（12）的电压参数，与绝对式光栅尺（1）中光源（15）的基准电压进行比对，向第一FPGA（13）中写入数据控制绝对式光栅尺（1）中光源控制器（17）的电压以控制光源（15）的亮度。