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PILZ皮爾茲光電編碼器新型數據研制
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)中的應用更加廣泛，產量迅猛增加，技術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鍵技術之一。

PILZ皮爾茲光電編碼器新型數據研制
而目前國內各編碼器生產企業(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，產品質量無法保證，而且受人為因素影響較嚴重。德國PILZ編碼器技術，通過光柵基圓圖像，識別出編碼器光柵的回轉中心，計算出光柵的zui大偏心距和zui大偏心位置，并設計了編碼器光柵偏心自動調整系統(tǒng)的機構本體和相關控制系統(tǒng)。本文根據編碼器光柵裝配技術指標和裝配工藝過程，對編碼器光柵裝配自動調整系統(tǒng)的整體機械結構和控制系統(tǒng)進行了設計，通過計算機技術的應用，使機、電有機地融為一體。機械設計主要完成了相機的三維移動工作臺、光柵展開機構、編碼器主體卡具的結構、微動調節(jié)機構等本體的結構設計。控制部分主要由上位機和下位機組成。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中心、zui大偏心位置和偏心距等數據，zui后將所獲得的數據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整工作。光電編碼器廣泛用于數控機床、機器人、雷達、光電經緯儀及軍事、航天等領域，是自動化儀器、設備理想的數字化傳感器。隨著我國工業(yè)現(xiàn)場控制領域的發(fā)展，光電編碼器數據采集技術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)數據的采集和發(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據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)送相應的總線報文以達到光電編碼器數據的串行傳輸，滿足工業(yè)控制的要求。 針對光電編碼器的數據采集和傳輸的要求，設計采用MICROCHIP公司生產的dsPIC30F4011數字信號控制器作為光電編碼器數據的采集對象和總體的主控單元，使用CAN總線和CANopen協(xié)議作為數據的傳輸媒介，并且實現(xiàn)CANopen協(xié)議規(guī)定的各項通信功能，使其成為CANopen網絡中的一個智能節(jié)點。文本的研究內容包括：（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，設計了總線結構的框架和通用總線型光電編碼器的設計方案。分析CAN總線的原理和CANopen協(xié)議的結構，為軟件實現(xiàn)奠定理論基礎。（2）設計光電編碼器從站的硬件結構并繪制硬件原理圖，包括電源電路、輸入輸出電路和CAN總線通信接口電路等。設計使用dsPIC30F4011的QEI模塊采集光電編碼器的輸出數據，使用CAN控制器模塊進行數據的傳輸。（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據處理程序和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據研制
zui后通過搭建光電編碼器節(jié)點試驗板和整個CANopen網絡對光電編碼器節(jié)點進行測試，驗證報文數據和各項通信功能。測試結果表明設計的光電編碼器節(jié)點實現(xiàn)了方案預定功能，可滿足工業(yè)現(xiàn)場的控制和監(jiān)測要求。