一种变距计量光栅刻划的分度定位控制系统研究.pdf

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1、分类号：Y§型：2UDC：密级编号一种变距计量光栅刻划的分度定位控制系统研究StudyoftheIndexingPositioningControlSystemoftheVariedLineSpaceMeasuringGratings学位授予单位及代码：益壹里王盍芏!!Q!竖2学科专业名称及代码：毽墨型堂皇基莶fQgQ!塑2研宄万同：缝重型撞建盎生丝整申请学位级别：亟±指导教师：重整塑塾撞研究生：韭莹论文起止时间：2QQ!：!!=垫!!：Qi长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文。《一种变距计量光栅刻划的分度

2、定位控制系统研宄》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外。本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：遮2址年—壹-月!尘日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和dKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的

3、复印件和电子版．允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：l这斐理Ⅱ～年—卫月2￡日导师签名业年上月—丛B竽邋摘要光栅是一种在表面上按照一定规律分布有线、缝和槽或光学性质变化的物质等构成的光学元件，在国民经济、国荫建设和科学技术研究中具有广泛的应用。随着光学及光电技术和计算机应用等技术的发展和进步，具有像差校正及自聚焦、可用以实现绝对位移测量等优点的变周期或间隔及栅线宽度变化结构特征的变距光栅得到了越来越多的重视。与此同

4、时，包括光栅刻划设备在内的传统光栅制造技术也受到了挑战。本文在分析研究变距光栅结构原理和用于传统计量光栅刻划的长刻线机的结构及分度定位原理的基础上，针对一种可以实现绝对式位移测量的变距计量光栅尺的刻划．提出和设计了一种可以实现普通长刻线机变距分度的闭环光电定位控制系统。控制系统以STC89C51单片机为核心，由步进电机及蜗轮蜗杆刮构成传动系统．咀驱动分度丝杠和拖动工作台产生变距位移}采用直线光栅位移传感器对工作台1000mm运动范围内的位移进行测量并信息反馈。而后通过伺服电机进行位移偏差的修正。同时．由单片机对刻线机的刻划机构进行实时控制

5、，以实现刻线机的分度与刻划动作的良好协调。设计中，对光栅位移传感器输出的脉冲信号采取了电子细分处理，使其分辨率提高到025um。文中对控制系统的误差做了综合分析，井在300mm长度玻璃尺上制作出了最小分度格值为025um的一组变距女4线，验证了控制系统的可行性。关键词：变距计量光栅刻划分度定位闭环控制误差分析ABSTRACTGratingsisakindofopticalcomponentwhichiscomposedofcablejointsandsha矗saecordingtocertain】awsinthedistributions

6、onthesurfaceandhavea“derangeofapplicationsinthenationaleconomMn舭jon副defenseandscienceandtechnologyresearchWiththedevelopmentandprogressofopticsandoptoelectronicandcomputorapplicationtechnohigy,thavaried·line-space(VLS】gratingswhichhasstructureofvariablecycleorspaceandgrat

7、ingwidthhasbeensuccessfullypaidmoreandmoreanentionsTheyhavemanyadvantagessuchasthefocalpropenyandtheaberrationcorrectingabilityandmeasmememofabsoitaedisplaeememAtthes自drletime．fabricationlechnologyofthew,idhionalgratingincludingthegratingrulingengineshasalsobeenachallenge

8、BasedOFttheanalysisofVLSgratingsstn】ctureprincipleandthelongcarvedgratingrulingenginesusedtofabr