专利名称：复合型高精度二维坐标零位标识系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及二维精密测长系统，更具体地说是一种高精度二维坐标零位标识系统。
背景技术：
在要求实现二维精密测长、测位移的场合，常利用光栅等增量式传感器构建测量系统。增量式位移传感器自身没有绝对零位，为满足误差修正、停电数据依然有效等需求，需要为其配置绝对零位标识系统。该系统可由各类定位传感器构成，其中随机编码式零位光栅可获得很高的定位精度。大多二维测量系统由两个一维测量系统组成，各轴零位也分别确定。随着二维光栅尺的问世，提出了如何实现二维坐标零位标识的问题。理论上可用两套一维随机编码式零位光栅构建二维坐标零位标识系统，但由此需要两套光源和信号接收系统，致使结构复杂、体积难以微型化，同时在实践中，很难保证两个一维随机编码式零位光栅位置上相互垂直，由此导致二维坐标系的零点不唯一。申请号为03131569的发明专利申请中，公开了一种二维编码式零位对准标记和编码方法，该方法可获得具有微纳米级定位精度的唯一的坐标零位，但因其编码的宽度尺寸为微纳米量级，导致可辨识区极小，稍稍偏离即搜索不到信号，所以难以在实际测量系统中应用。
发明内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种能够精密定位，并且零位易搜寻的复合型高精度二维坐标零位标识系统。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是本实用新型复合型高精度二维坐标零位标识系统，系统组成包括定光栅、光源、指示光栅和信号接收器；其结构特点是所述光源、指示光栅和信号接收器构成刚性光学探测系统与二维工作台上的移动台固联，所述定光栅与二维工作台的底座固联，保持位置恒定；所述定光栅是由两个一维零位光栅以其轴线相互垂直，并在其一端重叠构成具有二维随机编码的零位光栅，按所述二维随机编码设置指示光栅。
与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在1、本实用新型二维零位标识系统及标识方法既继承了二维随机编码光栅精密定位的优点，又利用一维随机编码光栅克服了其不易被搜寻的不足，可使二维工作台快速建立高精度的二维绝对坐标系。
2、本实用新型系统仅需一套光源和瞄准读数系统，益于系统的小型化。
图1为本实用新型二维移动工作台主视结构示意图；图2为本实用新型二维移动工作台俯视结构示意图。
图3为本实用新型二维零位标识系统结构示意图。
图4为本实用新型定光栅结构示意图。
图中标号1光源、2定光栅、2x为x方向的零位光栅、2y为y方向的零位光栅、3指示光栅、4信号接收器、5刚性光学探测系统、6移动台、7底座、8外盒、9内盒、10压块、以下通过具体实施方式
，对本实用新型作进一步描述实施例参见图3，系统组成包括定光栅2、光源1、指示光栅3和信号接收器4；参见图4，定光栅2是由两个一维零位光栅，包括一个x方向的零位光栅2x和一个y向零位光栅2y，以其轴线相互垂直，并在其一端重叠构成具有二维随机编码的零位光栅，按该二维随机编码设置指示光栅3。
参见图1、图2，光源1、指示光栅3和信号接收器4构成刚性光学探测系统5与二维工作台上移动台6固联，定光栅2与二维工作台的底座7固联，保持位置恒定。
图1、图2所示，二维工作台具有固定设置的外盒8、以外盒8为导轨，设置沿一维方向移动的内盒9、以内盒9为导轨，设置沿另一一维方向移动的移动台6，刚性光学探测系统5固定设置在移动台6上，其上有压块10。
本实施例复合型高精度二维坐标零位标识系统的零位标识方法按如下步骤操作第一步移动台6向任意的一维零位光栅方向移动，接收到该一维零位光栅上的零位信号后，即将沿该移动方向上的对应轴读数置零；第二步移动台6沿着与在第一步中读数被置零的轴线垂直的另一轴方向移动搜索，探测到零位脉冲即为二维零位光栅的零点，以此零位脉冲对系统双轴重新置零，获得二维移动工作台坐标系绝对零位。
当二维随机编码与一维随机编码做相对运动时，其光强峰值构成一条线；当二维随机编码与二维随机编码做相对运动时，其光强峰值为一个点。
权利要求1.复合型高精度二维坐标零位标识系统，系统组成包括定光栅(2)、光源(1)、指示光栅(3)和信号接收器(4)；其特征是所述光源(1)、指示光栅(3)和信号接收器(4)构成刚性光学探测系统(5)与二维工作台中的移动台(6)固联，所述定光栅(2)与二维工作中中的底座(7)固联，保持位置恒定；所述定光栅(2)是由两个一维零位光栅以其轴线相互垂直，并在其一端重叠构成具有二维随机编码的零位光栅，按所述二维随机编码设置指示光栅(3)。
2.根据权利要求1所述的复合型高精度二维坐标零位标识系统，其特征是所述二维工作台具有固定设置的外盒(8)、以所述外盒(8)为导轨，设置沿一维方向移动的内盒(9)、以所述内盒(9)为导轨，设置沿另一一维方向移动的移动台(6)。
专利摘要复合型高精度二维坐标零位标识系统，系统组成包括定光栅、光源、指示光栅和信号接收器；其特点是光源、指示光栅和信号接收器构成刚性光学探测系统与二维工作台上的移动台固联，定光栅与二维工作台的底座固联，保持位置恒定；定光栅是由两个一维零位光栅以其轴线相互垂直，并在其一端重叠构成具有二维随机编码的零位光栅，按二维随机编码设置指示光栅。本实用新型能够精密定位，并且零位易搜寻。
文档编号G01D5/26GK2903908SQ200620072508
公开日2007年5月23日 申请日期2006年4月12日 优先权日2006年4月12日
发明者余晓芬, 袁锡梅 申请人:合肥工业大学