德国HEIDENHAIN海德汉测量系统和信号处理

德国HEIDENHAIN海德汉测量系统和信号处理，KGM包括一个固定在基座上的圆晶形状的二维栅格光栅和一个扫描头。测量时，扫描头非接触地在格栅板上运动。对设置操作，将基座固定在工件夹持元件（例如加工中心的工作台）上并对正。扫描头固定在静止不动的夹刀元件（例如加工中心的主轴）上并大致对正。用一片隔膜将扫描间隙设置为0.5 ±0.05 mm。用扫描头上的一组螺丝精细调整该间隙并借助ACCOM信号处理软件改善测量信号质量。对相互垂直的两轴，KGM输出两个90°相位差、4 µm信号周期信号。测量信号发给计算机进行后续处理。 海德汉的EIB 741连接盒（以太网）和IK 220计数卡（PCI总线）用于连接KGM与计算机。 这两种设备都能将正弦测量信号细分4096倍，使每轴的测量步距达到约1 nm。 海德汉公司的ACCOM软件基于ISO 230-4标准处理测量值。 用ACCOM可以方便地为KGM对圆弧细分测试和自由形状测试进行编程。 ACCOM信号处理软件提示用户输入所有必要参数信息并生成相应NC程序，所生成的程序通过通信接口（串口或以太网或TCP/IP）可被立即装入CNC数控系统中。KGM二维编码器用于动态检测CNC数控机床的轮廓加工精度。例如用它进行圆弧细分测试，支持115 mm到0,1 mm的圆弧半径，进给速率可达80 m/min。KGM可进行两轴自由形状测试。KGM优点是非接触测量，它避免了像DBB这样滚珠轴承的影响。

德国HEIDENHAIN海德汉测量系统和信号处理，HEIDENHAIN海德汉光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位称量进行测量。高分辨率的光栅尺一般造价较贵，且制造困难。为了提高系统分辨率，需要对莫尔条纹进行细分，光栅尺传感器系统多采用电子细分方法。当两块光栅以微小倾角重叠时，在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹，随着光栅的移动，莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量。在一个莫尔条纹宽度内，按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与判向功能。例如，栅线为50线对/mm的光栅尺，其光栅栅距为0.02mm，若采用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲，这在工业普通测控中已达到了很高精度。由于位移是一个矢量，即要检测其大小，又要检测其方向，因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波，通常采用由低漂移运放构成的差分放大器。由4个光敏器件获得的4路光电信号分别送到2只差分放大器输入端，从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2，为得到判向和计数脉冲，需对这两路信号进行整形，首先把它们整形为占空比为1：1的方波。然后，通过对方波的相位进行判别比较，就可以等到光栅尺的移动方向。通过对方波脉冲进行计数，可以得到光栅尺的位移和速度。

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