一种多通道光栅编码器识别系统的制作方法

本发明涉及光栅编码器技术领域，特别涉及一种多通道光栅编码器识别系统。

背景技术：

光栅编码器是学科综合性较强的高新技术产品，集成了电子、控制、机械、光学等领域的先进技术，充分体现了电子、光学与其他学科相互交叉和渗透的趋势。光栅编码器在一些例如数控机床，纳米操作等诸多精密定位应用领域起着举足轻重的作用，直接关系到设备的精度和性能。

在纳米操作精密定位应用中，精确移动定位不止一个维度，往往具有xyz三个维度的精确定位，更有甚者会使用到九个维度的定位，每一个维度的定位都需要1个光栅编码器，为了实现更精确的定位缩小定位误差，常用的做法是将光栅信号采集后做细分处理，然后根据细分结果做闭环控制。这就要求在一个细分盒上要能拓扑多个通道的光栅编码器，如果不拓扑，那么在多维度定位应用中一个细分盒只能配一个编码器，势必造成细分盒资源浪费，成本增加。

在细分盒拓扑多个光栅编码器时，传统做法是采集两路正交90°的光栅信号，令其做差运算，得到|δv|，判断|δv|与设定的阈值比较，大于阈值说明有编码器插在细分盒上，小于阈值说明没有编码器插上。由于编码器输出的正交信号幅值差值并不是常量，物体运动停止后有可能使得两路正交信号差值|δv|刚好为零，或者差值非常小，如果判断阈值设定的太高，那么将不能正确检测到编码器，如果阈值设定太低，那么由于噪声的问题，有可能会噪声误判。所以软件判定有无编码器插上(本文称为sensor)并不稳定，导致数据误读，影响后续定位操作。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种设计合理，可准确判定识别，并有效降低成本的多通道光栅编码器识别系统。其采用如下技术方案：

一种多通道光栅编码器识别系统，其包括多个光栅编码器、细分盒，所述细分盒内设有mcu、电阻、电压模块和多个连接器母头，每个光栅编码器通过一个连接器公头与一个连接器母头连接，一个光栅编码器、一个连接器公头、一个连接器母头形成一条通道，所述连接器公头中有连接的第一pin脚和第二pin脚，所述连接器母头中有分别与所述第一pin脚和第二pin脚连接的第三pin脚和第四pin脚，所述第三pin脚、所述mcu的io口均与所述电阻的第一端连接，所述电阻的第二端与电压模块连接，所述第四pin脚接地，所述mcu根据io口的电平高低来判定该通道的光栅编码器是否接通。

作为本发明的进一步改进，还包括多个指示灯，所述指示灯与mcu连接，每个通道内接入一个指示灯，所述mcu在判定通道内光栅编码器接通后，打开所述通道内的指示灯。

作为本发明的进一步改进，所述指示灯为led。

作为本发明的进一步改进，所述电压模块给所述电阻提供的电压等于所述mcu的供电电压。

作为本发明的进一步改进，所述mcu的供电电压为3.3v，所述电压模块提供的电压为3.3v。

作为本发明的进一步改进，所述光栅编码器与连接器公头通过多芯屏蔽线缆连接。

作为本发明的进一步改进，所述细分盒与外部的控制器连接。

作为本发明的进一步改进，所述连接器为db15。

本发明的有益效果：

本发明的多通道光栅编码器识别系统在mcu的gpio资源充足的情况下可以大量拓扑光栅编码器，用硬件识别的方式可以简单稳定的识别当前通道光栅编码器是否存在，而且一个细分盒可以拓扑多路光栅编码器并可以准确识别，有效降低应用成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明实施例中多通道光栅编码器识别系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中细分盒的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1-2所示，为本发明实施例中的多通道光栅编码器识别系统，该系统包括多个光栅编码器、细分盒，细分盒内设有mcu、电阻r1、电压模块和多个连接器母头，每个光栅编码器通过一个连接器公头与一个连接器母头连接，一个光栅编码器、一个连接器公头、一个连接器母头形成一条通道，连接器公头中有连接的第一pin脚和第二pin脚，连接器母头中有分别与第一pin脚和第二pin脚连接的第三pin脚和第四pin脚，第三pin脚、mcu的io口均与电阻r1的第一端连接，电阻r1的第二端与电压模块连接，第四pin脚接地，mcu根据io口的电平高低来判定该通道的光栅编码器是否接通。

在本实施例中，包括四个光栅编码器，分别为sensor1、sensor2、sensor3和sensor4，

在本实施例中，还包括多个指示灯，具体的，包括四个指示灯。指示灯与mcu连接，每个通道内接入一个指示灯，mcu在判定通道内光栅编码器接通后，打开通道内的指示灯。优选的，指示灯为led。

其中，电压模块给电阻r1提供的电压等于mcu的供电电压。

在本实施例中，mcu的供电电压为3.3v，电压模块提供的电压为3.3v。

在本实施例中，光栅编码器与连接器公头通过多芯屏蔽线缆连接。

在本实施例中，细分盒与外部的控制器连接。具体的，细分盒通过usb与外部的控制器连接。

如图2所示，在本实施例中，连接器为db15。db15公头中的pin6和pin7短接，db15母头中的pin7接地，db15母头中的pin6和io口均与电阻r1连接。事实上，db15公头中的15个pin可任意选取其中两个进行短接。在其他实施例中，连接器可采用除db15的其他连接器。

具体的，当光栅编码器接通时，由于在连接器母头的pin6脚有电阻r1上拉到3.3v，那么io将会是高电平，此时mcu检测到高电平就会判定当前该通道没有光栅编码器插上，就不会点亮该通道指示灯。当有光栅编码器插上时，即db15公头插在db15母头上时，由于db15公头的pin6和pin7是短接，所以在插上db15的母头时会让母头的pin6脚短接到pin7脚上，由于db15母头的pin7脚接地，所以此时io状态是低电平，此时mcu检测到io是低电平时，会判定当前通道有光栅编码器插上，然后mcu会点亮当前通道的led指示灯，类似人机交互从视觉上反馈给用户当前光栅编码器是否插上。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。