贴片机X－Y伺服定位系统分辨率

（1）贴片机X轴和Y轴分辨率

X轴和Y轴用光栅尺提供反馈给控制器，尺上刻度很精确，但其并不一定提供最终的分辨率来精确定位X轴和Y轴。分辨率的微分和倍增提高，从而增加轴控制器可以看见的计数量。

（2）光栅尺分辨率

X和Y轴用光栅尺额定定位线彼此分开100μm（线性电动机器彼此分开40μm），当轴以最大速度通过时，读取头能够读取这些线，如图1所示。

图1 光栅尺分辨率示葸图

（3）读取头

每个轴的读取头经过光栅尺反射回一束光柱，当光柱返回读取头时，产生一个正弦波模拟电压曲线。当读取头通过光栅尺上的数据线时，由于数据线与光柱干涉，读取头电压发生改变。与其他编码器一样，读取头都有“A”相和“B”相，两者相位差90°，因此，对于光栅尺上每一条数据线而言，得到两个相位不同的电压信号（A和B），如图2所示。

图2 读取头电压输出示意图

（4）分辨率的提高

A相和B相模拟电压信号传到机器的微分盒，微分电路产生一个数字方波信号，在正弦波输入的不同点改变方向状态。此方波信号由A、B两相组成，相位差90°，运行频率是原来正弦曲线的10倍。因为10个数字输出由每一个模拟正弦波输入产生，所以这一点的电子分辨率就由100 μm提高到10 μm。

在很多情况下，方波实际上是直流DC信号，或高或低或多或少。而产生于读取头本身的信号是模拟波，不是数字的。来自于读取头的信号属于正弦曲线，在电子技术上有很多方法可以把正弦曲线按照希望的任意方式微分，微分电路把每个正弦曲线分成相同的10部分，并把它转化为方波，如图3所示。

图3 波形转化示意图

（5）最终分辨率

相位不同的A、B相数字信号从微分盒到一个上／下计数器电路，此电路在VME箱的轴控制器上。每当一个相位改变其电压状态，此电路就计数：因此当A相到达高电压状态，它计数（Ⅰ）；当A相到达低电压状态，它计数（Ⅱ）；当B相电压升高，它计数（Ⅲ）；当B相电压降低，它计数（Ⅳ）。在A相和B相上，每条线都要接通和断开（这里说的是数字通／断），这就是编码器生产厂商所说的基本微分。因此每条线给出4个计数，这样就有效地把机器的分辨率提高到2.5 μm。（线性电动机可达到1μm）。注意：因为A和B相位不同，计数器电路能自动检测什么时候一个轴在不同方向驱动并据此自动增加上下计数，如图4所示。

图4 计数器计数示意图

可以按下列公式决定最终分辨率（以线性电动机为例）。

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