貼片機X－Y伺服定位系統(tǒng)分辨率

（1）貼片機X軸和Y軸分辨率

X軸和Y軸用光柵尺提供反饋給控制器，尺上刻度很精確，但其并不一定提供最終的分辨率來精確定位X軸和Y軸。分辨率的微分和倍增提高，從而增加軸控制器可以看見的計數(shù)量。

（2）光柵尺分辨率

X和Y軸用光柵尺額定定位線彼此分開100μm（線性電動機器彼此分開40μm），當軸以最大速度通過時，讀取頭能夠讀取這些線，如圖1所示。

圖1 光柵尺分辨率示葸圖

（3）讀取頭

每個軸的讀取頭經(jīng)過光柵尺反射回一束光柱，當光柱返回讀取頭時，產(chǎn)生一個正弦波模擬電壓曲線。當讀取頭通過光柵尺上的數(shù)據(jù)線時，由于數(shù)據(jù)線與光柱干涉，讀取頭電壓發(fā)生改變。與其他編碼器一樣，讀取頭都有“A”相和“B”相，兩者相位差90°，因此，對于光柵尺上每一條數(shù)據(jù)線而言，得到兩個相位不同的電壓信號（A和B），如圖2所示。

圖2 讀取頭電壓輸出示意圖

（4）分辨率的提高

A相和B相模擬電壓信號傳到機器的微分盒，微分電路產(chǎn)生一個數(shù)字方波信號，在正弦波輸入的不同點改變方向狀態(tài)。此方波信號由A、B兩相組成，相位差90°，運行頻率是原來正弦曲線的10倍。因為10個數(shù)字輸出由每一個模擬正弦波輸入產(chǎn)生，所以這一點的電子分辨率就由100 μm提高到10 μm。

在很多情況下，方波實際上是直流DC信號，或高或低或多或少。而產(chǎn)生于讀取頭本身的信號是模擬波，不是數(shù)字的。來自于讀取頭的信號屬于正弦曲線，在電子技術上有很多方法可以把正弦曲線按照希望的任意方式微分，微分電路把每個正弦曲線分成相同的10部分，并把它轉化為方波，如圖3所示。

圖3 波形轉化示意圖

（5）最終分辨率

相位不同的A、B相數(shù)字信號從微分盒到一個上／下計數(shù)器電路，此電路在VME箱的軸控制器上。每當一個相位改變其電壓狀態(tài)，此電路就計數(shù)：因此當A相到達高電壓狀態(tài)，它計數(shù)（Ⅰ）；當A相到達低電壓狀態(tài)，它計數(shù)（Ⅱ）；當B相電壓升高，它計數(shù)（Ⅲ）；當B相電壓降低，它計數(shù)（Ⅳ）。在A相和B相上，每條線都要接通和斷開（這里說的是數(shù)字通／斷），這就是編碼器生產(chǎn)廠商所說的基本微分。因此每條線給出4個計數(shù)，這樣就有效地把機器的分辨率提高到2.5 μm。（線性電動機可達到1μm）。注意：因為A和B相位不同，計數(shù)器電路能自動檢測什么時候一個軸在不同方向驅動并據(jù)此自動增加上下計數(shù)，如圖4所示。

圖4 計數(shù)器計數(shù)示意圖

可以按下列公式?jīng)Q定最終分辨率（以線性電動機為例）。

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