绝对式光栅尺是2005年出现在市场上的一种新型的国外光栅产品,相比于增量式光栅尺而言,绝对式光栅尺由于开电后直接得到当前位置信息,具有无需“归零”操作。并且简化控制系统设计,采用半双工串行通信技术通信可靠等优点,使得绝对式光栅尺在数控行业得到越来越广泛的应用。随着绝对尺的应用越来越广泛,为了使用户可以更方便快捷地对其设备上使用绝对尺的性能、故障进行在线诊断,不需拆卸返厂就可以检测尺子的故障。同时,为了使光栅尺生产厂家更快捷地对生产线上的尺子性能、故障诊断、内部光电参数修调。因此,这就需要一种针对绝对式光栅尺进行在线检测与修调的平台。但是由于国内绝对尺的研究起步晚,目前国内还没有针对绝对式光栅尺的故障诊断产品,国外的光栅尺公司海德汉与雷尼绍都有相应的光栅尺诊断套件。本文在综合国内外现有绝对式光栅尺诊断仪和结合国内的绝对式光栅尺产品的基础上,进行了故障诊断仪的需求分析,确定了绝对尺故障诊断仪的具体功能。本文的主要工作是设计绝对式光栅尺故障诊断仪的上位机系统设计,包括故障诊断仪数据采集器的设计和上位机客户端软件的设计。数据采集器的功能是作为绝对尺同上位机之间进行通讯的媒介,对于整个诊断仪系统的控制,数据采集器是服从上位机(PC机上的程序)的指令对绝对尺进行信息读取和写入。其主控制器采用现场可编程门阵列(FPGA),硬件电路主要有绝对尺接口电路、FPGA硬件电路和USB通信电路。数据采集器利用FPGA的高速处理能力,调用i C-Haus公司提供的Bi SS IP核同绝对尺进行Bi SS通讯,控制模数转换器采集增量正余弦信号,并控制USB通信模块同PC机进行通讯。上位机诊断仪软件的功能是作为人机界面用于用户对绝对尺进行故障诊断,采用Lab VIEW编程,在PC机上基于Lab VIEW平台开发软件显示和控制界面。首先根据故障诊断的功能需求采用模块化设计,将软件功能划分了26个命令模块。然后定义了上位机和数据采集器之间的通讯协议,当上位机进行命令下发时,数据采集器接收上位机命令,并在执行相应命令后再回传数据到上位机的Lab VIEW中进行数据分析和处理。最后对绝对尺诊断仪检测系统的各模块功能进行了调试,并对整个系统的采集、传输、显示、控制作整体的测试。测试结果表明,所开发的绝对式光栅尺故障诊断仪检测平台能够完成绝对尺的故障在线检测与内部光电参数修调的功能。