無軸承錐體定心式編碼器的製造方法
2023-10-21 18:25:27
無軸承錐體定心式編碼器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種無軸承錐體定心式編碼器，該編碼器包括編碼器主體，設置在編碼器主體上的LED發光源和電路板，焊接在電路板上的電纜線，設置在電路板上用於接收光學信號的光電池，編碼器主體上開有安裝孔，用於支撐動光柵的動光柵座，用於客戶安裝調試的塞規；所述的動光柵座的下端是椎體端，編碼器主體上開有與動光柵座下端椎體端錐度相同的錐孔，編碼器主體上的錐孔與與動光柵座下端椎體端錐度相匹配。該編碼器結構簡單合理，採用無軸承、無主軸、動光柵與主體用錐體定心的結構方式，節省空間，安裝極其簡單與方便，節省編碼器自身和用戶的生產成本，也節省用戶安裝與維護成本。
【專利說明】無軸承錐體定心式編碼器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種光電編碼器，具體的說是一種無軸承錐體定心式編碼器。
【背景技術】
[0002] 光電編碼器按照工作原理可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉 換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈衝，用脈衝的個數表示位移的大小。絕 對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的顯示值只與測量的起始和終止 位置有關，而與測量的中間過程無關。在電機編碼器應用中，有一種編碼器可同時具有增量 式編碼器和絕對式編碼器功能的混合式編碼器--伺服編碼器。在當前的電機行業中，伺 服編碼器的應用是所有電機編碼器中所佔比例最大的編碼器。
[0003] 國外伺服編碼器價格昂貴，規格型號、體積大小單一，不能很好的滿足各種不同型 號的伺服電機使用，嚴重阻礙了國內伺服電機的發展；國內近幾年受國家支持和各大研究 所的推動，企業的自主創新意識逐漸佔據領導地位。現在國內伺服編碼器技術逐漸成熟，價 格較國外降低了很多，國內各大伺服電機廠商也開始選用國內伺服編碼器，市場量一年需 要銷量幾十萬臺。
[0004] 國內伺服電機方興未艾，伺服電機以其良好的控制特性，在一些領域逐漸取代直 流電動機，步進電機。伺服電機市場的繁榮帶動了與其配套的編碼器行業的發展。國內伺 服電機開始向小型化，微型化發展。這種發展趨勢給伺服電機編碼器帶來新的機遇與挑戰， 即配套編碼器的小型化，微型化。
[0005] 伺服電機編碼器是安裝在伺服電機上用來定位電機轉角及測量轉速的一種傳感 器。伺服電機編碼器旋轉時輸出脈衝，通過計數設備來對輸出脈衝計數，從而計算電機旋轉 位置及轉速。當編碼器不動或停電時，依靠計數設備的內部記憶功能來記住位置。除此之 夕卜，伺服編碼器還有著跟普通編碼器不同的地方，那就是配套的伺服電機多採用矢量控制 方式，電機啟動的時候需要知道轉子的磁極位置，這樣才能夠大力矩啟動伺服電機，因此需 要另外配幾路磁極信號來檢測轉子的當前位置。
[0006] 現在市場上通用的伺服電機編碼器有一體式結構，也有分體式結構。其一體式結 構包括：起支撐軸承與主軸作用的主體，支撐主軸和光柵旋轉的兩個軸承，用戶安裝連接電 機軸所使用的主軸，用戶固定主體所用的板彈簧，安裝在編碼器主體上的編碼器發光源，安 裝在主體上的定光柵，安裝在光柵盤座上的動光柵，安裝在編碼器主體上的電路板，用於保 護編碼器內部結構的外殼，用於接收光學信號的光電池。傳統一體式伺服電機編碼器存在 很多的缺點和不足，具體表現在：結構複雜，空間大，不利於小型伺服電機的安裝，而且生產 工序多，周期長，生產成本高，且增加了客戶安裝調試的人工成本和編碼器的維護成本。
[0007] 分體式編碼器結構包括動光柵，光柵座，主體，固定在主體上的發光源，固定在主 體上的電路板及電路板上接收光學信號的光電池。無軸承分體式編碼器雖然在機械結構上 有一些突破，但是對於電機安裝編碼器的精度要求很高，目前市場上的分體式編碼器很難 滿足高精度伺服電機的使用，而且也不便於伺服電機的調試，從很大程度上降低了伺服電 機的生產效率。綜上所述，無軸承錐體定心式編碼器的出現，將更快速的推動高品質伺服電 機的發展。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是要提供一種無軸承錐體定心式伺服電機編碼器，該編碼器結構簡 單合理，採用無軸承、無主軸、動光柵與主體用錐體定心的結構方式，節省空間，安裝極其簡 單與方便，節省編碼器自身和用戶的生產成本，也節省用戶安裝與維護成本。
[0009] 本發明的目的是這樣實現的，該編碼器包括編碼器主體，設置在編碼器主體上的 LED發光源和電路板，焊接在電路板上的電纜線，設置在電路板上用於接收光學信號的光 電池，編碼器主體上開有安裝孔，用於支撐動光柵的動光柵座，用於客戶安裝調試的塞規； 所述的動光柵座的下端是椎體端，編碼器主體上開有與動光柵座下端椎體端錐度相同的錐 孔，編碼器主體上的錐孔與與動光柵座下端椎體端錐度相匹配。
[0010] 本發明具有以下優點和積極效果： 1、節省生產材料以及生產成本：由於本發明編碼器採用無軸承錐體定心設計方式，直 接將動光柵部分安裝在電機的主軸上，利用電機的轉動來帶動編碼器動光柵的轉動，省去 了傳統編碼器用於連接電機的主軸和帶動主軸轉動兩個軸承；在主體上設置有兩個用戶安 裝孔，所以又省去了客戶固定所需的板彈簧；在接收信號的光電池上選用了帶有集成電路 和光學定光柵的光電池，這樣在光學元件上又省去了定光柵；本產品採用無外殼設計，安裝 在電機上調試完成後，直接扣上伺服電機護罩即可，省去了傳統編碼器的外殼，而本產品的 錐體定心的設計，大大的減少了傳統編碼器分體式伺服電機編碼器安裝時間長，安裝操作 難，以及對與安裝位置有較高精度的缺陷。
[0011] 2、節約人工成本：由於本發明編碼器自身帶有定心設計，節約了軸承、主軸等零 件，所以對於電機安裝部分的精度要求大大降，從而在機械加工上節約了用戶與編碼器生 產廠家人工成本，在裝配時由於減少了裝配工序，同時也因為編碼器本身帶有錐體定心設 計，提高了編碼器本身的定位精度，直接減少了伺服電機的調試時間，也節約了人工裝調成 本，因此本款編碼器打破了國內外的分體式無軸承式編碼器的安裝難題。
[0012] 3、本發明編碼器結構簡單合理、節省空間，由於無軸承和主軸，能做到傳統伺服電 機編碼器做不到的外徑和厚度，大大降低了伺服電機安裝編碼器的空間，可以滿足超小外 徑超薄厚度的伺服電機使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明無軸承錐體定心式編碼器的整體結構示意圖。
[0014] 圖2是本發明圖1中A-A剖示圖。
[0015] 圖3是本發明圖2中B部位局部放大結構圖。
[0016] 圖4是本發明動光柵座部件的立體結構圖。
[0017] 圖5是本發明編碼器主體部件的立體結構圖。
[0018] 圖6是本發明塞規部件的立體結構圖。
【具體實施方式】
[0019] 由附圖1、2、3所示：該編碼器包括編碼器主體1，設置在編碼器主體1上的LED發 光源2和電路板6，焊接在電路板6上的電纜線8，設置在電路板6上用於接收光學信號的光 電池7,編碼器主體1上開有安裝孔13 (安裝孔13用於安裝連接編碼器與電機後端蓋9)， 用於支撐動光柵3的動光柵座4 (動光柵座4通過其上的兩個緊定螺釘5固定連接在電機 轉子軸10上)，用於客戶安裝調試的塞規14。
[0020] 由附圖4、5所示：所述的動光柵座4的下端是椎體端11，編碼器主體1上開有與 動光柵座4下端椎體端11錐度相同的錐孔12,編碼器主體1上的錐孔12與與動光柵座4 下端椎體端11錐度相匹配，使編碼器達到高精度定心的效果。
[0021] 由附圖6所示：所述的塞規14呈"Y"字形的結構形式。
[0022] 工作原理 首先將編碼器的動光柵座4裝入電機轉子軸10,再將動光柵座4向下推至與編碼器主 體1相接觸，使動光柵座4下端椎體端11與編碼器主體上的錐孔12緊密配合，完成動光柵 3與編碼器主體1的同心定位，與此同時鎖緊編碼器主體1與電機後端蓋9的連接螺釘(此 步驟祥見圖2)。然後將動光柵座4抬起，並將塞規14插入到編碼器主體1與動光柵座4之 間，調試好伺服電機的零位，鎖緊動光柵座4上的緊定螺釘5,抽出塞規14,安裝完畢(此步 驟詳見圖3)。
【權利要求】
1. 一種無軸承錐體定心式編碼器，其特徵在於：該編碼器包括編碼器主體，設置在編 碼器主體上的LED發光源和電路板，焊接在電路板上的電纜線，設置在電路板上用於接收 光學信號的光電池，編碼器主體上開有安裝孔，用於支撐動光柵的動光柵座，用於客戶安裝 調試的塞規；所述的動光柵座的下端是椎體端，編碼器主體上開有與動光柵座下端椎體端 錐度相同的錐孔，編碼器主體上的錐孔與與動光柵座下端椎體端錐度相匹配。
【文檔編號】G01D5/347GK104111084SQ201310136924
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月19日 優先權日:2013年4月19日
【發明者】巴森 申請人:長春榮德光學有限公司