CN103630161B - 中小尺寸高精度编码器的精度校核方法及装置 - Google Patents

中小尺寸高精度编码器的精度校核方法及装置 Download PDF

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Abstract

中小尺寸高精度编码器的精度校核装置属于常规仪器精度校核技术领域。现有的编码器精度校核方法是通过金属多面棱体或更高精度的编码器对其进行校核，此两种方法存在安装调试难、结构复杂、通用性弱、性价比低等缺点，难以满足现代技术中对编码器精度的需求，无法精确的实现对高精度编码器的精度校核。本发明之中小尺寸高精度编码器的精度校核装置采用激光双频干涉原理及多齿分度盘技术，对被检测编码器的精度直接进行校核。被检测的编码器通过一套简单的传动机构将运动传递给装载多齿分度盘的分度器上，待被检测编码器转动结束后，多齿分度盘会以相反的方向转动被检测编码器输出的转角值，之后，通过对分度器上表面的反射镜位置进行激光标定，可以得到被检测编码器的转动误差。

Description

中小尺寸高精度编码器的精度校核方法及装置
技术领域
本发明涉及一种通过激光双频干涉原理及多齿分度盘技术对中小尺寸高精度编码器进行精度校核的装置，属于常规仪器精度校核技术领域。
背景技术
编码器作为一种角度测控系统的重要传感元器件，以高分辨率和抗干扰性强等优点，已得到很多领域的广泛应用。但随着其应用领域的不断扩展、精度的不断提高，对其检测系统也提出了更高的要求。传统的编码器检测系统(金属多面棱体检测、高精度编码器检测)由于安装调试难、结构复杂、通用性弱、性价比低等缺点，在一定程度上限制了编码器在现代技术领域中的发展，所以对编码器检测系统的进一步研究已迫在眉睫。
本发明之运用激光双频干涉原理及多齿分度盘技术的中小尺寸高精度编码器的校核装置，由于理念的领先、技术的优势，所以具有更高的检测精度，可以很好的解决目前高精度编码器的难校核问题。
发明内容
本发明旨在实现中小尺寸高精度编码器误差检测的精度要求。为了使中小尺寸高精度编码器的误差检测具有操作方便、实用性好、通用性强、测量结果准确等优点，为此我们发明了这种校核装置。
本发明新型是这样实现的，如图1、图2所示，该装置由转角标定机构和传动机构组成，其中：
一、转角标定机构由分度器1、激光发生器11、干涉镜12、反射镜13组成，其中分度器1内部含有多齿分度盘4，分度器1上表面与反射镜13经螺栓连接固定在一起，所以反射镜13会随着分度器1的转动而转动，干涉镜12经磁力装置与固定支架7固定在一起，并与固定支架7始终保持静止状态。激光发生器11经三脚架固定在一旁，使发出的激光束垂直于干涉镜12，使其发生干涉生成两束光，经反射镜13返回后，再经干涉镜12变为一束光最终返回到激光发生器11上，如果反射镜位置保持不变，激光发生器11发出的激光与接收的激光的光程差是不变的。
二、传动机构由锁紧轴套2、托台3、紧固螺栓5、对中螺栓6、固定支架7、法兰螺栓8、止推轴承9组成，图中10为被检测编码器，被检测编码器10与分度器1通过调整对中螺栓6能使其二者保持同心，被检测编码器10通过锁紧轴套2、紧固螺栓5使其与托台3连接为一体，托台3与分度器1通过螺栓连接固定在一起，因此，分度器1会随着被检测编码器10的转动而转动。止推轴承9在此装置中是为了承载轴向力，止推轴承9底座与固定支架7连接为一体，并始终保持静止状态，止推轴承9的轴圈与锁紧轴套2相连，并随着锁紧轴套2的转动而转动。被检测编码器10通过法兰螺栓8固定于固定支架7上。
应用本装置进行中小尺寸高精度编码器校核时，只需更换锁紧轴套2，选择内径尺寸合适的锁紧轴套件即可进行不同尺寸高精度编码器的校核。
附图说明
图1是本发明之整体机械结构示意图。
图2是本发明之光路轨迹示意图。
图3是本发明之总体操作流程示意图。
具体实施方式
下面具体说明本发明之中小尺寸高精度编码器校核装置结构特征，见图1、图2所示，该装置由转角标定机构和传动机构组成，其中：
一、转角标定机构由分度器1、激光发生器11、干涉镜12、反射镜13组成，分度器1内含有多齿分度盘4，其多齿分度盘的转动精度为±1″，所以此装置可对高精度的编码器进行精度校核(如分辨率为21位、22位或更高精度的编码器)。分度器1上表面通过螺栓连接与反射镜13固定在一起，分度器1下表面同样也通过螺栓连接与托盘3固定在一起，这样，就使得反射镜13、分度器1、托台3三者无相对运动。干涉镜12通过磁力装置与固定支架7相连，这样使得干涉镜12静止于固定支架7上。激光发生器11用三角支架固定于一旁，使其发出的激光束与干涉镜15相垂直。托台3通过锁紧轴套2、紧固螺栓5与被检测编码器10连成一体，被检测编码器10与分度器1通过对中螺栓6可以保证二者同轴，因此，分度器1随着被检测编码器10的转动而转动，也就是说当被检测编码器10转动一个角度时，分度器1也会转动相同大小的角度。
二、传动机构由锁紧轴套2、托台3、紧固螺栓5、对中螺栓6、固定支架7、法兰螺栓8、止推轴承9组成。图中10为被检测编码器。此图中锁紧轴套2是过度件，通过选择内径尺寸合适的锁紧轴套件就可以对不同尺寸的编码器进行紧固，并检测校核。止推轴承9轴圈与锁紧轴套2底面相连，止推轴承9底座与固定支架7相连，所以通过止推轴承9就可以分离分度器1、托台3与固定支架7的相对运动，并且止推轴承9也起到了支撑分度器1、锁紧轴套2、托台3的作用。法兰螺栓8在此装置中是用来固定被检测编码器10的，被检测编码器10通过法兰螺栓8被固定于固定支架7上，这样使得被检测编码器10的转轴具有更稳定的运动。对中螺栓6在此装置中起对中作用，通过调整对中螺栓6的位置，使得分度器1与被检测编码器10二者保持同轴，待同轴后就可以认为被检测编码器10转动角度与分度器1转动的角度相同。
此装置在进行中小尺寸高精度编码器校核时，在转动被检测编码器10之前，先用激光标定一下反射镜13当前所在的位置，之后，让被检测编码器10主动转动一个角度，因为分度器1与被检测编码器10通过传动机构已连为一体，所以分度器1也会转动同样大小的角度，待编码器静止不动时，将其编码器的转角值输出给多齿分度盘4(因为多齿分度盘具有±1″的转动精度，所以可以认为多齿分度盘的转动是准确的)，多齿分度盘4以相反的方向转动编码器输入的转角值，待带转动结束后，用激光再次标定反射镜13当前的位置，由于反射镜13先后两位置发生了变化，即激光束的光程差发生了改变，那么这个光程差经处理即可得到被检测编码器10的转动误差值。

Claims (2)

1.中小尺寸高精度编码器的精度校核方法，其特征在于，采用激光双频干涉原理及多齿分度盘技术，对被检测编码器的精度直接进行校核；
所述被检测编码器通过止推轴承、锁紧轴套、托台、紧固螺栓，将运动传递给装载所述多齿分度盘的分度器上，待所述被检测编码器转动结束后，所述多齿分度盘会以相反的方向转动所述被检测编码器输出的转角值，之后通过对所述分度器上表面的反射镜位置进行激光标定，可以得到所述被检测编码器的转动误差；
所述被检测编码器转动之前先对反射镜位置进行激光标定。
2.一种中小尺寸高精度编码器的精度校核装置，其特征在于，包括由分度器(1)、激光发生器(11)、干涉镜(12)、反射镜(13)组成的转角标定机构和由被检测编码器(10)、锁紧轴套(2)、托台(3)、紧固螺栓(5)、对中螺栓(6)、固定支架(7)、法兰螺栓(8)、止推轴承(9)组成的传动机构；所述分度器(1)内部装有多齿分度盘(4)，所述分度器(1)上表面与所述反射镜(13)通过螺栓固定连接，所述干涉镜(12)与固定支架(7)通过磁力装置固定连接，所述激光发生器(11)设置在所述固定支架(7)一侧，并垂直于所述干涉镜(12)；所述被检测编码器(10)通过止推轴承(9)、锁紧轴套(2)、托台(3)、紧固螺栓(5)，将运动传递给装载多齿分度盘(4)的分度器(1)上，并通过对对中螺栓(6)的调整，可以使分度器(1)与被检测编码器(10)二者保持同轴，所述被检测编码器(10)通过法兰螺栓(8)固定于固定支架(7)上，所述被检测编码器(10)一端设置有轴I，所述被检测编码器(10)的轴I与所述托台(3)通过所述锁紧轴套(2)、所述紧固螺栓(5)固定连接，所述托台(3)与所述分度器(1)通过螺栓固定连接，所述分度器会随着所述被检测编码一起转动。
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