CN104111084B - 无轴承锥体定心式编码器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无轴承锥体定心式编码器，该编码器包括编码器主体，设置在编码器主体上的LED发光源和电路板，焊接在电路板上的电缆线，设置在电路板上用于接收光学信号的光电池，编码器主体上开有安装孔，用于支撑动光栅的动光栅座，用于客户安装调试的塞规；所述的动光栅座的下端是椎体端，编码器主体上开有与动光栅座下端椎体端锥度相同的锥孔，编码器主体上的锥孔与动光栅座下端椎体端锥度相匹配。该编码器结构简单合理，采用无轴承、无主轴、动光栅与主体用锥体定心的结构方式，节省空间，安装极其简单与方便，节省编码器自身和用户的生产成本，也节省用户安装与维护成本。

Description

无轴承锥体定心式编码器

技术领域

本发明涉及一种光电编码器，具体的说是一种无轴承锥体定心式编码器。

背景技术

光电编码器按照工作原理可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的显示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。在电机编码器应用中，有一种编码器可同时具有增量式编码器和绝对式编码器功能的混合式编码器——伺服编码器。在当前的电机行业中，伺服编码器的应用是所有电机编码器中所占比例最大的编码器。

国外伺服编码器价格昂贵，规格型号、体积大小单一，不能很好的满足各种不同型号的伺服电机使用，严重阻碍了国内伺服电机的发展；国内近几年受国家支持和各大研究所的推动，企业的自主创新意识逐渐占据领导地位。现在国内伺服编码器技术逐渐成熟，价格较国外降低了很多，国内各大伺服电机厂商也开始选用国内伺服编码器，市场量一年需要销量几十万台。

国内伺服电机方兴未艾，伺服电机以其良好的控制特性，在一些领域逐渐取代直流电动机，步进电机。伺服电机市场的繁荣带动了与其配套的编码器行业的发展。国内伺服电机开始向小型化，微型化发展。这种发展趋势给伺服电机编码器带来新的机遇与挑战，即配套编码器的小型化，微型化。

伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来定位电机转角及测量转速的一种传感器。伺服电机编码器旋转时输出脉冲，通过计数设备来对输出脉冲计数，从而计算电机旋转位置及转速。当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆功能来记住位置。除此之外，伺服编码器还有着跟普通编码器不同的地方，那就是配套的伺服电机多采用矢量控制方式，电机启动的时候需要知道转子的磁极位置，这样才能够大力矩启动伺服电机，因此需要另外配几路磁极信号来检测转子的当前位置。

现在市场上通用的伺服电机编码器有一体式结构，也有分体式结构。其一体式结构包括：起支撑轴承与主轴作用的主体，支撑主轴和光栅旋转的两个轴承，用户安装连接电机轴所使用的主轴，用户固定主体所用的板弹簧，安装在编码器主体上的编码器发光源，安装在主体上的定光栅，安装在光栅盘座上的动光栅，安装在编码器主体上的电路板，用于保护编码器内部结构的外壳，用于接收光学信号的光电池。传统一体式伺服电机编码器存在很多的缺点和不足，具体表现在：结构复杂，空间大，不利于小型伺服电机的安装，而且生产工序多，周期长，生产成本高，且增加了客户安装调试的人工成本和编码器的维护成本。

分体式编码器结构包括动光栅，光栅座，主体，固定在主体上的发光源，固定在主体上的电路板及电路板上接收光学信号的光电池。无轴承分体式编码器虽然在机械结构上有一些突破，但是对于电机安装编码器的精度要求很高，目前市场上的分体式编码器很难满足高精度伺服电机的使用，而且也不便于伺服电机的调试，从很大程度上降低了伺服电机的生产效率。综上所述，无轴承锥体定心式编码器的出现，将更快速的推动高品质伺服电机的发展。

发明内容

本发明的目的是要提供一种无轴承锥体定心式伺服电机编码器，该编码器结构简单合理，采用无轴承、无主轴、动光栅与主体用锥体定心的结构方式，节省空间，安装极其简单与方便，节省编码器自身和用户的生产成本，也节省用户安装与维护成本。

本发明的目的是这样实现的，该编码器包括编码器主体，设置在编码器主体上的LED发光源和电路板，焊接在电路板上的电缆线，设置在电路板上用于接收光学信号的光电池，编码器主体上开有安装孔，用于支撑动光栅的动光栅座，用于客户安装调试的塞规；所述的动光栅座的下端是锥体端，编码器主体上开有与动光栅座下端锥体端锥度相同的锥孔，编码器主体上的锥孔与动光栅座下端锥体端锥度相匹配。

本发明具有以下优点和积极效果：

1、节省生产材料以及生产成本：由于本发明编码器采用无轴承锥体定心设计方式，直接将动光栅部分安装在电机的主轴上，利用电机的转动来带动编码器动光栅的转动，省去了传统编码器用于连接电机的主轴和带动主轴转动两个轴承；在主体上设置有两个用户安装孔，所以又省去了客户固定所需的板弹簧；在接收信号的光电池上选用了带有集成电路和光学定光栅的光电池，这样在光学元件上又省去了定光栅；本产品采用无外壳设计，安装在电机上调试完成后，直接扣上伺服电机护罩即可，省去了传统编码器的外壳，而本产品的锥体定心的设计，大大的减少了传统编码器分体式伺服电机编码器安装时间长，安装操作难，以及对与安装位置有较高精度的缺陷。

2、节约人工成本：由于本发明编码器自身带有定心设计，节约了轴承、主轴等零件，所以对于电机安装部分的精度要求大大降，从而在机械加工上节约了用户与编码器生产厂家人工成本，在装配时由于减少了装配工序，同时也因为编码器本身带有锥体定心设计，提高了编码器本身的定位精度，直接减少了伺服电机的调试时间，也节约了人工装调成本，因此本款编码器打破了国内外的分体式无轴承式编码器的安装难题。

3、本发明编码器结构简单合理、节省空间，由于无轴承和主轴，能做到传统伺服电机编码器做不到的外径和厚度，大大降低了伺服电机安装编码器的空间，可以满足超小外径超薄厚度的伺服电机使用。

附图说明

图1是本发明无轴承锥体定心式编码器的整体结构示意图。

图2是本发明图1中A-A剖示图。

图3是本发明图2中B部位局部放大结构图。

图4是本发明动光栅座部件的立体结构图。

图5是本发明编码器主体部件的立体结构图。

图6是本发明塞规部件的立体结构图。

具体实施方式

由附图1、2、3所示：该编码器包括编码器主体1，设置在编码器主体1上的LED发光源2和电路板6，焊接在电路板6上的电缆线8，设置在电路板6上用于接收光学信号的光电池7，编码器主体1上开有安装孔13(安装孔13用于安装连接编码器与电机后端盖9)，用于支撑动光栅3的动光栅座4(动光栅座4通过其上的两个紧定螺钉5固定连接在电机转子轴10上)，用于客户安装调试的塞规14。

由附图4、5所示：所述的动光栅座4的下端是锥体端11，编码器主体1上开有与动光栅座4下端锥体端11锥度相同的锥孔12，编码器主体1上的锥孔12与动光栅座4下端锥体端11锥度相匹配，使编码器达到高精度定心的效果。

由附图6所示：所述的塞规14呈“Y”字形的结构形式。

工作原理

首先将编码器的动光栅座4装入电机转子轴10，再将动光栅座4向下推至与编码器主体1相接触，使动光栅座4下端锥体端11与编码器主体上的锥孔12紧密配合，完成动光栅3与编码器主体1的同心定位，与此同时锁紧编码器主体1与电机后端盖9的连接螺钉(此步骤祥见图2)。然后将动光栅座4抬起，并将塞规14插入到编码器主体1与动光栅座4之间，调试好伺服电机的零位，锁紧动光栅座4上的紧定螺钉5，抽出塞规14，安装完毕(此步骤详见图3)。

Claims (1)

1.一种无轴承锥体定心式编码器，其特征在于：该编码器包括编码器主体，设置在编码器主体上的LED发光源和电路板，焊接在电路板上的电缆线，设置在电路板上用于接收光学信号的光电池，编码器主体上开有安装孔，用于支撑动光栅的动光栅座，用于客户安装调试的塞规；所述的动光栅座的下端是锥体端，编码器主体上开有与动光栅座下端锥体端锥度相同的锥孔，编码器主体上的锥孔与动光栅座下端锥体端锥度相匹配。