CN104613991A - 一种编码器光栅盘及光电编码器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种编码器光栅盘及光电编码器，属于光电编码器技术领域。它解决了现有的编码器光栅盘及光电编码器成本高，且输出轴的位置控制不精确的问题。本编码器光栅盘包括圆盘本体，圆盘本体的外圈沿周向均匀紧密地分布有第一光栅孔，圆盘本体上与外圈相邻的内圈沿周向分布有多个零点参考位，与每个零点参考位相对应的多条第一光栅孔形成基准位，每个基准位一侧的多条第一光栅孔形成正转参考位，另一侧的多条第一光栅孔形成反转参考位，形成各个正转参考位的第一光栅孔的数量沿顺时针方向递增，以及形成各个反转参考位的第一光栅孔的数量沿逆时针方向递增。本编码器光栅盘在能够精确地控制输出轴的转动位置的同时还可以降低成本。
Description
技术领域
本发明属于光电编码器技术领域，尤其涉及一种编码器光栅盘及编码器光栅盘及光电编码器。
背景技术
光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，是目前在数控设备上应用最多的传感器。光电编码器一般包括光栅盘和光电检测装置，其中光栅盘呈圆盘状，沿圆盘的周向均匀开设有若干条刻线；光电检测装置由发光二极管等电子元件组成。在光电编码器安装在输出轴后，当光栅盘随输出轴同时旋转时，经光电检测装置检测输出若干脉冲信号。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式编码器、绝对式编码器。
但是，由于增量式编码器存在零点累计误差，抗干扰较差，接收设备的停机需断电记忆，开机应找零或参考位等问题，导致输出轴的位置不能精确控制，而绝对式编码器恰能够解决这些问题，因此通常采用绝对式编码器来替代增量式编码器，以精确控制输出轴的位置。不过，目前绝对式编码器的成本很高，当其应用到输出轴上时，成本也会随之提高，降低经济性。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种编码器光栅盘及光电编码器，不但可以降低成本，而且还可以精确控制输出轴的位置。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
本发明提供了一种编码器光栅盘，包括圆盘本体，所述圆盘本体的外圈沿周向均匀紧密地分布有第一光栅孔，所述圆盘本体上与外圈相邻的内圈沿周向分布有多个零点参考位，与每个所述零点参考位相对应的多条第一光栅孔形成基准位，每个所述基准位一侧的多条第一光栅孔形成正转参考位，另一侧的多条第一光栅孔形成反转参考位，形成各个所述正转参考位的第一光栅孔的数量沿顺时针方向递增，以及形成各个所述反转参考位的第一光栅孔的数量沿逆时针方向递增。
在上述的编码器光栅盘安装在输出轴后，由于每个零点参考位的一侧为正转参考位，另一侧为反转参考位，因此在输出轴转动时可以准确地判断出其旋转方向，而且每个零点参考位都可以形成绝对零位，使得编码器不存在零点累积误差，抗干扰性较好，从而能够精确地判断出输出轴的旋转角度，这种结构的编码器光栅盘能够降低光电编码器的制作成本，当其应用在输出轴上时，成本也随之减小，提高经济性。
在上述的编码器光栅盘中，所述第一光栅孔数量最少的正转参考位与所述第一光栅孔数量最少的反转参考位与一个基准位相邻。这样可以更好地提高光电编码器的精度。
在上述的编码器光栅盘中，每个所述零点参考位由沿周向排布的多条第二光栅孔形成。这样是作为本法实施例一种较为优选的方案，可以提高控制精度。
在上述的编码器光栅盘中，每个所述零点参考位由粗细不同的多条第二光栅孔形成。这样可以更为准确地判断出零点参考位，提高控制精度。
在上述的编码器光栅盘中，所述多条第二光栅孔沿周向不均匀地分布。这是作为本发明实施例一种可选的方案。
本发明还提供了一种光电编码器，包括光源、光接收器、光电转换电路板，所述光源和所述光接收器之间设有上述任一形式所述光栅盘。由于每个零点参考位的一侧为正转参考位、另一侧为反转参考位，因此在输出轴转动时可以准确地判断出其旋转方向，而且每个零点参考位都可以形成绝对零位，使得编码器不存在零点累积误差，抗干扰性较好，从而能够精确地判断出输出轴的旋转角度，这种结构的编码器光栅盘能够降低光电编码器的制作成本，当其应用在输出轴上时，成本也随之减小，提高经济性。
与现有技术相比，本发明的有益效果：在能够精确地控制输出轴的转动位置的同时还可以降低成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的编码器光栅盘的示意图；
图2是图1中A部的放大示意图。
附图标记：10-圆盘本体，11-基准位，12-正转参考位，13-反转参考位，14-零点参考位，110-第一光栅孔，140-第二光栅孔。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本发明提供了一种编码器光栅盘，包括圆盘本体10，圆盘本体10的外圈沿周向均匀紧密地分布有第一光栅孔110，圆盘本体10上与外圈相邻的内圈沿周向分布有多个零点参考位14，每个零点参考位14都可以形成绝对零位，使得编码器不存在零点累积误差，抗干扰性较好，从而能够精确地判断出输出轴的旋转角度；与每个零点参考位14相对应的多条第一光栅孔110形成基准位11，每个基准位11一侧的多条第一光栅孔110形成正转参考位12，另一侧的多条第一光栅孔110形成反转参考位13，这样可以准确地判断输出轴的旋转方向，形成各个正转参考位12的第一光栅孔110的数量沿顺时针方向递增，以及形成各个反转参考位13的第一光栅孔110的数量沿逆时针方向递增，其中递增的方式可以是线性递增，也可以是非线性递增。这种结构的编码器光栅盘能够降低光电编码器的制作成本，当其应用在输出轴上时，成本也随之减小，提高经济性。
第一光栅孔110数量最少的正转参考位12与第一光栅孔110数量最少的反转参考位13与同一个基准位11相邻，实质上该正转参考位12与该反转参考位13之间只有一个基准位11，这样简化后续程序的编程，同时提高光电编码器的精度。当第一光栅孔110数量最少的正转参考位12与第一光栅孔110数量最少的反转参考位13之间也可以两个或其他数量的基准位11，此处是作为一种较为优选的方案进行实施。
上述零点参考位14可以是图2所示的由沿周向排布的多条第二光栅孔140形成的，其形成呈扇形或类似矩形的形状，不过该零点参考位14也可以是整体呈类似扇形或矩形的光栅孔。
再次参照图2，作为本发明实施例一种可选的方案，每个零点参考位14由粗细不同的多条第二光栅孔140沿周向不均匀排布形成，其中这些第二光栅孔140的一部分与第一光栅孔110相同，一部分比第一光栅孔110粗，剩余部分比第一光栅孔110细。当然也可以一部分与第一光栅孔110相同，剩余部分比第一光栅孔110粗或细。不过，每个零点参考位14也不排除是由比第一光栅孔110粗或细的多条光栅孔沿周向均匀或不均匀排布形成。
另外，本发明还提供了一种光电编码器，包括光源、光栅盘，光接收器、光电转换电路板，其中光栅盘可以参照上述对编码器光栅盘的结构描述，此处不再进行赘述。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种编码器光栅盘，包括圆盘本体(10)，所述圆盘本体(10)的外圈沿周向均匀紧密地分布有第一光栅孔(110)，其特征在于，所述圆盘本体(10)上与外圈相邻的内圈沿周向分布有多个零点参考位(14)，与每个所述零点参考位(14)相对应的多条第一光栅孔(110)形成基准位(11)，每个所述基准位(11)一侧的多条第一光栅孔(110)形成正转参考位(12)，另一侧的多条第一光栅孔(110)形成反转参考位(13)，形成各个所述正转参考位(12)的第一光栅孔(110)的数量沿顺时针方向递增，以及形成各个所述反转参考位(13)的第一光栅孔(110)的数量沿逆时针方向递增。
2.根据权利要求1所述的编码器光栅盘，其特征在于，所述第一光栅孔(110)数量最少的正转参考位(12)与所述第一光栅孔(110)数量最少的反转参考位(13)与同一个基准位(11)相邻。
3.根据权利要求1所述的编码器光栅盘，其特征在于，每个所述零点参考位(14)由沿周向排布的多条第二光栅孔(140)形成。
4.根据权利要求3所述的编码器光栅盘，其特征在于，每个所述零点参考位(14)由粗细不同的多条第二光栅孔(140)形成。
5.根据权利要求3或4所述的编码器光栅盘，其特征在于，所述多条第二光栅孔(140)沿周向不均匀地分布。
6.一种光电编码器，包括光源、光接收器、光电转换电路板，其特征在于，所述光源和所述光接收器之间设有上述权利要求1-5任一项所述光栅盘。
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