CN105336469A - 一种高精度磁编码器磁环制作方法及工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度磁编码器磁环制作方法及工装，用于磁编码器磁环的制造，其包括位于所述磁环上下方的线圈，所述两个线圈为具有多极的对充线圈，这样的充磁方式可以提高磁环的精度，可以让磁环基于级之间的无磁区更细，提高磁环的极数，也就是提高了磁编码器的分辨率；还可以提高每个极之间的均匀度。

Description

一种高精度磁编码器磁环制作方法及工装

技术领域

本发明涉及磁编码器磁环的制造，尤其涉及一种高精度磁编码器磁环制作方法及工装。

背景技术

编码器是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器分为光电编码器和磁编码器；光编码器精密但对户外及恶劣环境下使用提出较高的保护要求；量测直线位移需依赖机械装置转换，需消除机械间隙带来的误差；检测轨道运行物体难以克服滑差。

所以在恶劣环境下人们通常选用磁编码器，磁编码器易安装，省去了联轴器，抗干扰能力强，不怕震动，缺点是目前的技术还不能把分辨率做的很高。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种高精度磁编码器磁环制作方法及工装，其可以有效提高磁编码器的分辨率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高精度磁编码器磁环制作工装，包括用于定位磁环的磁环定位板，还包括位于所述磁环定位板正上方和正下方的上线圈和下线圈，所述上线圈和下线圈为具有多极的对充线圈。

所述上线圈和下线圈精度公差范围小于±0.01mm，绕制的线圈中每一根线的长度和弯的弧度是一致的。

所述上线圈和下线圈均设有对应导磁铁芯，上线圈和下线圈均为多个线槽的漆包线结构，上线圈和下线圈的漆包线和导磁铁芯表面的距离在0.05mm左右，每一个线槽里的线与导磁铁芯表面的距离的一致。

所述漆包线和导磁铁芯之间通过电子灌封胶固定。

上线圈和下线圈表面经过精磨处理，平面度在正负0.01mm。

对应所述上线圈和下线圈还设有冷却系统。

一种高精度磁编码器磁环制作方法,其特征在于，流程为：

选取密度均一，表面度精度公差范围小于±0.1mm的磁环；

采用专门充多级磁环的充磁电源；

用上下两个多极高精度的上下对充线圈对磁环进行充磁；

同时，在充磁过程中对充磁线圈进行冷却；

充磁完成后对磁环的磁场分布进行测量。

所述的高精度磁编码器磁环制作方法,专门充多级磁环的充磁电源，为采用了低等效串联电阻和低等效串联电感之蓄能电容，电容与输出端采用了低电感低电阻之接线结构。

所述多极高精度的上下对充线圈指产生的磁场南极与北极间隔分布。

该方法过程中采用如前述的一种高精度磁编码器磁环制作工装。

本发明的有益效果是：

一种高精度磁编码器磁环制作方法及工装，包括位于所述磁环上下方的线圈，所述两个线圈为具有多极的对充线圈，这样的充磁方式可以提高磁环的精度，可以让磁环基于级之间的无磁区更细，提高磁环的极数，也就是提高了磁编码器的分辨率；还可以提高每个极之间的均匀度。

附图说明

图1为本发明工装一种实施例的结构示意图；

图2为图1所示本发明工装内部线圈及铁芯结构示意图；

图3为本发明工装给磁环充磁的使用状态示意图；

图4为八极磁环及其磁场结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供的一种高精度磁编码器磁环制作方法及工装，这种工装可以叫做充磁机，内含充磁线圈。

如图1至4所示，一种高精度磁编码器磁环制作工装，包括有起导向定位作用的上模板7和下模板6，配合于上模板7和下模板6接合面处的用于定位磁环的磁环定位板3，分别设置在上模板7和下模板6中位于所述磁环定位板3上方和下方的上线圈1和下线圈2，上线圈1和下线圈2构成上下对充线圈。

对应上线圈1和下线圈2还分别设置有用于给磁环充磁的导磁铁芯5，导磁铁芯5传导上线圈1/下线圈2所产生的磁。

所述上模板7和下模板6均设置有对应冷却上线圈1和下线圈2的水冷系统。用于冷却充磁线圈（上线圈1/下线圈2），充磁所需大电流会产生热量，及时冷却可以延长充磁线圈寿命。

水冷系统结构可参照现有技术，包括有冷却水接口4，接口对接冷水机。

在设计线圈（上线圈1和下线圈2）时候，要考虑到很多方面的因数，各个工件的精度一定得注意公差范围（正负0.01mm），保证加工出来的零件的精度；拿回加工件后，此步骤是比较困难的，就是在绕制线圈时，每一根线的长度和弯的弧度是需要保证一致性，漆包线放入线槽后，漆包线和导磁铁芯5表面的距离控制在0.05mm左右，要保证每一个线槽里的线与导磁铁芯5表面的距离的一致，完成之后马上倒入电子灌封胶把电线给固定起来，待电子灌封胶固化之后再把线圈拿去机械加工厂去精磨表面，磨完之后需要用千分尺在线圈表面测量平面度，平面度在正负0.01mm;完成之后可以组装测试，在给磁环充饱和的条件下，该线圈能正常工作，就可以给磁环进行充磁，

磁环充完磁后拿去磁场分布测量仪测量该磁环的表磁，磁环的每个磁极的峰值在公差范围内是没问题的，那么高精度的编码器磁环就制作完成。

本发明提供一种高精度磁编码器磁环制作方法，其流程为：

选取（采用）密度均一，表面度精度高的磁环；

专门充多级磁环用的充磁电源；

多极高精度的上下对充线圈。

具体的，对于专门充多级磁环用的充磁电源；这种充磁电源与现有技术使用的电源区别在于：采用了低等效串联电阻和低等效串联电感之蓄能电容，电容与输出端采用了低电感低电阻之接线结构。在考虑了满足高压绝缘强度的同时，尽可能能的缩短接线距离。从而实现低电感，低电阻效应的电源构造。

对于多极高精度的上下对充线圈，参照图4所示八极磁环，其磁场的南极与北极间隔分布；故多极对充线圈指能产生磁场的南极与北极间隔分布的充磁线圈。

该高精度磁编码器磁环制作方法，在充磁过程中可对充磁线圈进行冷却；对冲充磁所需大电流会产生的热量，以提高充磁线圈寿命。

对应的可以是设置一台冷水机。

该高精度磁编码器磁环制作方法，充磁完成后对磁环的磁场分布进行测量。制作好后要进行试做评估，合格了就有对应的出货报告。

对应的可以是设置一台高精度磁场分布测量仪器。

以往制作磁编码器磁环的方法是只用一个线圈对磁环表面行充磁；本方案是用上下两个线圈对磁环进行充磁。该方法对制作编码器磁环充磁精度可以提高，从而使磁编码器的分辨率可以做得很高。

一种高精度磁编码器磁环制作方法中，所用的工装包括有多极高精度的上下对充线圈；线圈中每一根线的长度和弯的弧度是一致的；漆包线和导磁铁芯表面的距离控制在0.05mm左右，每一个线槽里的线与导磁铁芯表面的距离的一致；漆包线和导磁铁芯之间通过电子灌封胶固定；线圈表面经过精磨处理，平面度在正负0.01mm;

在满足把磁环充饱和的充磁电压下，该线圈能正常工作10个周期，没异常，就可以把充完磁的磁石拿去磁场分布测量仪测量该磁环的表磁。从而判定该线圈是否合格。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高精度磁编码器磁环制作工装，包括用于定位磁环（8）的磁环定位板（3），其特征在于，还包括位于所述磁环定位板（3）正上方和正下方的上线圈（1）和下线圈（2），所述上线圈（1）和下线圈（2）为具有多极的对充线圈。

2.如权利要求1所述的高精度磁编码器磁环制作工装，其特征在于，所述上线圈（1）和下线圈（2）精度公差范围小于±0.01mm，绕制的线圈中每一根线的长度和弯的弧度是一致的。

3.如权利要求1所述的高精度磁编码器磁环制作工装，其特征在于，所述上线圈（1）和下线圈（2）均设有对应导磁铁芯（5），上线圈（1）和下线圈（2）均为多个线槽的漆包线结构，上线圈（1）和下线圈（2）的漆包线和导磁铁芯（5）表面的距离在0.05mm左右，每一个线槽里的线与导磁铁芯表面的距离的一致。

4.如权利要求3所述的高精度磁编码器磁环制作工装，其特征在于，所述漆包线和导磁铁芯之间通过电子灌封胶固定。

5.如权利要求1所述的高精度磁编码器磁环制作工装，其特征在于，上线圈（1）和下线圈（2）表面经过精磨处理，平面度在正负0.01mm。

6.如权利要求1所述的高精度磁编码器磁环制作工装，其特征在于，对应所述上线圈（1）和下线圈（2）还设有冷却系统。

7.一种高精度磁编码器磁环制作方法,其特征在于，流程为：

选取密度均一，表面度精度公差范围小于±0.1mm的磁环；

采用专门充多级磁环的充磁电源；

用上下两个多极高精度的上下对充线圈对磁环进行充磁；

同时，在充磁过程中对充磁线圈进行冷却；

充磁完成后对磁环的磁场分布进行测量。

8.如权利要求7所述的高精度磁编码器磁环制作方法,其特征在于，专门充多级磁环的充磁电源，为采用了低等效串联电阻和低等效串联电感之蓄能电容，电容与输出端采用了低电感低电阻之接线结构。

9.如权利要求7所述的高精度磁编码器磁环制作方法,其特征在于，所述多极高精度的上下对充线圈指产生的磁场南极与北极间隔分布。

10.如权利要求7所述的高精度磁编码器磁环制作方法,其特征在于，该方法过程中采用如权利要求书1至6任一项所述的一种高精度磁编码器磁环制作工装。