CN105387878A - 一种磁编码器磁鼓及其制造方法和使用方法 - Google Patents

一种磁编码器磁鼓及其制造方法和使用方法 Download PDF

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means

Abstract

本发明提供一种磁编码器磁鼓及其制造方法和使用方法，所述磁编码器磁鼓：包括环形柱体，环形柱体设有沿环形柱体本体的轴向延伸的UVW信号磁极，且环形柱体上还设有沿环形柱体本体的径向延伸的AB信号磁极以及与AB信号磁极同步写入的零位磁极。制造方法包括：利用第一单磁极型磁头在环形柱体的轴向面上进行充磁以形成UVW信号磁极，该UVW信号磁极沿环形柱体的轴向分布，包括相间且连续分布的N极和S极；利用双磁极型磁头在环形柱体的径向面进行充磁以形成AB信号磁极，且同时利用第二单磁极型磁头在环形柱体的径向面进行充磁以形成零位磁极；且产生AB信号的磁极靠近磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极，产生Z信号的磁极远离磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极。

Description

一种磁编码器磁鼓及其制造方法和使用方法
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，特别是涉及一种磁编码器磁鼓及磁编码器磁鼓的制造方法和使用方法。
背景技术
伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器。从物理介质的不同来分，伺服电机编码器可以分为光电编码器和磁电编码器。磁电编码器具有可靠、价格便宜、抗污染等特点，近年来越来越受到重视。
伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器，伺服编码器这个基本的功能与普通编码器是一样的，旋转增量编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来计算其位置。当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。除此之外，伺服编码器还有着跟普通编码器不同的地方，那就是伺服电机多数为同步电机，同步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，这样需要另外配几路信号来检测转子的当前位置，比如增量型的就有UVW等信号。目前国内伺服电机使用编码器以光电编码器为主。
同传统的光电式编码器相比，磁性编码器具有抗振动、抗腐蚀、抗污染、抗干扰和宽工作温度的特性，可应用于传统的光电编码器不能适应的领域。磁性编码器是专门为极端恶劣环境设计的编码器，这些场合一般要求宽的温度特性，能够抵御强烈的振动和冲击，很高的防护等级。伺服电机用的磁性编码器都是霍尔效应为原理的编码器，霍尔元件稳定性差，而且完全靠细分来保证编码器的分辨率，现在发展趋势是使用磁阻元件(如AMR传感器)来制作磁性编码器，灵敏度好，充磁磁极数高，性能稳定。
由于无法提供UVW三相信号，现在还没有磁阻编码器用在伺服电机上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够提供UVW三相信号的磁编码器磁鼓及其制造方法和使用方法。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种磁编码器磁鼓，包括环形柱体，所述环形柱体设有沿环形柱体本体的轴向延伸的UVW信号磁极，且环形柱体上还设有沿环形柱体本体的径向延伸的AB信号磁极以及与所述AB信号磁极同步写入的零位磁极。
其中，所述UVW信号磁极沿环形柱体的轴向分布，包括相间且连续分布的N极和S极。
其中，所述AB信号磁极包括多个连续的子磁极，每一子磁极分别具有N极和S极，且相邻的子磁极的相应磁极先连；一个子磁极的N极与一侧的另一子磁极的N极相连，且其S极与另一侧的又一子磁极的S极相连；可以将两个N极看作是一个N级，或者，将两个S极看作是一个S级。
同时，本发明实施例还提出了一种磁编码器磁鼓的制造方法，包括：
利用第一单磁极型磁头在环形柱体的轴向面上进行充磁以形成UVW信号磁极，该UVW信号磁极沿环形柱体的轴向分布，包括相间且连续分布的N极和S极；
利用双磁极型磁头在环形柱体的径向面进行充磁以形成AB信号磁极，且同时利用第二单磁极型磁头在环形柱体的径向面进行充磁以形成零位磁极；
且产生AB信号的磁极靠近磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极，产生Z信号的磁极远离磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极。
同时，本发明实施例还提出了一种磁编码器磁鼓的使用方法，所述磁编码器磁鼓用于制作磁编码器，所述磁编码器用在伺服电机上。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，本发明实施例的磁编码器磁鼓制造方法可以有效地进行充磁。本发明实施例提出的磁编码器磁鼓的磁极分布的结构可以使得各磁极之间互不干扰，输出信号稳定，可用于高精度磁编码器的制作。
附图说明
图1为本发明的磁编码器磁鼓的俯视展开图；
图2为UVW信号磁极的结构示意图；
图3为AB信号磁极和零位磁极的结构示意图；
图4为采用单磁极型磁头垂直面内充磁示意图
图5为采用双磁极型磁头平行面内充磁示意图；
图6为本发明实施例的磁编码器磁鼓的信号输出图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例提出了一种如图1、图2、图3所示的磁编码器磁鼓，包括环形柱体，所述环形柱体设有沿环形柱体本体的轴向延伸的UVW信号磁极，且环形柱体上还设有沿环形柱体本体的径向延伸的AB信号磁极以及与所述AB信号磁极同步写入的零位磁极。
其中，如图2所示的，所述UVW信号磁极沿环形柱体的轴向分布，包括相间且连续分布的N极和S极。
其中，如图3所示的，所述AB信号磁极包括多个连续的子磁极，每一子磁极分别具有N极和S极，且相邻的子磁极的相应磁极先连。即如图3所示的，一个子磁极的N极与一侧的另一子磁极的N极相连，且其S极与另一侧的又一子磁极的S极相连。
其中，如图1、图2、图3所示的磁编码器磁鼓是采用如下方法制成的：
如图4所示的，利用第一单磁极型磁头在环形柱体的轴向面上进行充磁以形成UVW信号磁极，该UVW信号磁极沿环形柱体的轴向分布，包括相间且连续分布的N极和S极；
如图5所示的，利用双磁极型磁头在环形柱体的径向面进行充磁以形成AB信号磁极，且同时利用第二单磁极型磁头在环形柱体的径向面进行充磁以形成零位磁极(用于产生Z信号)；
且产生AB信号的磁极靠近磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极，产生Z信号的磁极远离磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极；
使用图4的充磁方式对Φ32磁鼓轴向面进行第一次充磁，写入产生UVW信号的6对磁极；然后进行第二次充磁，对磁鼓的径向面分别利用图5和图4的充磁方式写出产生AB信号的100对磁极(磁极距约0.5毫米)和产生Z信号的磁极，且产生AB信号的磁极靠近磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极，产生Z信号的磁极远离磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极，对磁鼓输出信号进行检测，通过计数器和示波器可以看到，输出信号稳定，波形良好，计数完整，图6为磁鼓的信号输出图。
进一步，本发明实施例一种磁编码器磁鼓用于制作磁编码器，所述磁编码器用在伺服电机上，以提供UVW三相信号。
本发明实施例的磁编码器磁鼓制造方法可以有效地进行充磁，且这种磁极分布的结构可以使得各磁极之间互不干扰，输出信号稳定，可用于高精度磁编码器的制作。本发明实施例的磁编码器可用在伺服电机上。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种磁编码器磁鼓，其特征在于，包括环形柱体，所述环形柱体设有沿环形柱体本体的轴向延伸的UVW信号磁极，且环形柱体上还设有沿环形柱体本体的径向延伸的AB信号磁极以及与所述AB信号磁极同步写入的零位磁极；且产生AB信号的磁极靠近磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极，产生Z信号的磁极远离磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极。
2.根据权利要求1所述的磁编码器磁鼓，其特征在于，所述UVW信号磁极沿环形柱体的轴向分布，包括相间且连续分布的N极和S极。
3.根据权利要求1或2所述的磁编码器磁鼓，其特征在于，所述AB信号磁极包括多个连续的子磁极，每一子磁极分别具有N极和S极，且相邻的子磁极的相应磁极先连；一个子磁极的N极与一侧的另一子磁极的N极相连，且其S极与另一侧的又一子磁极的S极相连；可以将两个N极看作是一个N级，或者，将两个S极看作是一个S级。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的磁编码器磁鼓的制造方法，其特征在于，包括：
利用第一单磁极型磁头在环形柱体的轴向面上进行充磁以形成UVW信号磁极，该UVW信号磁极沿环形柱体的轴向分布，包括相间且连续分布的N极和S极；
利用双磁极型磁头在环形柱体的径向面进行充磁以形成AB信号磁极，且同时利用第二单磁极型磁头在环形柱体的径向面进行充磁以形成零位磁极；
其中，且产生AB信号的磁极靠近磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极，产生Z信号的磁极远离磁鼓轴向面产生UVW信号的磁极。
5.一种如权利要求1-3任一项所述的磁编码器磁鼓的使用方法，其特征在于，所述磁编码器磁鼓用于制作磁编码器，所述磁编码器用在伺服电机上。
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