CN105571621B - 一种码盘调心装置及调心方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种码盘调心装置，其包括底座(1)和设置于所述底座(1)中央位置处的轴承室，还包括底部伸进所述轴承室中的转轴(2)及套设于该转轴(2)顶部位置处的码盘(3)，在所述底座(1)上、位于所述转轴(2)的水平方向侧还设置有至少一个可水平方向移动以调节所述码盘(3)中心与所述转轴(2)中心之间偏心量大小的调心结构。通过本发明的码盘调心装置，能够有效地实现码盘安装过程中的偏心量的定量调整；能够有效降低码盘调心过程中对工人工作技能的要求，提高工作效率；还能够有效地保证了光电编码器的工作性能和测量精度。本发明还涉及使用该装置的码盘调心方法。
Description
技术领域
本发明属于光电技术领域，具体涉及一种码盘调心装置及调心方法。
背景技术
光电编码器是一种集光、机、电于一体的测角设备,通过机械结构和信号处理电路将光学信号转换成电信号,从而实现对角位移、位置和速度等多种物理量的直接或间接测量。其中，码盘的偏心量将直接影响到光电编码器的工作性能和测量精度，是生产控制的核心要素，因此码盘的正确安装方法是保证编码器是否能正常工作的重要保证。现有编码器厂家一般在显微镜下，通过工人敲击码盘边沿的方式来实现码盘偏心量的调整，这种方式对工人的工作技能具有较高要求，且调整效率不高，同时又不能实现偏心量的定量调整。
由于现有技术中的光电编码器由于存在1、码盘在安装过程中偏心量不可定量调整问题；2、码盘在调心过程中对工人工作技能高和效率低下等技术问题，因此本发明研究设计出一种码盘调心装置及调心方法。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的码盘存在在安装过程中与转轴之间的偏心量或同轴度不可定量调整的缺陷，从而提供一种码盘调心装置及调心方法。
本发明提供一种码盘调心装置，其包括底座和设置于所述底座中央位置处的圆形孔，还包括底部伸进所述圆形孔中的转轴及套设于该转轴顶部位置处的码盘，在所述底座上、位于所述转轴的水平方向侧还设置有至少一个可水平方向移动以调节所述码盘中心与所述转轴中心之间偏心量大小的调心结构。
优选地，所述调心结构包括设置于所述转轴水平方向左侧的第一调心部件和设置于所述转轴水平方向右侧的第二调心部件。
优选地，所述第一调心部件包括设置于所述底座上的第一支架和设置于所述第一支架上端的第一微分头；和/或，所述第二调心部件包括设置于所述底座上的第二支架和设置于所述第二支架上端的第二微分头。
优选地，在所述底座上位于所述第一支架的位置处开设有使得所述第一支架在其中做水平运动的第一U形槽，所述第一U形槽的“U”字开口朝向或背向所述转轴；和/或，在所述底座上位于所述第二支架的位置处开设有使得所述第二支架在其中做水平运动的第二U形槽，所述第二U形槽的“U”字开口朝向或背向所述转轴。
优选地，所述第一U形槽和所述第二U形槽相对于所述转轴成对称地设置。
优选地，所述底座沿竖直方向上的截面形状为型，所述调心结构设置于该型底座的中部表面上，所述圆形孔设置于该中部表面的中央位置处。
本发明还提供一种码盘调心方法，其使用前述的码盘调心装置，对码盘和转轴之间的偏心量进行调节。
优选地，首先将被调整的码盘固定在转轴上，当调心结构包括第一微分头和第二微分头时，所述第一和第二微分头的高度相同，调节码盘和转轴使得码盘的高度与所述第一、第二微分头的高度基本相同。
优选地，然后将整个调心装置放置在显微镜下，旋转调心装置的转轴，使码盘在旋转状态下，观察码盘上的位于其外圆周上的基圆与观察基准线的偏离程度，以确定两个微分头的调整量。
优选地，重复上述调整过程，直至码盘中心与所述转轴中心之间的偏心量调整到5um以内，完成码盘的调心过程。
本发明提供的一种码盘调心装置和调心方法具有如下有益效果：
1.通过本发明的码盘调心装置和调心方法，能够有效地实现码盘安装过程中的偏心量的定量调整，解决码盘安装过程中偏心量不可定量调整问题；
2.能够有效降低码盘调心过程中对工人工作技能的要求，提高工作效率，解决码盘调心过程中对工人工作技能高和效率低下问题。
3.有效地保证了光电编码器的工作性能和测量精度。
附图说明
图1是本发明的码盘调心装置在转轴安装位置处的竖直方向的剖面示意图。
图中附图标记表示为：
1—底座，12—第一U形槽，13—第二U形槽，2—转轴，3—码盘，4—第一调心部件，41—第一支架，42—第一微分头，5—第二调心部件，51—第二支架，52—第二微分头，6—轴套，7—轴承。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种码盘调心装置，其包括底座1和设置于所述底座1中央位置处的轴承室(优选为圆形孔)，还包括底部伸进所述轴承室中的转轴2及套设于该转轴2顶部位置处的码盘3，在所述底座1上、位于所述转轴2的水平方向侧还设置有至少一个可水平方向移动以调节所述码盘3中心与所述转轴2中心之间偏心量(同轴度)大小的调心结构。
通过本发明的码盘调心装置，通过可水平方向(左右和/或前后)移动的调心结构能够有效地实现码盘安装过程中的偏心量(码盘中心与所述转轴中心之间的偏心量或同轴度)的定量调整，解决码盘安装过程中偏心量不可定量调整的问题，使得码盘与转轴的中心尽可能地重合，达到同轴度；还能够有效降低码盘调心过程中对工人工作技能的要求，提高工作效率，解决码盘调心过程中对工人工作技能高和效率低下问题；有效地保证了光电编码器的工作性能和测量精度。
优选地，所述调心结构包括设置于所述转轴2水平方向左侧的第一调心部件4和设置于所述转轴2水平方向右侧的第二调心部件5。通过设置于转轴水平方向左侧的第一调心部件从码盘的水平方向左侧水平移动以对码盘与转轴之间的偏心量进行调节，通过设置于转轴水平方向右侧的第二调心部件从码盘的水平方向右侧水平移动以对码盘与转轴之间的偏心量进行调节，最终达到将偏心量调至尽可能小的目的。
优选地，所述第一调心部件4包括设置于所述底座1上的第一支架41和设置于所述第一支架41上端的第一微分头42；和/或，所述第二调心部件5包括设置于所述底座1上的第二支架51和设置于所述第二支架51上端的第二微分头52。通过第一支架起到有效固定支撑且带动第一微分头作水平运动的作用，通过第一微分头做水平方向(包括左右和前后方向)的运动进而对码盘和转轴的偏心量进行水平左侧的调节(当码盘中心位于转轴中心水平左侧时，由第一微分头向水平右侧运动推动码盘水平向右移动，以使两个中心尽可能地重合)；通过第二支架起到有效固定支撑且带动第二微分头作水平运动的作用，通过第二微分头做水平方向(包括左右和前后方向)的运动进而对码盘和转轴的偏心量进行水平右侧的调节(当码盘中心位于转轴中心水平右侧时，由第二微分头向水平左侧运动推动码盘水平向左移动，以使两个中心尽可能地重合)。
进一步优选地，优选地，所述第一微分头42固定(优选通过自身的紧定螺母)设置在所述第一支架41上；和/或，所述第二微分头52固定(优选通过自身的紧定螺母)设置在所述第二支架51上。这样能够通过第一支架的运动而带动第一微分头左水平地运动进而达到调节码盘与转轴之间偏心量的目的；能够通过第二支架的运动而带动第二微分头左水平地运动进而达到调节码盘与转轴之间偏心量的目的。
优选地，在所述底座1上位于所述第一支架41的位置处开设有使得所述第一支架41在其中做水平运动的第一U形槽12，所述第一U形槽12的“U”字开口朝向或背向所述转轴2；和/或，在所述底座1上位于所述第二支架51的位置处开设有使得所述第二支架51在其中做水平运动的第二U形槽13，所述第二U形槽13的“U”字开口朝向或背向所述转轴2。通过在底座上位于所述第一支架的位置处开设第一U形槽，能够使得第一支架沿着第一U形槽的轨道方向做水平方向的左右和前后运动，从而达到带动微分头水平运动的目的，调节码盘和转轴的偏心量；通过在底座上位于所述第二支架的位置处开设第二U形槽，能够使得第二支架沿着第二U形槽的轨道方向做水平方向的左右和前后运动，从而达到带动微分头水平运动的目的，从而调节码盘和转轴的偏心量，将“U”字开口朝向或背向所述转轴是为了实现在向码盘方向最大限度地完成运动，最大可能地达到调节码盘偏心量的效果。并可根据码盘外径的尺寸，使得第一、二支架在U形孔上左右移动，以满足不同码盘调心的使用要求。
优选地，所述第一U形槽12和所述第二U形槽13相对于所述转轴2成对称地设置。这样能够尽可能地实现第一、第二微分头的对称运动，使得码盘的中心与转轴中心调至尽可能的重合。
优选地，在所述码盘3和所述转轴2之间设置有圆环形的轴套6。通过设置圆环形的轴套能够使得码盘套在轴套上，进而套在转轴上，实现在旋转过程中码盘的固定作用防止脱落，且由于码盘一般是由玻璃材质制成，设置轴套也能够在旋转过程中进一步对码盘起到保护作用。
优选地，还包括设置在所述轴承室中的用于支撑所述转轴2的轴承7，其中所述轴承7与所述转轴2、所述底座1间均为过盈配合。设置轴承能够有效地起到对转轴进行支承的作用，所述转轴2通过轴承7装配在所述底座1上，用于连接码盘组件，可以通过转轴的旋转来观察码盘的偏心量，并将轴承、转轴和底座三者的相接触的面设置为过盈配合能够进一步增强支承的作用和效果，提高结构强度和运转使用寿命。
优选地，所述底座1沿竖直方向上的截面形状为型，所述调心结构设置于该型底座的中部表面上，所述圆形孔设置于该中部表面的中央位置处。通过将底座设置成竖直方向上的截面为的形状，并使调心结构设置于该型底座的中部表面上除了能够对调心结构和转轴、码盘进行支承的作用外，还能将转轴经由该圆形孔伸出中部表面，达到有效固定并支承转轴的作用，完成偏心量的调节。
本发明还提供一种码盘偏心量的调节方法(或称调心方法)，其使用前述的码盘调心装置，对码盘和转轴之间的偏心量进行调节。通过使用前述的码盘调心装置，通过可水平方向(左右和/或前后)移动的调心结构能够有效地实现码盘安装过程中的偏心量(码盘中心与所述转轴中心之间的偏心量或同轴度)的定量调整，解决码盘安装过程中偏心量不可定量调整的问题，使得码盘与转轴的中心尽可能地重合，达到同轴度；还能够有效降低码盘调心过程中对工人工作技能的要求，提高工作效率，解决码盘调心过程中对工人工作技能高和效率低下问题；有效地保证了光电编码器的工作性能和测量精度。
优选地，码盘偏心量调整时，首先将被调整的码盘固定在转轴上，当调心结构包括第一微分头和第二微分头时，所述第一和第二微分头的高度相同，调节码盘和转轴使得码盘的高度与所述第一、第二微分头的高度基本相同。码盘高度应在微分头中线附近，以便后续调整或为后续调整过程作准备，防止码盘高度比微分头高度高或低出现错位导致无法实现调节的现象发生。
优选地，然后将整个调心装置放置在显微镜下，旋转调心装置的转轴(优选通过手动进行旋转)，使码盘在旋转状态下，观察码盘上的位于其外圆周上的基圆(基圆设置在码盘上，位于码盘的外圆周上)与观察基准线(观察基准线是用来判断基圆的偏心量的参考，调试过程中可以根据实际情况设置；观察基准线是利用显微镜配套软件进行绘制的，与基圆相切时表示不偏心，相交时表示偏心，需要将码盘调节为使二者相切为止，观察基准线优选设置于观察元件上，进一步优选观察元件为显微镜)的偏离程度，以确定两个微分头的调整量。以实现偏心量的一个调节过程，调节至使得码盘的圆形与转轴的轴心尽可能地重合。
优选地，重复上述调整过程，直至码盘中心与所述转轴中心之间的偏心量(或同轴度)调整到5um以内，完成码盘的调心过程；以调节码盘中心与转轴中心的偏心量达到误差范围(5um)内，以不影响光电编码器的测量精度为宜，该误差范围的具体数值是经过大量实验结果而得出的。该调整方法相对人工敲击码盘边沿而言，可以达到快速、精确调整码盘偏心量的目的，保证光电编码器的工作性能和测量精度。
下面介绍一下本发明的优选实施例
本发明的码盘调心装置如图1所示，由底座、支架、微分头、转轴和轴承组成，利用微分头的微调功能，实现码盘偏心量的精确调整。
所述底座对整个装置起到支撑作用，其特征是具有轴承室和对称性U形槽，以满足其它部件的安装要求；
所述支架通过螺钉和螺母固定在底座的U形槽上，并可根据码盘外径的尺寸，在U槽孔上左右移动，以满足不同码盘调心的使用要求；
所述微分头通过自身的紧定螺母固定在支架上，其调整精度要求1um及以下，通过自身的微调功能来实现码盘偏心量的精确调整；
所述转轴通过轴承装配在底座上，用于连接码盘组件，可以通过自身的旋转来观察码盘的偏心量，其中轴承与转轴和底座间采用过盈配合。
码盘偏心量调整时，首先将被调整码盘组件固定在在转轴上，其码盘高度应在微分头中线附近，以便后续调整；然后将整个装置放置在显微镜下，手动旋转调心装置的转轴，使码盘在旋转状态下，观察码盘上的基圆与基准线的偏离程度，以确定两个测微头的调整量；重复上述调整过程，直至码盘同轴度调整到5um以内；该调整方法相对人工敲击码盘边沿而言，可以达到快速、精确调整码盘偏心量的目的，保证光电编码器的工作性能和测量精度。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种码盘调心装置，其特征在于：包括底座(1)和设置于所述底座(1)中央位置处的轴承室，还包括底部伸进所述轴承室中的转轴(2)及套设于该转轴(2)顶部位置处的码盘(3)，在所述底座(1)上、位于所述转轴(2)的水平方向侧还设置有至少一个可水平方向移动以调节所述码盘(3)中心与所述转轴(2)中心之间偏心量大小的调心结构；
所述调心结构包括设置于所述转轴(2)水平方向左侧的第一调心部件(4)和设置于所述转轴(2)水平方向右侧的第二调心部件(5)；
所述第一调心部件(4)包括设置于所述底座(1)上的第一支架(41)和设置于所述第一支架(41)上端的第一微分头(42)；和/或，所述第二调心部件(5)包括设置于所述底座(1)上的第二支架(51)和设置于所述第二支架(51)上端的第二微分头(52)；
在所述底座(1)上位于所述第一支架(41)的位置处开设有使得所述第一支架(41)在其中做水平运动的第一U形槽(12)，所述第一U形槽(12)的“U”字开口朝向或背向所述转轴(2)；和/或，在所述底座(1)上位于所述第二支架(51)的位置处开设有使得所述第二支架(51)在其中做水平运动的第二U形槽(13)，所述第二U形槽(13)的“U”字开口朝向或背向所述转轴(2)。
2.根据权利要求1所述的一种码盘调心装置，其特征在于：所述第一U形槽(12)和所述第二U形槽(13)相对于所述转轴(2)成对称地设置。
3.根据权利要求1-2之一所述的一种码盘调心装置，其特征在于：所述底座(1)沿竖直方向上的截面形状为中部向上凸的“几”字型的形状，所述调心结构设置于该“几”字型底座的中部表面上，所述轴承室设置于该中部表面的中央位置处。
4.一种码盘调心方法，其特征在于：使用权利要求1-3之一所述的码盘调心装置，对码盘和转轴之间的偏心量进行调节。
5.根据权利要求4所述的码盘调心方法，其特征在于：首先将被调整的码盘固定在转轴上，当调心结构包括第一微分头和第二微分头时，所述第一和第二微分头的高度相同，调节码盘和转轴使得码盘的高度与所述第一、第二微分头的高度基本相同。
6.根据权利要求5所述的码盘调心方法，其特征在于：然后将整个调心装置放置在显微镜下，旋转调心装置的转轴，使码盘在旋转状态下，观察码盘上的位于其外圆周上的基圆与观察基准线的偏离程度，以确定两个微分头的调整量。
7.根据权利要求6所述的码盘调心方法，其特征在于：重复上述调整过程，直至码盘中心与所述转轴中心之间的偏心量调整到5um以内，完成码盘的调心过程。
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