CN112676823B - 一种辅助定位工装及磁编码器安装对准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助定位工装及磁编码器安装对准方法。所述辅助定位工装由工装底座和均匀分布于工装底座上的4个结构相同、中心对称的圆柱体组成，所述每个圆柱体呈凸台状。本发明基于所述辅助定位工装实现磁编码器安装对准，方法操作简单，保证了磁编码器角度测量系统中永磁体和磁编码器之间同轴度及垂直距离的参数指标要求，提高了伺服控制系统角度测量精度。

Description

一种辅助定位工装及磁编码器安装对准方法

技术领域

本发明涉及机械工程领域，具体涉及一种磁编码器安装辅助定位工装及安装对准方法。

背景技术

伺服系统设计过程中，电机旋转角度的精确测量是十分重要环节。磁编码器因其小型化、高精度、无线缆阻力等特点，正逐步取代电位器和旋转变压器等传统角度测量传感器来完成小型伺服系统中电机旋转角度的测量。磁编码器角度测量系统由永磁体和焊接有磁编码器的信号解调电路板构成。如图1所示，磁编码器角度测量系统包括电机1、轴套及永磁体座2、永磁体3、轴承4、轴承座5、信号解调电路板6，磁编码器7焊接于信号解调电路板6正中心，永磁体3安装于轴套及永磁体座2上，轴承4安装于轴承座5上，轴套及永磁体座2安装到轴承4内孔中，轴承座5固定于电机1底座，信号解调电路板6安装在轴承座5上。电机1轴转动时带动轴套及永磁体座2上的永磁体3进行旋转，通过信号解调电路板6上的磁编码器对永磁体3旋转角度进行实时测量。

为保证角度测量精度，在磁编码器安装过程中需满足永磁体和磁编码器之间同轴度(≤0.1mm)及垂直距离(1.5mm±0.1mm)要求，目前未见相关磁编码器安装对准方法报道。作为伺服运动控制系统位置环反馈参数，电机角度值的测量十分重要。因此，设计一种磁编码器安装对准方法对提高电机旋转角度测量精度和伺服系统整体性能尤为关键。

发明内容

本发明需解决技术问题是提出一种磁编码器安装辅助定位工装及安装对准方法，保证磁编码器角度测量系统安装过程中永磁体和磁编码器之间同轴度(≤0.1mm)及垂直距离(1.5mm±0.1mm)的参数指标要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种辅助定位工装，由工装底座和均匀分布于工装底座上的4个结构相同、中心对称的圆柱体组成，所述每个圆柱体呈凸台状，在凸体圆柱的末端设置螺柱；

所述圆柱体的圆柱台圆柱长度为磁编码器的高度、永磁体端面至轴承座平台面的距离、永磁体和磁编码器之间要求的垂直距离之和。

一种所述辅助定位工装的编码器安装对准方法，包括如下步骤：

步骤1)在信号解调电路板设置与辅助定位工装4个圆柱体位置相对应、中心对称的四个通孔，其直径大小与圆柱台相匹配；

步骤2)在轴承座上设置与辅助定位工装上的4个圆柱体位置相对应、中心对称的四个通孔，其直径大小与凸体圆柱相匹配；

步骤3)将电机、轴套及永磁体座、永磁体、轴承、轴承座安装到位后，安装信号解调电路板；

将辅助定位工装的圆柱台插入到信号解调电路板通孔中，随后将辅助定位工装上凸体圆柱插入到轴承座上的通孔中，使用螺柱将辅助定位工装固定在轴承座上，通过通孔固定信号解调电路板，使其与辅助定位工装贴合；

步骤4)拆卸辅助定位工装，完成永磁体与磁编码器安装对准。

本发明有益效果：

采用本发明提供的方法安装磁编码器操作简单，通过设计辅助定位工装和装配流程来实现磁编码器安装对准。通过辅助定位工装的4个圆柱体与信号解调电路板、轴承座上的通孔偏差保证了永磁体和磁编码器之间同轴度。通过辅助定位工装的4个圆柱体的圆柱台圆柱长度保证了磁编码器角度测量系统中永磁体和磁编码器之间垂直距离。采取本发明安装对准方法满足了磁编码器角度测量系统中永磁体和磁编码器之间同轴度及垂直距离的参数指标要求，提高了伺服控制系统角度测量精度。

附图说明

图1为本发明的实施例的磁编码器角度测量系统整体装配示意图；

其中：1-电机、2-轴套及永磁体座、3-永磁体、4-轴承、5-轴承座、6-信号解调电路板、7-磁编码器、8-辅助定位工装。

图2为本发明的实施例的辅助定位工装的示意图；

图2(a)为本发明的实施例的辅助定位工装的主视图；

图2(b)为本发明的实施例的辅助定位工装的右视图；

图3为本发明的实施例的信号解调电路板的主视图；

图4为本发明的实施例的轴承座的主视图；

图5为本发明的实施例的磁编码器安装对准效果图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式进一步说明。

图2为本发明的实施例的辅助定位工装示意图，辅助定位工装由方形工装底座和均匀分布于工装底座四个角上的4个结构相同、中心对称的圆柱体组成。所述每个圆柱体呈凸台状，圆柱台9直径为3mm、凸体圆柱10直径为2mm，在凸体圆柱10的末端设置直径为1.8mm的螺柱11，如图2(b)所示。

通过所述辅助定位工装的4个圆柱体的圆柱台9圆柱长度来保证磁编码器角度测量系统中永磁体3和磁编码器7之间垂直距离。圆柱台9圆柱长度为磁编码器7的高度、永磁体端面12至轴承座平台面13的距离、永磁体3和磁编码器7之间要求的垂直距离之和。

基于所述辅助定位工装的磁编码器安装对准，实施例方法如下：

步骤1)在信号解调电路板6设置与辅助定位工装上的4个圆柱体位置与大小相匹配的通孔。

在信号解调电路板6上设置与辅助定位工装上的4个圆柱体位置相对应、中心对称的四个通孔，其直径大小与圆柱台9相匹配，以使辅助定位工装的4个圆柱体的圆柱台9穿过信号解调电路板6，并与其通孔过盈配合。所述信号解调电路板6上的通孔如图3所示。

步骤2)在轴承座5上设置与辅助定位工装上的4个圆柱体位置与大小相匹配的通孔。

在轴承座5上设置与辅助定位工装上的4个圆柱体位置相对应、中心对称的四个通孔，其直径大小与凸体圆柱10相匹配，以使辅助定位工装的4个圆柱体穿过信号解调电路板6后，其凸体圆柱10能够穿过轴承座5，并与轴承座5的通孔过盈配合。所述轴承座5的通孔如图4所示。

步骤3)将电机1、轴套及永磁体座2、永磁体3、轴承4、轴承座5安装到位后，安装信号解调电路板6。

将辅助定位工装圆柱台9插入到信号解调电路板6通孔中，然后将辅助定位工装8上凸体圆柱10插入到轴承座5上通孔中，使用螺柱11将辅助定位工装8固定在轴承座5上，通过通孔固定信号解调电路板6，使其与辅助定位工装8贴合。

步骤4)拆卸辅助定位工装8，完成永磁体3与磁编码器7安装对准。

实施例通过辅助定位工装的4个圆柱体与信号解调电路板、轴承座上的通孔偏差保证了永磁体和磁编码器之间同轴度。

优选地，

所述圆柱台9圆柱长度上偏差为0.10mm，下偏差为0.10mm。

所述圆柱台9以及与之对应的信号解调电路板6上的通孔直径上偏差为0.00mm，下偏差为0.05mm；所述凸体圆柱以及与之对应的轴承座5的孔直径上偏差为0.00mm，下偏差为0.05mm。

下面为实施例安装实施步骤，装配示意图如图1所示。

(1)将永磁体3安装到轴套及永磁体座2上；

(2)将轴承4安装到轴承座5上，使轴承4端面与轴承座5内圈端面重合；

(3)将轴套及永磁体座2安装到轴承4内孔中，使轴承4端面与轴套及永磁体座2主视端面重合；

(4)使用六角铜柱和调整垫片将轴承座5和电机1通过Φ5mm通孔固定在一起；

(5)将辅助定位工装8上Φ3mm圆柱台插入到信号解调电路板6上Φ3mm通孔中，然后将辅助定位工装8上Φ2mm凸体圆柱插入到轴承座5上Φ2mm通孔中，使用M1.8mm螺柱将辅助定位工装8固定在轴承座5上。使用六角铜柱和调整垫片，通过Φ4mm通孔固定信号解调电路板6，使其与辅助定位工装8贴合；

(6)拆卸辅助定位工装8，完成永磁体3与磁编码器7安装对准，如图5所示。

Claims (3)

1.一种基于辅助定位工装的磁编码器安装对准方法，其特征在于，所述辅助定位工装由工装底座和均匀分布于工装底座上的4个结构相同、中心对称的圆柱体组成，每个所述圆柱体呈凸台状，由圆柱台（9）和凸体圆柱（10）构成一体结构，在所述凸体圆柱（10）的末端设置螺柱（11）；

所述圆柱体的圆柱台（9）圆柱长度为磁编码器（7）的高度、永磁体端面（12）至轴承座平台面（13）的距离、永磁体（3）和磁编码器（7）之间要求的垂直距离之和；

所述磁编码器安装对准方法包括如下步骤：

步骤1）在信号解调电路板（6）设置与辅助定位工装4个圆柱体位置相对应、中心对称的四个通孔，其直径大小与圆柱台（9）相匹配；

步骤2）在轴承座（5）上设置与辅助定位工装上的4个圆柱体位置相对应、中心对称的四个通孔，其直径大小与凸体圆柱（10）相匹配；

步骤3）将电机（1）、轴套及永磁体座（2）、永磁体（3）、轴承（4）、轴承座（5）安装到位后，安装信号解调电路板（6）；

将辅助定位工装（8）的圆柱台（9）插入到信号解调电路板（6）通孔中，随后将辅助定位工装（8）上凸体圆柱（10）插入到轴承座（5）上的通孔中，使用螺柱（11）将辅助定位工装（8）固定在轴承座（5）上，通过通孔固定信号解调电路板（6），使其与辅助定位工装（8）贴合；

步骤4）拆卸辅助定位工装（8），完成永磁体（3）与磁编码器（7）安装对准。

2.根据权利要求1所述的一种基于辅助定位工装的磁编码器安装对准方法，其特征在于，所述圆柱台（9）以及与之对应的信号解调电路板（6）上的通孔直径上偏差为0.00mm，下偏差为0.05mm；所述凸体圆柱以及与之对应的轴承座（5）的孔直径上偏差为0.00mm，下偏差为0.05mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于辅助定位工装的磁编码器安装对准方法，其特征在于，所述圆柱台（9）圆柱长度上偏差为0.10mm，下偏差为0.10mm。

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