CN113483788A - 码盘组件、编码器及码盘组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种码盘组件、编码器及码盘组件的制造方法，一种码盘组件，包括：轴套，轴套用于套设在转轴上；码盘，码盘套设在轴套上；其中，码盘通过注塑工艺注塑在轴套上，码盘上设置有码道，码道为当码盘通过注塑工艺注塑在轴套上后，以轴套的轴孔的孔心线为中心线在码盘上刻划而成。本发明的码盘组件解决了现有技术中的光电编码器的码盘的码道与转轴之间的偏心量难以保证的问题。
Description
技术领域
本发明涉及编码器技术领域，具体而言，涉及一种码盘组件、编码器及码盘组件的制造方法。
背景技术
光电编码器也称光电轴角编码器，它是一种集光、机、电为一体的数字测角装置，是将主轴旋转过的角度、角位移以及角速度等物理量转换成数字信号并且输出的位移传感器。
码盘就是在塑料、玻璃或金属等材料表面的圆环区域上刻有若干圈均匀分布的透光或不透光的相间栅线(即码道)的圆分度元件，圈和圈之间是以一定规律排布的，任一径向位置只有唯一的二进制或其它进制编码，因此在不同的角度位置，可输出不同的数字代码，经处理后输出的角位置代码即为转角的单值函数。
光栅码盘的码道和轴之间的偏心和晃动影响着编码器读头输出的叠栅条纹信号的相位，这给角度测量带来了一定的系统误差。码盘的码道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，这是码盘生产控制的核心要素，因此码盘的调心是保证编码器是否能正常工作的重要保证，通常码盘的码道的偏心量需控制在5um以内，这给码盘的生产增加了难度。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种码盘组件、编码器及码盘组件的制造方法，以解决现有技术中的光电编码器的码盘的码道与转轴之间的偏心量难以保证的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种码盘组件，包括：轴套，轴套用于套设在转轴上；码盘，码盘套设在轴套上；其中，码盘通过注塑工艺注塑在轴套上，码盘上设置有码道，码道为当码盘通过注塑工艺注塑在轴套上后，以轴套的轴孔的孔心线为中心线在码盘上刻划而成。
进一步地，码盘包括用于与轴套相配合的安装孔，轴套的外周面和安装孔的孔壁面中的一个上设置有凹槽，轴套的外周面和安装孔的孔壁面中的另一个上设置有用于插入凹槽的凸起。
进一步地，轴套包括用于与码盘相配合的第一轴段和第二轴段，第一轴段的直径小于第二轴段的直径；码盘包括分别与第一轴段和第二轴段对应设置的第一孔段和第二孔段；其中，第二轴段的外周面和第二孔段的孔壁面中的一个上设置有凹槽，第二轴段的外周面和第二孔段的孔壁面中的另一个上设置有用于插入凹槽的凸起。
进一步地，凹槽的数量为多个，多个凹槽环绕轴套的轴线间隔布置，凸起的数量为多个，多个凸起与多个凹槽一一对应地设置；和/或凹槽的数量为多个，多个凹槽沿轴套的轴线方向间隔布置，凸起的数量为多个，多个凸起与多个凹槽一一对应地设置。
进一步地，凹槽为环状凹槽，环状凹槽环绕轴套的轴线布置，凸起为与环状凹槽相配合的环状凸起。
进一步地，轴套上设置有用于供紧固件穿过的螺纹孔，紧固件的一端穿过螺纹孔后抵接在转轴上，以使轴套与转轴之间固定连接。
进一步地，螺纹孔的数量为多个，多个螺纹孔绕转轴的轴线间隔布置，相邻两个螺纹孔的孔心线之间呈预定夹角设置。
进一步地，螺纹孔的数量为两个，预定夹角为90度。
进一步地，轴套的外周面的至少部分通过粗化处理以形成粗糙表面，以用于与码盘的安装孔的孔壁面接触；和/或码盘的制作材料为高分子树脂。
根据本发明的第二方面，提供了一种编码器，包括码盘组件，码盘组件为上述的码盘组件。
根据本发明的第三方面，提供了一种码盘组件的制造方法，适用于上述的码盘组件，码盘组件的制造方法包括：加工轴套；将塑料材料注塑到轴套上以形成码盘的盘胚；以轴套的轴孔的孔心线为中心线在码盘的盘胚的表面刻划码道。
应用本发明的技术方案，本发明的码盘组件包括轴套和码盘，轴套用于套设在转轴上；码盘套设在轴套上；其中，码盘通过注塑工艺注塑在轴套上，码盘上设置有码道，码道为当码盘通过注塑工艺注塑在轴套上后，以轴套的轴孔的孔心线为中心线在码盘上刻划而成，减小了码盘的各个码道的中心线与轴套的轴孔的孔心线之间的偏心量，去掉了码盘粘接到轴套的操作，去掉了码盘调心的过程，去掉了胶水固化的工序，降低了生产码盘组件所需的时间和成本，且能够使轴套和码盘之间的连接更加牢固，解决了码盘的码道调心困难的问题，解决了码盘在调心过程中手工操作或者设备对心时间较长导致生产效率较低的问题，解决了现有技术中的光电编码器的码盘的码道与转轴之间的偏心量难以保证的问题，也解决了由于码盘的码道与转轴之间的同心度较差，而使对码盘的码道与轴套的轴孔之间的调心未到达设定范围，最终导致编码器信号异常的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的码盘组件的实施例的半剖视图；
图2示出了图1所示的码盘组件的轴套的半剖视图；
图3示出了图1所示的码盘组件的码盘的半剖视图；以及
图4示出了图1所示的码盘组件在A处的局部放大图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、轴套；10、螺纹孔；11、第一轴段；12、第二轴段；120、凹槽；13、第三轴段；14、第四轴段；101、第一孔体；102、第二孔体；
2、码盘；21、第一孔段；22、第二孔段；220、凸起；201、第一轴体；202、第二轴体。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图4所示，本发明提供了一种码盘组件，包括：轴套1，轴套1用于套设在转轴上；码盘2，码盘2套设在轴套1上；其中，码盘2通过注塑工艺注塑在轴套1上，码盘2上设置有码道，码道为当码盘2通过注塑工艺注塑在轴套1上后，以轴套1的轴孔的孔心线为中心线在码盘2上刻划而成。
本发明的码盘组件包括轴套1和码盘2，轴套1用于套设在转轴上；码盘2套设在轴套1上；其中，码盘2通过注塑工艺注塑在轴套1上，码盘2上设置有码道，码道为当码盘2通过注塑工艺注塑在轴套1上后，以轴套1的轴孔的孔心线为中心线在码盘2上刻划而成，减小了码盘2的各个码道的中心线与轴套1的轴孔的孔心线之间的偏心量，去掉了码盘粘接到轴套的操作，去掉了码盘调心的过程，去掉了胶水固化的工序，降低了生产码盘组件所需的时间和成本，且能够使轴套1和码盘2之间的连接更加牢固，解决了码盘的码道调心困难的问题，解决了码盘在调心过程中手工操作或者设备对心时间较长导致生产效率较低的问题，解决了现有技术中的光电编码器的码盘的码道与转轴之间的偏心量难以保证的问题，也解决了由于码盘的码道与转轴之间的同心度较差，而使对码盘的码道与轴套的轴孔之间的调心未到达设定范围，最终导致编码器信号异常的问题。
优选地，轴套1由金属材料制成，码盘2由透光性较好的高分子树脂材料制成，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、OM-101等。
如图1至图4所示，码盘2包括用于与轴套1相配合的安装孔，轴套1的外周面和安装孔的孔壁面中的一个上设置有凹槽120，轴套1的外周面和安装孔的孔壁面中的另一个上设置有用于插入凹槽120的凸起220。
如图1至图4所示，轴套1包括用于与码盘2相配合的第一轴段11和第二轴段12，第一轴段11的直径小于第二轴段12的直径；码盘2包括分别与第一轴段11和第二轴段12对应设置的第一孔段21和第二孔段22；其中，第二轴段12的外周面和第二孔段22的孔壁面中的一个上设置有凹槽120，第二轴段12的外周面和第二孔段22的孔壁面中的另一个上设置有用于插入凹槽120的凸起220。
这样，通过设置凹槽120和用于插入凹槽120的凸起220，对轴套1和码盘2之间的沿转轴的轴向方向的相对运动起到了限位固定的作用，防止了轴套1和码盘2之间的相互脱离，解决了现有技术中码盘与轴套相接触的表面容易由于粘接不紧而导致码盘脱落的问题，提高了码盘与轴套的连接的可靠性。
具体地，凹槽120的数量为多个，多个凹槽120环绕轴套1的轴线间隔布置，凸起220的数量为多个，多个凸起220与多个凹槽120一一对应地设置；和/或凹槽120的数量为多个，多个凹槽120沿轴套1的轴线方向间隔布置，凸起220的数量为多个，多个凸起220与多个凹槽120一一对应地设置。
优选地，凹槽120为环状凹槽，环状凹槽环绕轴套1的轴线布置，凸起220为与环状凹槽相配合的环状凸起。
如图1和图2所示，轴套1上设置有用于供紧固件穿过的螺纹孔10，紧固件的一端穿过螺纹孔10后抵接在转轴上，以使轴套1与转轴之间固定连接，以将码盘及具有其的编码器固定在转轴上。
优选地，螺纹孔10的数量为多个，多个螺纹孔10绕转轴的轴线间隔布置，相邻两个螺纹孔10的孔心线之间呈预定夹角设置。
进一步优选地，螺纹孔10的数量为两个，预定夹角为90度，以加强轴套1与转轴之间的连接可靠性。
优选地，轴套1的外周面的至少部分通过粗化处理以形成粗糙表面，以用于与码盘2的安装孔的孔壁面接触，以保证轴套1和码盘2之间的接合强度；和/或码盘2的制作材料为高分子树脂。
如图2所示，除第一轴段11和第二轴段12外，轴套1还包括第三轴段13和第四轴段14，第一轴段11、第二轴段12、第三轴段13和第四轴段14沿转轴的轴线依次布置，其中，第一轴段11的直径小于第二轴段12的直径，第三轴段13的直径小于第二轴段12的直径且大于第四轴段14的直径，以形成阶梯轴结构的轴套1。
如图2所示，轴套1的轴孔包括第一孔体101和分别设置在第一孔体101的相对两端的两个第二孔体102，第一孔体101对应设置在第三轴段13处，螺纹孔10为通孔，螺纹孔10的一端位于第三轴段13的外周面上，螺纹孔10的另一端位于第一孔体101的孔壁面上，其中，第一孔体101的直径大于第二孔体102的直径，第二孔体102用于与转轴的外周面相配合，以保证在加工螺纹孔10时，即使螺纹孔10位于第一孔体101的孔壁面上的一端有材料凸出于与第一孔体101的孔壁面，也不会与转轴的外周面干涉而划伤转轴的外周面，对转轴起到了保护的作用，同时也保证了轴套1的轴孔与转轴之间的同轴度。
如图3所示，码盘2的本体包括相连接的第一轴体201和第二轴体202，与轴套1配合的安装孔设置在第一轴体201和第二轴体202组成的本体上，其中，第一轴体201为圆柱状，第二轴体202为圆锥状，第一轴体201的直径大于第二轴体202的最大直径，码道刻划在第一轴体201上，第二轴体202用于加强轴套1与转轴之间的连接可靠性。
本发明提供了一种编码器，包括码盘组件，码盘组件为上述的码盘组件。
具体地，本发明的编码器为光电编码器。
本发明还提供了一种码盘组件的制造方法，适用于上述的码盘组件，码盘组件的制造方法包括：加工轴套1；将塑料材料注塑到轴套1上以形成码盘2的盘胚；以轴套1的轴孔的孔心线为中心线在码盘2的盘胚的表面刻划码道以形成码盘2的成品。
本发明的码盘组件的制造方法的主要生产方式是在加工成型的轴套1上一次性注塑出码盘2的盘胚，再以轴套1的轴孔的孔心线为中心线在码盘2的盘胚的表面进行刻线以形成码道，以保证码盘2的各个码道的中心线与轴套1的轴孔的孔心线的同轴度小于或等于1um，有效地解决了码盘的码道的调心较为困难的问题。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明的码盘组件包括轴套1和码盘2，轴套1用于套设在转轴上；码盘2套设在轴套1上；其中，码盘2通过注塑工艺注塑在轴套1上，码盘2上设置有码道，码道为当码盘2通过注塑工艺注塑在轴套1上后，以轴套1的轴孔的孔心线为中心线在码盘2上刻划而成，减小了码盘2的各个码道的中心线与轴套1的轴孔的孔心线之间的偏心量，去掉了码盘粘接到轴套的操作，去掉了码盘调心的过程，去掉了胶水固化的工序，降低了生产码盘组件所需的时间和成本，且能够使轴套1和码盘2之间的连接更加牢固，解决了码盘的码道调心困难的问题，解决了码盘在调心过程中手工操作或者设备对心时间较长导致生产效率较低的问题，解决了现有技术中的光电编码器的码盘的码道与转轴之间的偏心量难以保证的问题，也解决了由于码盘的码道与转轴之间的同心度较差，而使对码盘的码道与轴套的轴孔之间的调心未到达设定范围，最终导致编码器信号异常的问题。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种码盘组件，其特征在于，包括：
轴套(1)，所述轴套(1)用于套设在转轴上；
码盘(2)，所述码盘(2)套设在所述轴套(1)上；
其中，所述码盘(2)通过注塑工艺注塑在所述轴套(1)上，所述码盘(2)上设置有码道，所述码道为当所述码盘(2)通过注塑工艺注塑在所述轴套(1)上后，以所述轴套(1)的轴孔的孔心线为中心线在所述码盘(2)上刻划而成。
2.根据权利要求1所述的码盘组件，其特征在于，所述码盘(2)包括用于与所述轴套(1)相配合的安装孔，所述轴套(1)的外周面和所述安装孔的孔壁面中的一个上设置有凹槽(120)，所述轴套(1)的外周面和所述安装孔的孔壁面中的另一个上设置有用于插入所述凹槽(120)的凸起(220)。
3.根据权利要求1所述的码盘组件，其特征在于，
所述轴套(1)包括用于与所述码盘(2)相配合的第一轴段(11)和第二轴段(12)，所述第一轴段(11)的直径小于所述第二轴段(12)的直径；
所述码盘(2)包括分别与所述第一轴段(11)和所述第二轴段(12)对应设置的第一孔段(21)和第二孔段(22)；
其中，所述第二轴段(12)的外周面和所述第二孔段(22)的孔壁面中的一个上设置有凹槽(120)，所述第二轴段(12)的外周面和所述第二孔段(22)的孔壁面中的另一个上设置有用于插入所述凹槽(120)的凸起(220)。
4.根据权利要求2或3所述的码盘组件，其特征在于，
所述凹槽(120)的数量为多个，多个所述凹槽(120)环绕所述轴套(1)的轴线间隔布置，所述凸起(220)的数量为多个，多个所述凸起(220)与多个所述凹槽(120)一一对应地设置；和/或
所述凹槽(120)的数量为多个，多个所述凹槽(120)沿所述轴套(1)的轴线方向间隔布置，所述凸起(220)的数量为多个，多个所述凸起(220)与多个所述凹槽(120)一一对应地设置。
5.根据权利要求2或3所述的码盘组件，其特征在于，所述凹槽(120)为环状凹槽，所述环状凹槽环绕所述轴套(1)的轴线布置，所述凸起(220)为与环状凹槽相配合的环状凸起。
6.根据权利要求1所述的码盘组件，其特征在于，
所述轴套(1)上设置有用于供紧固件穿过的螺纹孔(10)，所述紧固件的一端穿过所述螺纹孔(10)后抵接在所述转轴上，以使所述轴套(1)与所述转轴之间固定连接。
7.根据权利要求6所述的码盘组件，其特征在于，
所述螺纹孔(10)的数量为多个，多个所述螺纹孔(10)绕所述转轴的轴线间隔布置，相邻两个所述螺纹孔(10)的孔心线之间呈预定夹角设置。
8.根据权利要求7所述的码盘组件，其特征在于，所述螺纹孔(10)的数量为两个，所述预定夹角为90度。
9.根据权利要求1所述的码盘组件，其特征在于，
所述轴套(1)的外周面的至少部分通过粗化处理以形成粗糙表面，以用于与所述码盘(2)的安装孔的孔壁面接触；和/或
所述码盘(2)的制作材料为高分子树脂。
10.一种编码器，包括码盘组件，其特征在于，所述码盘组件为权利要求1至9中任一项所述的码盘组件。
11.一种码盘组件的制造方法，其特征在于，适用于权利要求1至7中任一项所述的码盘组件，所述码盘组件的制造方法包括：
加工轴套(1)；
将塑料材料注塑到所述轴套(1)上以形成码盘(2)的盘胚；
以所述轴套(1)的轴孔的孔心线为中心线在所述码盘(2)的盘胚的表面刻划码道。
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| CN202110867188.XA Pending CN113483788A (zh) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 码盘组件、编码器及码盘组件的制造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113483788A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4406939A (en) * | 1980-09-24 | 1983-09-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the manufacture of a code disk for optical incremental shaft encoders and absolute shaft encoders |
| JP2004163244A (ja) * | 2002-11-13 | 2004-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | 光学式ロータリエンコーダ |
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-
2021
- 2021-07-29 CN CN202110867188.XA patent/CN113483788A/zh active Pending
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