CN206638241U - 一种编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种编码器，其包括编码器支架、内嵌设置在所述编码器支架上的PCB电路板、电气连接在所述PCB电路板上的读数头以及套设在电机转动轴上的转动组件，所述转动组件为由光栅支架、光栅以及多极磁环装配而成，所述多极磁环套设在所述光栅支架的下端，所述光栅套设在所述光栅支架上且位于所述光栅支架与所述多极磁环之间，所述编码器支架与所述PCB电路板在相同的位置上设置有贯通所述编码器支架与所述PCB电路板表面的U型开口。本实用新型可靠性高、通用性好，安装方便且安装效率高，解决了因为轴承可靠性原因导致的编码器可靠性差的问题。

Description

一种编码器

【技术领域】

本实用新型属于编码器结构设计技术领域，特别是涉及一种编码器。

【背景技术】

随着科学技术和工业自动化的发展，自动控制技术在各领域中已越来越多的得到应用。而以伺服电机为控制对象的伺服系统逐步渗入到工业生产、科研和国防等方方面面。各种设备(如工业机器人、数控机床和航空航天设备等)对伺服系统的要求越来越高，比如：响应时间短、转速转矩的稳定性能高和定位精度高等。伺服系统达到上述高要求的一个核心因素就是伺服电机上安装的编码器要有分辨率高，精度高和运行稳定性好等性能。目前，使用较多的为增量式编码器或绝对值编码器。而考虑到成本等因素，用量最大的还是增量式编码器。不过其整体式的结构由于其轴承经常出现故障，使得编码器的返修率比较高；而且整体式的结构增大了编码器的体积，也增加了电机的整体安装体积。而用的较多的分体式绝对值编码器，由于其对安装精度要求较高，生产操作不是很便捷。

现有技术中专利申请号为201110069490.7公开了一种增量式光电编码器，其包括两个轴承，由于两个轴承的存在，编码器需要支架支撑，使得编码器整体的尺寸较大；长期稳定运行的可靠性会降低，且在装配时，配合尺寸不好会导致轴承容易损伤，长期运行后轴承也易老化出故障；此结构的编码器安装弹片径向尺寸偏大，小机座号的电机很难安装。

现有技术中专利申请号为201410268414.2公开了一种高精度绝对值编码器，是一种分体式绝对值编码器，该编码器在安装时对电机轴和后端盖的加工精度要求非常高，影响了编码器使用的通用性；该编码器整体结构比较封闭同时又需要分开安装，而且要精准调试码盘与PCB板之间的距离，否则会影响编码器的工作效果，因此装配工序比较复杂；分体式结构的几个零部件，在包装和保存上不方便。

现有技术中还有一种分体式增量编码器，其零部件较多，结构设计不紧凑，轴向长度较长；对有些对电机尺寸要求较严格的使用场合会影响编码器使用的通用性；分体式结构编码器零部件较多，磁环(交流电机产生U、V、W信号)要先装到轴上，再装码盘和PCB等零件，所以在装的时候工序比较复杂。

因此，有必要提供一种新的编码器来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种编码器，可靠性高、通用性好，安装方便且安装效率高，解决了因为轴承可靠性原因导致的编码器可靠性差的问题。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种编码器，其包括编码器支架、内嵌设置在所述编码器支架上的PCB电路板、电气连接在所述PCB电路板上的读数头以及套设在电机转动轴上的转动组件，所述转动组件为由光栅支架、光栅以及多极磁环装配而成，所述多极磁环套设在所述光栅支架的下端，所述光栅套设在所述光栅支架上且位于所述光栅支架与所述多极磁环之间，所述编码器支架与所述PCB电路板在相同的位置上设置有贯通所述编码器支架与所述PCB电路板表面的U型开口。

进一步的，所述读数头侧表面上设置有收容所述光栅的凹槽。

进一步的，所述编码器支架与所述PCB电路板在相同的位置上设置有贯通所述编码器支架与所述PCB电路板表面的若干安装孔。

进一步的，所述光栅的下方设置有电气连接在所述PCB电路板上的霍尔元件。

进一步的，所述光栅支架包括筒体本体、位于所述筒体本体下端且外径小于所述筒体本体外径的连接筒以及位于所述筒体本体与所述连接筒之间的限位环。

进一步的，所述限位环的外径大于所述筒体本体、所述连接筒的外径。

进一步的，所述光栅套设在所述连接筒上且通过所述限位环进行限位。

与现有技术相比，本实用新型一种编码器的有益效果在于：

1)便于安装，将多极磁环、光栅及光栅支架由分开的部件组成一体，这样既可以保证与原先分体编码器一样的功能(输出U\U\W\A\B\Z)，又能提高安装效率(原先的编码器磁环和码盘分开安装)；

2)对电机后端盖和轴的加工精度要求没有那么苛刻，大大降低了加工成本；

3)本编码器结构中没有轴承，可靠性大大提高；

4)可安装在不同机座电机上，通用性较好；

5)将PCB电路板内嵌设置在编码器支架中，对电路板起到了良好的保护作用。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中转动组件的爆炸结构示意图；

图中数字表示：

100编码器；

1编码器支架；2PCB电路板；3读数头，31凹槽；4转动组件，41光栅支架，411筒体本体，412连接筒，413限位环，42光栅，43多极磁环；5U型开口；6安装孔；7霍尔元件。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1-图2，本实施例一种编码器100，其包括编码器支架1、内嵌设置在编码器支架1上的PCB电路板2、电气连接在PCB电路板2上的读数头3以及套设在电机转动轴上的转动组件4，转动组件4为由光栅支架41、光栅42以及多极磁环43装配而成，多极磁环43套设在光栅支架41的下端，光栅42套设在光栅支架41上且位于光栅支架41与多极磁环43之间。

读数头3侧表面上设置有收容光栅42的凹槽31，光栅42随着电机转动轴一起转动，每当光栅42穿过凹槽31时，读数头3便进行记录，从而控制电机转动。

编码器支架1与PCB电路板2在相同的位置上设置有贯通编码器支架1与PCB电路板2表面的U型开口5以及若干安装孔6，U型开口5自编码器支架1的边缘向中心延伸，便于电机转动轴通过，当安装时，将编码器支架1与PCB电路板2的组装件径向插入，此时，电机转动轴沿着U型开口5进入到编码器支架2的中心轴线上，然后再用螺栓紧固即可，使得安装方便，操作简便，安装效率高；安装孔6主要用于通过螺栓将PCB电路板2与编码器支架1、读数头3与编码器支架1固定在一起。

光栅42的下方设置有电气连接在PCB电路板2上的霍尔元件7。

光栅支架41包括筒体本体411、位于筒体本体411下端且外径小于筒体本体411外径的连接筒412以及位于筒体本体411与连接筒412之间的限位环413。限位环413的外径大于筒体本体411、连接筒412的外径。光栅42套设在连接筒412上且通过限位环413进行限位。多极磁环43套设在连接筒412上且位于光栅42的下方。

本实施例编码器的安装方法，其步骤如下：

1)将多极磁环43、光栅42以及光栅支架41组装成所述转动组件；

2)将转动组件4套设在电机转动轴上；

3)将PCB电路板2内嵌到编码器支架1中并固定；

4)将读数头3、霍尔元件7以及线缆插件焊接在PCB电路板2上；

5)将编码器支架1径向插入并固定在电机端盖上。

编码器装好后，通过驱动器调好编码器与电机的信号初始位置(U\V\W对齐以及Z信号正常)；控制器控制电机启动后，读数头3和霍尔元件7正常工作，经过电路处理，编码器输出对应A\B\Z信号；便于驱动器控制电机。

本实施例编码器的有益效果在于：

1)便于安装，将多极磁环、光栅及光栅支架由分开的部件组成一体，这样既可以保证与原先分体编码器一样的功能(输出U\U\W\A\B\Z)，又能提高安装效率(原先的编码器磁环和码盘分开安装)；

2)对电机后端盖和轴的加工精度要求没有那么苛刻，大大降低了加工成本；

3)本编码器结构中没有轴承，可靠性大大提高；

4)可安装在不同机座电机上，通用性较好；

5)将PCB电路板内嵌设置在编码器支架中，对电路板起到了良好的保护作用。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种编码器，其特征在于：其包括编码器支架、内嵌设置在所述编码器支架上的PCB电路板、电气连接在所述PCB电路板上的读数头以及套设在电机转动轴上的转动组件，所述转动组件为由光栅支架、光栅以及多极磁环装配而成，所述多极磁环套设在所述光栅支架的下端，所述光栅套设在所述光栅支架上且位于所述光栅支架与所述多极磁环之间，所述编码器支架与所述PCB电路板在相同的位置上设置有贯通所述编码器支架与所述PCB电路板表面的U型开口。

2.如权利要求1所述的编码器，其特征在于：所述读数头侧表面上设置有收容所述光栅的凹槽。

3.如权利要求1所述的编码器，其特征在于：所述编码器支架与所述PCB电路板在相同的位置上设置有贯通所述编码器支架与所述PCB电路板表面的若干安装孔。

4.如权利要求3所述的编码器，其特征在于：所述光栅的下方设置有电气连接在所述PCB电路板上的霍尔元件。

5.如权利要求1所述的编码器，其特征在于：所述光栅支架包括筒体本体、位于所述筒体本体下端且外径小于所述筒体本体外径的连接筒以及位于所述筒体本体与所述连接筒之间的限位环。

6.如权利要求5所述的编码器，其特征在于：所述限位环的外径大于所述筒体本体、所述连接筒的外径。

7.如权利要求5所述的编码器，其特征在于：所述光栅套设在所述连接筒上且通过所述限位环进行限位。