DE102005016034A1

DE102005016034A1 - Optischer Codierer und Ausrichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005016034A1
Application number: DE102005016034A
Authority: DE
Inventors: Theng Hooi Yeoh; Siow Ming Tan; Teng Siew Tan; Moon Leong Low; Ewe Aik Oo
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2005-12-08
Also published as: US20050253094A1; JP2005326415A; CN1696614A; CN100585337C

Abstract

Ausrichtung eines optischen Codierers im Hinblick auf ein Coderad. Eine Ausrichtungsvorrichtung wird verwendet, um den Codierer im Hinblick auf die Coderadfwelle auszurichten, durch Zusammenpassen mit der Coderadwelle und mit Referenzmerkmalen an dem Codierer, die Stifte oder Aufnahmeeinrichtungen für Stifte aufweisen können. Einer oder mehrere der Stifte können verjüngt sein, um eine Anordnung zu beschleunigen.

Description

Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung beziehen sich allgemein auf optische Codierer und insbesondere auf optische Drehcodierer. Weiter noch beziehen sich Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung auf eine Ausrichtung von optischen Codierern im Hinblick auf Coderäder.

Ein Codierer ist ein Bewegungsdetektor, der eine Rückkopplung zu einem Motorsteuerungssystem liefert. Ein typischer Codiererentwurf besteht aus einem Emitter-/Detektor-Modul, das in einer übertragenden, reflektierenden oder Bilderzeugungs-Konfiguration arbeitet. Wenn er in Verbindung mit einem Coderad betrieben wird, übersetzt der Codierer eine Drehbewegung und eine digitale Ausgabe.

Wenn sich die Auflösung des Detektors erhöht, tun dies auch die Anforderungen nach einer ordnungsgemäßen Ausrichtung des Codierers im Hinblick auf das Coderad.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ausrichten eines optischen Codierers mit einem Coderad mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und Anspruch 6 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird ein optischer Codierer geschaffen, der zur Verwendung mit einer Ausrichtungsvorrichtung angepasst ist. Die Ausrichtungsvorrichtung passt mit der Welle zusammen, die das Coderad hält. Die Ausrichtungsvorrichtung weist Referenzmerkmale auf, die mit den Anpassungsmerkmalen in dem optischen Codierer zusammenpassen, wodurch eine ord nungsgemäße radiale und tangentiale Ausrichtung des Codierers im Hinblick auf die Coderadwelle bereitgestellt wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen transmissiven optischen Codierer, der in der Technik bekannt ist;
2 einen reflektierenden optischen Codierer, der in der Technik bekannt ist;
3 einen optischen Bilderzeugungscodierer, der in der Technik bekannt ist;
4 eine Seitenansicht eines Codierers und eines Coderades;
5 ein Diagramm von Befestigungsfehlern; und
6 einen Codierer, ein Coderad und eine Ausrichtungsvorrichtung.
Die Erfindung bezieht sich auf optische Codierer und die Ausrichtung von optischen Drehcodierern im Hinblick auf Coderäder. Die nachfolgende Beschreibung wird vorgelegt, um es Fachleuten auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, und ist im Kontext einer Patentanmeldung und deren Anforderungen vorgesehen. Verschiedene Modifikationen an den offenbarten Ausführungsbeispielen sind für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich und die allgemeinen Prinzipien hierin können an andere Ausführungsbeispiele angewendet werden. Somit soll die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele eingeschränkt sein sondern dem weitesten Schutzbereich, der den beiliegenden Ansprüchen und den Prinzipien und Merkmalen entspricht, die hierin beschrieben sind, entsprechen.
Bezug nehmend nun auf die Figuren und insbesondere Bezug nehmend auf 1 bis 3 sind darstellende optische Codierer zur Verwendung mit der Erfindung gezeigt.
Bei dem transmissiven Typ eines Codierers, gezeigt in 1, besteht ein Codierer 100 aus einer Lichtquelle 110 und einen Detektor 120. Ein Coderad 130, das ein Muster aus transparenten und opaken Regionen enthält, unterbricht das Licht, das von der Quelle 110 zu dem Detektor 120 fließt. Verschiedene Techniken können bei diesem Typ von Codierer verwendet werden. Die Quelle 110 kann ein Lichtemitter sein, wie zum Beispiel eine Fluorglühlampe, obwohl eine Licht emittierende Diode bevorzugt ist. Eine Laserdiode kann ebenfalls verwendet werden. Der Detektor 120 ist vorzugsweise eine Fotodiode, obwohl andere Techniken, wie zum Beispiel Fotozellen oder fotoresistive Elemente, ebenfalls verwendet werden können. Das Coderad 130 kann ein transparentes Material sein, wie zum Beispiel Kunststoff oder Glas, wobei opake Regionen auf demselben platziert sind, oder kann ein opakes Material sein, wie zum Beispiel eine Metallplatte mit Löchern platziert in derselben, um zu ermöglichen, dass das Licht durch dieselbe fließt.
2 zeigt einen reflektierenden Codierer 200 mit einer Quelle 210 und einem Detektor 220. Ein Coderad 230 reflektiert Licht von der Quelle 210 zu dem Detektor 220. Technikkompromisse für Quelle 210 und Detektor 220 sind ähnlich zu jenen bei den Codierern von transmissiven Typ. Das Coderad 230 enthält Regionen, die Licht von der Quelle 210 zu dem Detektor 220 reflektieren, und Regionen, die Licht von der Quelle 210 zu dem Detektor 220 nicht reflektieren. Diese Reflexion muss nicht nach Art einer fokussierten oder scharfen Reflexion sein; sie ist üblicherweise nach Art einer Spiegelreflexion. Das Coderad 230 kann aus einem nicht reflektierenden Material mit reflektierenden Elementen hergestellt sein, oder es kann aus einem reflektierenden Mate rial mit maskierten nicht reflektierenden Bereichen hergestellt sein.
3 zeigt einen Bilderzeugungscodierer. Bei dem Bilderzeugungscodierer sind ein Emitter 310 und ein Coderad 330 ähnlich zu jenen, die bei den reflektierenden Codieren verwendet werden, wie zum Beispiel dem, der in 2 gezeigt ist. Bei dem Bilderzeugungscodierer wird ein Bilderzeugungsarray 320 und nicht ein einfacher Fotodetektor verwendet, wie zum Beispiel der, der bei einfacheren transmissiven und reflektierenden Codiererentwürfen verwendet wird.
4 zeigt eine Seitenansicht eines Codierers und eines Coderads. Eine Welle 410 trägt das Coderad 420. Die Welle 410 ist drehbar an einer Basis 430 befestigt, üblicherweise durch Verwendung eines Lagers, nicht gezeigt. Ein Codierer 440 ist ebenfalls an der Basis 430 befestigt. Die Ausrichtung des Codierers 440 mit dem Coderad 420 ist von größter Wichtigkeit für die ordnungsgemäße Operation des Codierers 440. Wenn sich die Auflösung des Coderads 420 und des Codierers 440 erhöhen, wird diese Ausrichtung immer wichtiger.
5 ist ein Diagramm von zwei wichtigen Befestigungsfehlern. Eine Welle 510 trägt ein Coderad 520. Idealerweise ist ein Codierer in einer bestimmten radialen Distanz 530 von der Mitte der Welle positioniert. Der Codierer sollte ferner tangential 540 zu dieser radialen Linie 540 sein. Ein stark übertriebener tangentialer Fehler ist als Linie 550 gezeigt. Die zwei Fehler, die für die vorliegende Erfindung wichtig sind, sind der radiale Fehler und der tangentiale Fehler.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, und gezeigt in 6, umfasst eine Ausrichtungsvorrichtung 600 einen Mittelträger 610 mit einer Aussparung 620 zum Aufnehmen der Welle 410. Wenn die Ausrichtungsvorrichtung 600 abgesenkt wird, und die Welle 410 die Aussparung 620 in dem Träger 610 in Ein griff nimmt, nimmt der Ausrichtungsträger 630 an der Ausrichtungsvorrichtung 600 die Ausrichtungsaussparung 640 in dem Codierer 440 in Eingriff. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Ausrichtungsträger 630 in Übereinstimmung mit einem zusätzlichen Träger, nicht gezeigt, in derselben radialen Distanz wie der Träger 630. Während mehr als zwei zusammenpassende Ausrichtungsträger und Aussparungen verwendet werden können, haben sich zwei Träger-Aussparung-Paare als geeignet herausgestellt, um die benötigte Ausrichtung bereitzustellen.
Wenn die Ausrichtungsträger an der Ausrichtungsvorrichtung 600 in Eingriff in den entsprechenden Ausrichtungsaussparungen in dem Codierer 440 sind, wird der Codierer 440 in genauer radialer und tangentialer Ausrichtung zu der Welle 410 gehalten. Während diese Ausrichtung durch die Verwendung der Ausrichtungsvorrichtung 600 bereitgestellt wird, kann der Codierer 440 in Position zu der Basis 430 fest sein. Diese Befestigung kann hergestellt werden durch die Verwendung von Befestigungseinrichtungen, wie zum Beispiel Schrauben, durch Haftmittel, einschließlich aber nicht beschränkt auf Cyanoacrylate oder Epoxide oder Kombinationen derselben. Als ein Beispiel könnten Schrauben verwendet werden, um den Codierer 440 vor Ort auf der Basis 430 zu halten, während sich ein Haftmittel setzt.
Während bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Träger an der Ausrichtungsvorrichtung 600 vorhanden sind, die mit Aussparungen in dem Codierer zusammenpassen, können Träger an dem Codierer und die Aussparungen an der Ausrichtungsvorrichtung bereitgestellt sein. Ein Träger kann an der Ausrichtungsvorrichtung vorgesehen sein und einer kann an dem Codierer vorgesehen sein.
Um bei der Positionierung zu helfen, kann ein Abschnitt der Ausrichtungsstifte verjüngt sein. Zusätzlich dazu kann die Aussparung 620 an der Ausrichtungswelle 610 erweitert sein, um deren in Eingriffnahme mit der Welle 410 zu erleichtern.
Eine Erweiterung kann ebenfalls an den Ausrichtungsaussparungen in dem Codierer 440 verwendet werden. Die Verwendung einer Verjüngung an den Stiften und einer Erweiterung an den Aussparungen kann bei der leichten Ineingriffnahme der Ausrichtungsvorrichtung 600 mit der Welle 410 und dem Codierer 440 helfen.
Die vorangehende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird zum Zweck der Darstellung vorgelegt und soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die präzisen offenbarten Ausführungsbeispiele einschränken. Dementsprechend wird der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung durch die beiliegenden Ansprüche definiert.

Claims

Verfahren zum Ausrichten eines optischen Codierers (100, 200, 440) mit einem Coderad (130, 230, 330, 420, 520), das an einer Welle befestigt ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Ineingriffbringen einer ersten Ausrichtungseinrichtung an einer Ausrichtungsvorrichtung (600) mit der Welle (410, 510, 610), und Ineingriffbringen einer zweiten Ausrichtungseinrichtung an der Ausrichtungsvorrichtung (600) mit einer entsprechenden Ausrichtungseinrichtung an dem optischen Codierer, um den optischen Codierer im Hinblick auf die Welle auszurichten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die zweite Ausrichtungseinrichtung an der Ausrichtungsvorrichtung (600) eine Mehrzahl von Stiften aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem zumindest ein Abschnitt von einem der Mehrzahl von Stiften verjüngt ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Ausrichtungseinrichtung an dem optischen Codierer eine Mehrzahl von Stiften aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem zumindest ein Abschnitt von einem der Mehrzahl von Stiften verjüngt ist.
Verfahren zum Ausrichten eines optischen Codierers mit einem Coderad, das an einer Welle befestigt ist, wobei das Coderad drehbar an einer Basis befestigt ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Ineingriffbringen einer ersten Ausrichtungseinrichtung an einer Ausrichtungsvorrichtung (600) mit der Welle; Ineingriffbringen einer zweiten Ausrichtungseinrichtung an der Ausrichtungsvorrichtung (600) mit einer entsprechenden Ausrichtungseinrichtung an dem optischen Codierer, um den optischen Codierer im Hinblick auf die Welle auszurichten, und Befestigen des optischen Codierers an der Basis, wodurch die Ausrichtung des optischen Codierers im Hinblick auf die Basis beibehalten wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem der optische Codierer an der Basis unter Verwendung eines Haftmittels befestigt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, bei dem der optische Codierer an der Basis unter Verwendung von Schrauben befestigt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die zweite Ausrichtungseinrichtung an der Ausrichtungsvorrichtung (600) eine Mehrzahl von Stiften aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem zumindest ein Abschnitt von einem der Mehrzahl von Stiften verjüngt ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem die Ausrichtungseinrichtung an dem optischen Codierer eine Mehrzahl von Stiften aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem zumindest ein Abschnitt von einem der Mehrzahl von Stiften verjüngt ist.