DE3887125T2

DE3887125T2 - Optische kodiervorrichtung.

Info

Publication number: DE3887125T2
Application number: DE88906107T
Authority: DE
Inventors: Kanemasa F Manshon Harim Okuda; Masatoyo F Manshon Hari Sogabe; Tomonaga Fanuc Dai- V Yamamoto
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2008-07-21
Also published as: EP0328661B1; DE3887125D1; EP0328661A4; JPS6421327U; US4906838A; WO1989001131A1; EP0328661A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine optische Kodiervorrichtung und insbesondere eine optische Kodiervorrichtung, die in der Lage ist, die Rauschtoleranzen eines Lichtempfangsbauteiles zu verbessern.
Eine optische Kodiervorrichtung besitzt eine rotierende Kodierungsplatte, die an einer Welle gesichert ist, eie fixierte Kodierungsplatte, die in einem vorbestimmten Abstand der rotierenden Kodierungsplatte gegenüberliegt und an einem Gehäuse gesichert ist, einer Lichtquelle und ein Lichtempfangsbauteil das Licht von der Lichtquelle über der rotierende Kodierungsplatte und die fixierte Kodierungsplatte empfängt und durch entsprechende Anpassung in der Lage ist, die Rotationsrichtung, die Rotationsgeschwindigkeit oder den Rotationswinkel der Welle zu detektieren, indem der Ausgang der Lichtempfangsbauteiles verwendet wird, der bei Drehung der Welle erzeugt wird. Beispiele eines derartigen Kodierers werden in den Druckschriften JP-A-61-70719 und JP-A-61-70720 offenbart.
Wenn die Rauschtoleranzen einer optischen Kodiervorrichtung betrachtet werden, müssen der Fall, in dem eine externe Geräuschquelle vorliegt und der Fall, in dem eine interne Geräuschquelle vorliegt, in betracht gezogen werden.
In bezug auf den Fall des Rauschens von einer externen Quelle kann die Rauschtoleranz im einfachen Vergleich erhöht werden, indem der Kodierer von einem Raum mit 0 [V] umgeben ist.
Die EP-A-0231385 offenbart einen Motor, der mit einer Pulskodiervorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, ausgestattet ist, wobei gemessen wird, inwieweit der Kodierer von einem extern erzeugten Hochfrequenzrauschen abgeschirmt ist. Ein solches Hochfrequenzrauschen kann seinen Ursprung in einem Schaltkreis für die Energieversorgung des Motors haben und wird von dem Motorgehäuse übertragen. Eine weitere ebenfalls in der EP-A-0231385 erwähnte Hochfrequenz-Geräuschquelle ist nicht nur der Schaltkreis zur Energieversorgung des Motors, sondern auch der durch die Elektrodendrähte (Leiter) fließende Strom, wenn der Motor des Pulskodierers für die Positionierung des Drahtes i einem Werkzeug einer Elektroerosionsmaschine zum Drahtschneiden benutzt wird.
Dies sind alles externe Geräuschquellen, und in der EP-A-0231385 wird ein optischer Kodierer vorgeschlagen, wie er im Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1 dargestellt ist, um die Toleranz für dieses Rauschen einer externen Quelle zu erhöhen (verbessern), wobei das Lichtempfangsbauteil auf einer geerdeten Abschirmplatte plaziert ist, die als fixierte Spaltplatte bezeichnet wird.
Die vorliegende Erfindung betrachtet jedoch das Problem der Verbesserung der Geräuschtoleranz in bezug auf ein intern erzeugtes Geräusch, was beträchtlich schwieriger zu behandeln ist. Insbesondere bilden, nachdem die rotierende Welle eine Rauschquelle in der optischen Kodiervorrichtung darstellt, ein Musterbereich (ein Bereich, in dem Chrom durch Dampfphasenabscheidung ausgebildet ist) auf der an der Welle befestigten (gesicherten) rotierenden Kodierungsplatte und ein Musterbereich auf der fixierten Kodierungsplatte, die an dem Gehäuse gesichert ist, sekundäre Geräuschquellen aufgrund elektromagnetischer Iduktion und somit ist es schwierig, die Rauschtoleranzen zu erhöhen. Darüberhinaus ist es, nachdem die Rauschtoleranz proportional ist zu dem Quadrat des Abstandes von der Rauschquelle, notwendig, eine bestimmte Distanz von dieser Rauschquelle einzuhalten. In einer optischen Kodierungsvorrichtung ist jedoch um von dem Lichtempfangsbauteil einen Ausgangssignapegel sicher zu erhalten, eine schmale Lücke von weniger als 1 mm zwischen dem Lichtempfangsbauteil und der fixierten Kodierungsplatte notwendig und eine sehr kleine Lücke zweischen 70 bis 90 um ist zwischen der fixierten kodierungsplatte und der rotierenden Kodierungsplatte notwendig. Aus diesem Grund ist der Abstand zwischen der fixierten Kodierungsplatte, die eine Rauschquelle darstellt, und dem Lichtempfangsbauteil nicht vergrösserbar. Weiterhin ist, um das Lichtempfansbauteil mit 0 [V] zu umgeben (abzuschirmen), der Einsatz eines Dielektrikums notwendig, das in der Lage ist, die Reduzierung auf 0 [V] zu gewährleisten und daß zwischen dem Lichtempfangsbauteil und der fixierten Kodierungsplatte eingeschoben ist. Dies ist jedoch in Anbetracht der Beabstandungen sehr schwierig zu verwirklichen.
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine optische Kodiervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, die Rauschtoleranz in bezug auf intern erzeugtes Rauschen, beispielsweise von einer drehenden Welle zu verbessern.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine optische Kodiervorrichtung bereitgestellt mit einer an einer Welle gesicherten rotierenden Kodierungsplatte, um im Rythmus (Gleichgang) mit der besagten Welle zu rotieren, einer in einem vorbestimmten Abstand zu der rotierenden Kodierungsplatte dieser gegenüberliegenden fixierten Kodierungsplatte, einer Lichtquelle, und einem Lichtempfangschipbauteil, das Licht von der Lichtquelle über die rotierende Kodierungsplatte und die fixierte Kodierungsplatte empfängt, wobei das Lichtempfangschipbauteil auf einer geerdeten Abschirmplatte plaziert ist und zwischen der abschirmplatte und der besagten fixierten Kodierungsplatte liegt, gekennzeichnet durch einen kodierten Musterbereich, der auf der fixierten Kodierungsplatte ausgebildet ist, aus elektrisch leitendem Material besteht und ebenfalls geerdet ist.
Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfndung kann dem Umgebungsbereich des Lichtempfangschipbauteiles abschirmen, um die Rauschtoleranzen in bezug auf das intern erzeugte Rauschen zu verbessern.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie es wirksam ausgeführt werden kann, wird im folgenden unter bezug auf die begleitenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrieben:
Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung, die die grundsätzlichen Teile einer optischen Kodiervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt;
Figur 2 ist eine Darstellung zur Beschreibung des Einbauzustandes eines Lichtempfangschipbauteiles; und
Figur 3 ist eine Darstellung zur Beschreibung eines speziellen Beispieles für ein Verfahren zur Erdung einer Abschirmplatte und eines Musterbereiches.
Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung, die die prinzipiellen Teile einer optischen Kodiervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt; Figur 2 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung des Einbauzustandes eines Lichtempfangschipbauteiles; und Figur 3 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines speziellen Beispieles für ein Verfahren zur Erdung einer Abschirmplatte und eines Musterbereiches. In Figur 2 (a) wird ein Schnitt entlang der Linie A-A entsprechend Figur 2 (b) vorgenommen. In Figur 1 sind die Abmaße des Chips und ähnlicher Bauteile zur Durchführung der Beschreibung größer dargestellt, als in Wirklichkeit.
Unter bezug auf Figur 1 hat eine welle das Bezugszeichen 11, ein Lager, das die Welle 11 rotierend unterstützt das Bezugszeichen 12, ein Gehäuse das Bezugszeichen 13 und 14 wird eine plattenförmige drehende Kodierungsplatte bezeichnet, die am äußeren Ende der Welle 11 gesichert ist, um sich im Rythmus mit dieser (im Gleichschritt, Gleichtakt) zu drehen, und die ein transparentes Glassubstrat 14a und einen Musterbereich 14b aufweist, der durch Dampfphasenabscheidung von Chrom ausgebildet ist, so daß er in Umfangsrichtung gesehen in einem vorbestimmten (Zeichen-) Abstand lichtdurchlässige Spalten aufweist. Bezugszeichen 15 bezeichnet eine plattenförmige fixierte Kodierungsplatte, die an dem Gehäuse 13 gesichert ist, so daß sie in einem vorbestimmten Abstand (70-90 um) der rotierenden Kodierungsplatte 14 gegenüberliegt und ein transparentes Glassubstrat 15a und einen Musterbereich 15b aufweist, der derart durch Dampfphasenabscheidung von Chrom ausgebildet wurde, daß er Spalten einer A-Phase, B-Phase usw. aufweist. Es muß bemerkt werden, daß der größere Teil des Musterbereiches 15b durch Dampfphasenabscheidung von Chrom ausgebildet wird und daß nur ein Teil davon mit den Spalten für die A-Phase, B-Phase usw. vorgesehen ist. Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Lichtquelle, Bezugszeichen 17 eine Leiterplatte, auf der die Lichtquelle und ihr Steuerschaltkreis montiert sind und das Bezugszeichen 18 ein flexibles Kabel.
Ein Lichtempfangschipbauteil 19 und ein Abstandshalter 20 sind an einem Montageteil 18a an einem Ende des flexiblen Kabels 18 befestigt, wie es in der Figur 2 gezeigt wird und ein Verbindungselement 21 ist mit dem anderen Ende verbunden. Das Lichtempfangschipbauteil 19 ist so ausgebildet, daß es Lichtempfangselemente 19a - 19d für A und B-Phasen, und einen Lichtempfangsschaltkreis einschließt. Der durch die gestrichelte Linie 15 in Figur 2 angezeigte Bereich ist die fixierte Kodierungsplatte.
In der Figur 1 steht das Bezugszeichen 22 für eine Abschirmplatte, die unter dem Montageteil 18a des flexiblen Kabels 18 plaziert ist und im wesentlichen die gleiche Gestalt hat. Die Abschirmplatte 22 weist eine zentrale Öffnung 22a auf (siehe Figur 2) durch die die Welle hindurchgeführt ist. Einen Ansatz 22b, der entlang des Umfanges der Öffnung ausgebildet ist und eine Fahne 22c zur Erdnung. Bezugszeichen 23 steht für einen Abstandsbolzen. Wie in Figur 3 gezeigt wird, sind der Abstandsbolzen 23 und der Abstandsbolzen 23 und die Fahne 22c der Abschirmplatte 22 elektrisch durch Löten oder durch ein elektrisch leitendes Verbindungsmittel (siehe die schattierten Bereiche), verbunden. Der Musterbereich 15b und die Abschirmplatte 22 können geerdet werden, indem das Potential des Abstandsbolzen 23 "0" [V] beträgt. Somit kann, da das Lichtempfangschipbauelement 19 von dem Musterbereich 15b der fixierten Kodierungsplatte 15 und der Abschirmplatte umgeben ist, und da dieser Musterbereich und ei Abschirmplatte geerdet sind, die Umgebung des Lichtempfangschipbauelement 19 abgeschirmt werden. Als Ergebnis ist es möglich, die Rauschtolerqnz im Hinblick auf das intern erzeugte Rauschen zu verbessern, zum Beispiel des Energieversorgungsrauschen, das über die Welle 11 erzeugt wird.
Somit ist entsprechend der vorliegenden Erfindung das Lichtempfangschipbauelement durch die Abschirmplatte und den Musterbereich der fixierten Abschirmplatte, die geerdet sind, umgeben. Dies ermöglicht es, die Rauschtoleranz im Hinblick auf intern erzeugtes Rauschen, wie beispielsweise das durch die Welle erzeugte, zu verbessern.

Claims

1. Optische Kodiervorrichtung mit einer an einer Welle (11) gesicherten rotierenden Kodierungsplatte (14), um im Rythmus mit der besagten Welle (11) zu rotieren, einer in einem vorbestimmten Abstand zu der rotierenden Kodierungsplatte (14) dieser gegenüberliegenden fixierten Kodierungsplatte (15), einer Lichtquelle (16) und einem Lichtempfangschipbauteil (19), das Licht von der Lichtquelle (16) über die rotierende Kodierungsplatte (14) und die fixierte Kodierungsplatte (15) empfängt, wobei das Lichtempfanschipbauteil (19) auf einer geerdeten Abschirmplatte (22) plaziert ist und zwischen der Abschirmplatte (22) und der besagten fixierten Kodierungsplatte (15) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein kodierter Musterbereich (15) auf der fixierten Kodierungsplatte (15) aus elektrisch leitendem Material gebildet ist, das ebenfalls geerdet ist.

2. Optische Kodiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein zylindrischer Vorsprung (22b) zur Aufnahme der dort hindurchgeführten Welle (11) an einem zentralen Bereich der Abschirmplatte (22) ausgebildet ist, und der an einem Gehäuse (13) der Kodiervorrichtung fixiert ist, wobei das Lichtempfangschipbauteil (19) auf einer flexiblen Leitung (18) befestigt ist und die fixierte Kodierungsplatte (15) an dem Gehäuse (13) oberhalb der Abschirmplatte (22) mit einem vorbestimmten zwischenliegenden Abstand gesichert ist.

3. Optische Kodiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die besagte Abschirmplatte (22) und der besagte kodierte Musterbereich (15b) der fixierten Kodierungsplatte (15) über einen Bolzen (23) geerdet ist, der eine Leiterplatte (17) an dem Gehäuse (13) sichert, und besagte Leiterplatte (17) eine Lichtquelle (16) aufweist, und ein Lichtquellensteuerschaltkreis darauf montiert ist.