KR20000048253A - 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 센서를 통한 스캐닝을 위한 코딩이 배치된 투명한 재료로 이루어진, 공작 기계, 서보 모터, 엔코더 등의 정확한 위치 설정을 위한 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 투명한 재료가 한 측면에 감광성 층을 갖는 필름으로 이루어지고, 마스크 또는 포토플로터(photoplotter)를 통해 윈도우를 만들기 위한 코딩이 감광성 층에 제공되며, 감광성 층이 투명한, 내열성 및 습기에 대한 저항성을 갖는 재료로 커버된다.
본 발명은 또한 상기 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크 및 그 제조 방법 {TIMING RULER OR TIMING DISK AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURE}
본 발명은 광학 센서를 통한 스캐닝을 위한 코딩이 배치된 투명한 재료로 이루어진, 공작 기계, 서보 모터, 엔코더 등의 정확한 위치 설정을 위한 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전술한 방식의 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크는 독일 특허 제 295 04 883호에 공지되어 있다. 일반적으로, 타이밍 디스크는 예컨대 엔코더의 회전 축선상에 고정된다. 광선은 디스크가 회전할 때 전송되는 광 방법에 의해 펄스를 발생시킨다. 광원은 회전 축선에 대해 평행하게 놓이고 광선을 직각으로 디스크상으로 전송한다.
코딩된 타이밍 디스크상에 프리세팅된 순서 "광 투과/광 불투과"에 의해, 회전 디스크상에서 펄스의 발생을 위해 사용되는 일정한 폭 및 길이를 가진 "윈도우" 개구가 발생한다. 광원(송신기)로부터 방출되는 광선은 광선의 광축에 배치된 수신기(광학 센서)에 의해 펄스로 변환된다. 이 경우, 펄스의 정확도는 "윈도우"의 질에 의존한다.
전술한 타이밍 디스크 또는 타이밍 룰러는 실제로 성공적으로 사용되었다. 그러나, 특정 용도에서, 예컨대 습한 분위기 또는 100℃이상의 온도에서, 종종 문제가 발생된다. 즉, 상기 조건 하에서 필름이 박리되거나 및/또는 연화됨으로써, 측정의 정확도가 떨어진다.
다른 한편으로는 타이밍 디스크 또는 타이밍 룰러가 유리, 금속, 또는 내열성 플라스틱으로 제조되었다. 그러나, 이러한 타이밍 디스크는 재료 및 제조 공정면에서 많은 비용을 필요로 하며, 예컨대 엔코더의 적용 분야에서 충족되어야 할 표준 전제 조건의 일부인 정확도를 제공하지 못한다.
본 발명의 목적은 습한 분위기 및 특히 100℃이상의 온도에서 제한 없이 사용될 수 있는 타이밍 디스크 또는 타이밍 룰러를 제공하는 것이다. 또한, 고가의 재료가 사용되지 않아도 되며, 제조 공정이 매일 100,000 유닛 이상의 대량 생산에 적합해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 타이밍 룰러/타이밍 디스크의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 타이밍 디스크의 실링을 나타낸 사시도.
도 3은 측면 실링을 가진 본 발명에 따른 타이밍 룰러의 사시도.
도 4는 송신기/수신기를 가진 본 발명에 따른 타이밍 디스크의 평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 타이밍 디스크 2: 회전 축선
3: 코드 마스킹 4: 송신기
5: 수신기 7: 라인
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항에 제시된 특징에 의해 달성된다. 노출되고 현상된 필림 재료를 박막으로 커버링하고 에지를 선택적으로 실링함으로써, 상기 조건 하에서 열에 안정하고 습기에 대한 저항성을 갖는 타이밍 룰러/타이밍 디스크가 제조될 수 있다. 타이밍 룰러/타이밍 디스크의 베이스로서 사용되는 필름 재료로는 바람직하게는 한 측면에 반사 코팅을 가진 포토층을 가진 표준 필름 재료가 있다. 송신기 및 수신기 -즉 광원 및 광학 센서- 가 하나의 칩으로 통합되면, 상기 부품이 조립체로서 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크의 한 측면에 배치될 수 있다. 낮은 층 두께에 의해, 광선의 산란 및 회절이 감소되고 간섭 현상이 피해질 수 있다.
금속층 및 투명한 감광층이 바람직하게는 보호층으로 코팅된다. 보호층은 적층되는 박막으로 이루어질 수 있다. 상기 박막은 플라스틱, 예컨대 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어진다. 이로 인해, 타이밍 디스크의 안정성이 현저히 개선된다.
바람직하게는 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크의 에지가 실링된다. 이것은 다수의 실시예를 참고로 하기에 상세히 설명된다.
도 1에는 타이밍 디스크(1)가 도시된다. 타이밍 디스크는 필름 재료(1a), 사진 유제 층(1b) 및 적층된 박막(1c)으로 이루어진다.
노출 및 현상 후에, 코드 마스킹(1d)이 검은색으로 나타날 수 있다.
도 2에는 도 1에 따른 타이밍 디스크 재료로부터 분리되거나 펀칭된 타이밍 디스크가 링 바디의 형상으로 도시된다. 타이밍 디스크는 외주(1e)에 있는 실링, 및 바람직하게는 환상 보어의 벽(1f)을 커버링하기 위한 실링을 갖는다. 실링은 열경화 래커와만 또는 다른 접착제와 함께 경계면상에 제공된다.
도 3에는 타이밍 룰러의 섹션이 도시된다. 여기서, 절단 에지(1g), (1h)는 실링에 의해 습기에 대해 밀봉된다. 이러한 실링의 목적은 감광성 층을 습기의 영향으로부터 보호하기 위한 것이다. 물론, 금속층도 실링에 의해 부식으로부터 보호될 수 있다.
도 4는 엔코더의 부품으로서 타이밍 디스크의 기본 구조를 나타낸다. 타이밍 디스크(1)는 직경(D)을 가지며 회전 축선을 중심으로 회전한다. 슬롯 또는 코드 마킹(3)이 그것의 외주에 배치되며, 코드 마킹(3)은 슬롯 길이(l) 및 슬롯 폭(b)을 갖는다.
도 1에 도시된 실시예에 따라 캐리어 재료로서 사용되는 필름 재료(1a)는 포토층 또는 젤라틴층(1b)에 직접 결합된다. 부가의 접착 재료는 표시되지 않는다.
하나의 공통 유닛(6)상에 배치된 송신기(4) 및 수신기(5)가 타이밍 디스크(1)의 외부 에지에 놓인다. 송신기(4) 및 수신기(5)는 라인(7)을 통해 제어회로(도시되지 않음)에 접속된다.
반사 층이 부가로 필름 재료(1a)상에 배치되면, 송신기(4)으로부터 방출되는 광선이 포토층의 통과 슬롯에서만 -즉 마스크의 슬롯 사이에서만- 반사되고 수신기(5)에 의해 레지스터된다. 수신기(5)는 라인(7)을 통해 펄스를 제어회로로 전송한다.
작은 신호차를 피하기 위해, 타이밍 디스크 또는 타이밍 룰러의 불균일성이 피해져야 한다. 이러한 불균일성은 송신기(6)로부터 방출되는 광선의 회절 현상이 존재할 때도 나타날 수 있다. 따라서, 반사 후에 광선이 통과하는 층들 사이의 간격이 최소화되는 것이 바람직하다. 그에 따라, 박막(1c)의 두께가 바람직하게는 필름 재료(1a) 보다 작다. 90°보다 큰 반사율을 가진 고반사 금속층의 제공을 위해, 예컨대 스퍼터링 기술에 의해 구현될 수 있는 소위, 박막 방법이 사용될 수 있다. 시험 결과, 약 700nm 광파장을 가진 광파를 방출하는 광원에 구리, 알루미늄, 크롬 및 은으로 이루어진 금속층이 바람직하게 사용될 수 있다. 반사층의 배치는 독일 특허 공개 제 44 29 892 A1호에 공지되어 있다.
본 발명에 따른 방법은 높은 분해도를 가진 대량 생산을 가능하게 한다. 또한, 타이밍 디스크의 제조시 일정한 특성을 가진 필름 재료가 사용되기 때문에, 높은 프로세스 안전성의 장점이 얻어진다.
본 발명에 따른 타이밍 디스크 또는 타이밍 룰러는 습한 분위기 및 특히 100℃이상의 온도에 제한 없이 사용될 수 있다. 또한, 고가의 재료가 사용되지 않아도 된다. 본 발명에 따른 제조 방법은 매일 100,000 유닛 이상의 대량 생산에 적합하다.

Claims (10)

  1. 광학 센서를 통한 스캐닝을 위한 코딩이 배치된 투명한 재료로 이루어진, 공작 기계, 서보 모터, 엔코더 등의 정확한 위치 설정을 위한 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크에 있어서,
    - 투명한 재료(1a)가 한 측면에 감광성 층(1b)을 갖는 필름으로 이루어지고,
    - 마스크 또는 포토플로터를 통해 윈도우를 만들기 위한 코딩이 감광성 층(1b)에 제공되며,
    - 감광성 층(1b)이 투명한, 내열성 및 습기에 대한 저항성을 갖는 재료(1c)로 커버되는 것을 특징으로 하는 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크.
  2. 제 1항에 있어서, 반사층이 송신기(6)의 반대면에 놓인 타이밍 룰러의 측면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크.
  3. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 반사층이 금속층으로 박막 방법에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크.
  4. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 금속층이 구리, 알루미늄, 크롬 또는 은으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크.
  5. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 금속층이 기계적 손상에 대한 부가의 보호층을 갖는 것을 특징으로 하는 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크.
  6. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 내열성 및 습기에 대한 저항성을 갖는 재료가 플라스틱 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크.
  7. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크의 에지가 실링되는 것을 특징으로 하는 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크.
  8. 상기 항들 중 어느 한 항에 따른 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크의 제조 방법에 있어서,
    - 감광성 층(9)이 마스크, 포토플로터 또는 다른 방법을 통해 코딩에 의해 노출된 다음, 현상되고,
    - 박막이 현상된 층상에 적층되며,
    - 타이밍 룰러 또는 타이밍 디스크가 노출되고 코팅된 필름 재료로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 반사층이 박막 방법으로, 노출되고 현상된 필름에 제공되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 분리된 타이밍 디스크 또는 타이밍 룰러의 에지가 실링되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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