KR940007791Y1 - Mask fixing device in linear encorder - Google Patents
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Abstract
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Description
제 1 도는 종래의 리니어 엔코더 구조를 도시한 종단면예시도.1 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a conventional linear encoder structure.
제 2 도는 제 1 도의 요부 분해 사시도.2 is an exploded perspective view of the main portion of FIG.
제 3 도는 종래의 리니어 엔코더 구동원리를 설명하는 평면예시도.3 is a plan view illustrating a conventional linear encoder driving principle.
제 4 도는 종래 리니어 엔코더 장착에 의한 휨 변형예시도.4 is a diagram showing an example of bending deformation by mounting a conventional linear encoder.
제 5 도는 본 고안의 전체 구성을 결합 도시한 종단면예시도.Figure 5 is a longitudinal cross-sectional view showing the combined configuration of the present invention.
제 6 도는 외체를 생략한 본 고안의 분해사시도.6 is an exploded perspective view of the subject innovation without the outer body.
제 7 도는 본 고안의 결합부 구조를 상세히 도미하는 부분 평면예시도.7 is a partial plan view illustrating in detail the structure of the coupling portion of the present invention.
본 고안은 리니어 엔코더에 관한 것으로, 특히 디스크와 수광소자의 설치간격을 최소화하기 위하여 고정구를 사용함으로서 정확한 출력파형과 향상된 정밀도를 유지할 수 있도록 하는 리니어 엔코더의 마스크 고정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a linear encoder, and more particularly to a mask fixing device of the linear encoder to maintain the correct output waveform and improved accuracy by using a fixture to minimize the installation interval of the disk and the light receiving element.
일반적으로 종래의 리니어 엔코더는, 제 1 도 및 제 2 도에 도시되는 바와 같이 헤드(2)에 내장된 발광소자(3)로부터 방출되는 빛이 디스크(4)의 눈금(4a)과 마스크(5)의 눈금(5a)을 각기 통과해서 수광소자(6)에 포착될 수 있도록 하는 것으로서, 몸체(1)의 내측 중앙에는 디스크(4)가 길이방향으로 연설되고, 상기 디스크(4)를 중심으로 하여 좌우에는 발광소자(3)와 수광소자(6)를 각각 취부하는 기판(8),(7)이 고정 설치되는 동시에, 수광소자(6) 전방에는 수광소자(6)와 평행하게 마스크(5)를 설치하여서 되는 헤드(2)를 슬라이드 자재하게 설치하여 구성된다.In general, in the conventional linear encoder, as shown in FIGS. 1 and 2, the light emitted from the light emitting element 3 embedded in the head 2 is provided with the scale 4a and the mask 5 of the disk 4. In order to be captured by the light-receiving element 6 through each of the graduations (5a) of the (), the disk (4) is extended in the longitudinal direction in the inner center of the body (1), the center of the disk (4) The left and right substrates 8 and 7 for mounting the light emitting element 3 and the light receiving element 6 are fixed to each other, and the mask 5 in front of the light receiving element 6 is parallel to the light receiving element 6. ) Is configured by sliding the head 2 to be installed.
이러한 리니어 엔코더는 몸체(1)에 고정된 디스크(4)를 중심으로 헤드(2)가 몸체의 길이방향으로 직선 이동하게 되면 발광소자(3)에서 방출되는 빛이 디스크(4)와 마스크(5)의 눈금(4a),(5a)을 각기 통과하여 수광소자(6)에 전달되는데, 이때 디스크(4) 및 마스크(5)의 눈금(4a)(5a)에 의해 발광소자(3)의 빛이 수광소자(6)로 전달 또는 차단됨으로 인해 기판(7)에서는 이를 디지탈신호로 처리하여 제 3 도에 도시되고 있는 바와 같은 A, B상의 출력신호를 방출하게 된다.Such a linear encoder has a light emitted from the light emitting element 3 when the head 2 moves linearly in the longitudinal direction of the body around the disk 4 fixed to the body 1 and the disk 4 and the mask 5. Passes through the scales 4a and 5a of the light beams and is transmitted to the light-receiving element 6, whereby the light of the light emitting element 3 is caused by the scales 4a and 5a of the disk 4 and the mask 5. Due to the transmission or blocking to the light receiving element 6, the substrate 7 treats it as a digital signal and emits an output signal of A and B phases as shown in FIG.
상기한 디스크(4)와 마스크(5)의 재질로는 유리를 사용하게 되며 여기서 눈금의 크기를 "A", 눈금의 피치를 "P", 그리고 광원의 파상을 "λ" 디스크(4)와 수광소자(6)의 간격을 "L"이라고 한다면, 이들 사이에는 L≤P2/8λ의 관계가 형성된다.Glass is used as the material of the disk 4 and the mask 5, where the size of the scale is "A", the pitch of the scale is "P", and the wave shape of the light source is the "λ" disk 4 and the like. If the distance between the light-receiving element 6 is called "L", between them it is formed a relationship L≤P 2 / 8λ.
즉 눈금의 피치(P)가 작을수록 디스크(4)이 수광소자(6)간의 거리(L)는 짧아져야 하는 것이다.That is, the smaller the pitch P of the scale, the shorter the distance L between the disk 4 and the light receiving element 6 is.
따라서 현재와 같이 디스크(4)와 마스크(5) 사이의 거리가 일정한 경우에는 단위길이에서 눈금의 피치(P)를 줄이는데에 한계점이 따르는 것이며, 디스크(4)와 수광소자(6)간의 간격(L)이 고정된다면, 눈금의 피치(P)를 줄여줌에 따라 광원의 파장(λ) 또한 작게하여야 하므로 이에 부합되는 특수한 발광소자를 사용하여야만 하는 어려움이 수반되고 있을 뿐만 아니라, 디스크(4)와 마스크(5)의 간격(L2)을 마스크(5)의 두께(T)이상으로 하여 고정시키게 되는 것이다.Therefore, when the distance between the disk 4 and the mask 5 is constant as in the present time, a limit point is followed in reducing the pitch P of the scale in the unit length, and the gap between the disk 4 and the light receiving element 6 If L) is fixed, the wavelength (λ) of the light source must also be reduced as the pitch (P) of the scale is reduced, which is accompanied by the difficulty of using a special light emitting device corresponding thereto, as well as the disk (4). The interval L 2 of the mask 5 is set to be equal to or larger than the thickness T of the mask 5.
한편 디스크(4)와 마스크(5)이 눈금(4a)(5a)이 손상되는 것을 방지하기 위해 눈금(4a)(5a)의 막을 서로 닿지 않게 이격시켜 고정하는 것이어서 일정한 공간부를 필요로 하게 된다.On the other hand, in order to prevent the disk 4 and the mask 5 from damaging the scales 4a and 5a, the disks of the scales 4a and 5a are fixed to be spaced apart from each other so as to require a certain space.
상술한 바와 같은 리니어 엔코더는 흔히 선반, 밀링머신등과 같이 베드 중량이 비교적 크고 하중을 많이 받는 부분에 고정되어 사용되는 관계로 제 4 도에서와 같이 휨이 발생하여 정밀도가 저하되고 있는데 휨에 의한 변위량(ζ)은 굽힘 반지름(R)과 변위각(θ)의 관계에서 L=Rθ라고 하는 일반식으로 표현될 수 있게 된다.Linear encoders as described above are often fixed and used in relatively large and heavily loaded parts, such as lathes and milling machines, and as a result, warpage occurs as shown in FIG. The displacement amount ζ can be expressed by a general formula of L = Rθ in the relationship between the bending radius R and the displacement angle θ.
휨에 의한 변위량(ζ)은 디스크(4)와 마스크(5)의 간격을 ζ만큼 벌어지게 하므로 발광 및 수광소자에서 빛의 회절 등에 의해 오차를 발생시킨다.The amount of displacement ζ caused by bending causes the gap between the disk 4 and the mask 5 to be increased by ζ, which causes errors in light emission and light receiving elements due to diffraction of light.
이같은 오차는 고도의 정밀도를 요하는 N.C 공작기계등에서도 5μ이상을 나타나게 되어 중대한 문제로 지적되고 있기도 하다.This error has been pointed out as a serious problem because it appears more than 5μ even in N.C machine tools that require high precision.
또한 수광소자(6)와 디스크(4) 사이에 거리(L)가 유동적이라 하더라도 수,발광소자간의 거리(L1)에는 영향이 미치는 바 없으므로 결국 휨 발생시 광량의 변화를 일으켜 출력파형이 불균일해지는 폐단이 지적되는 것이다.In addition, even if the distance L between the light receiving element 6 and the disk 4 is flexible, the distance L 1 between the light emitting element and the light emitting element does not affect, resulting in a change in the amount of light when bending occurs, resulting in an uneven output waveform. Closure is pointed out.
본 고안은 이상에서와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 고정구를 사용 디스크와 수광소자의 설치간격을 최소화함으로서 정확한 출력파형과 향상된 정밀도를 유지할 수 있도록 하는데 그 주된 목적이 있는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the main purpose is to maintain the correct output waveform and improved precision by minimizing the installation interval between the disk and the light receiving element using the fixture.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 디스크와 마스크의 설치간격을 최소화할 수 있도록 마스크를 고정구에 끼워주고, 고정구의 수광소자 안내구멍에는 기판상의 수광소자를 삽설하며, 고정구의 양단을 탄지스프링으로 탄설하여서 됨을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the mask is inserted into the fixture so as to minimize the installation interval of the disk and the mask, the light receiving element guide hole of the fixture is inserted into the light receiving element on the substrate, both ends of the fixture spring It is characterized by being coaled with.
이하 본 고안은 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도면중 제 5 도는 본 고안의 전체 구성을 결합 도시하는 종단면 예시도이고, 제 6 도는 외체를 생략하는 본 고안의 분해 사시도이며, 제 7 도는 본 고안의 결합부를 상세히 도시한 부분 평면도로서, 본 고안에서는 디스크(4)와 마스크(5)의 재질이 유리인 점을 이용하여 서로 밀착되도록 구성시킨다.5 is a longitudinal cross-sectional view illustrating the entire configuration of the subject innovation, Figure 6 is an exploded perspective view of the subject innovation omitting the outer body, Figure 7 is a partial plan view showing the coupling portion of the subject innovation in detail, the subject innovation In the configuration, the disk 4 and the mask 5 are made of glass to be in close contact with each other.
즉, 수광소자(6)와 마스크(5)의 사이를 최소화하기 위해 고정구(9)를 이용하며, 기판(7)에 부착된 수광소자(6)를 고정구(9)의 수광소자 안내구멍(12)에 끼워지도록 조립하여 기판(7)을 고정구(9)에 고정시키면 마스크(5)와 수광소자(6)는 밀착된 상태로서 일체의 구성을 이룰 수 있게 되는 것이다.That is, the fixture 9 is used to minimize the gap between the light receiving element 6 and the mask 5, and the light receiving element guide hole 12 of the fixture 9 is attached to the light receiving element 6 attached to the substrate 7. When the substrate 7 is fixed to the fixture 9 by being assembled so as to fit in the center, the mask 5 and the light receiving element 6 are in close contact with each other to form an integrated structure.
이때 수광소자 안내구멍(12)이 형성되는 고정구(9)의 두께(T)는 이에 삽설된 수광소자(6)의 크기를 고려하여 마스크(5)와 밀착될 수 있는 두께로 결정한다.In this case, the thickness T of the fixture 9 in which the light receiving element guide hole 12 is formed is determined to be in close contact with the mask 5 in consideration of the size of the light receiving element 6 inserted therein.
또한 디스크(4)와 마스크(5)의 간격(L2)을 최소화하기 위해 이들을 밀착시킴에 있어서는 균일한 밀착을 위하여 탄지스프링(10)을 이용하고, 스프링 안내홈(11)에 탄지스프링(10)을 끼워주는 한편 탄지스프링(10)은 헤드(2)에 연결시켜 고정한다.In addition, in minimizing the distance (L 2 ) between the disk 4 and the mask 5, a tangent spring 10 is used for uniform adhesion, and a tangent spring 10 in the spring guide groove 11. ), While the tangent spring 10 is connected to the head 2 to be fixed.
고정구(9)의 전후면에는 마스크(5)를 부착시킬 수 있는 안내부위(9a)(9b)를 각기 형성하고, 이에 마스크(5)와 수광소자(6)가 장착되는 기판(7)을 설치하게 되는데, 이때 안내부위(9a)에는 마스크(5)의 두께(T)보다 작은 턱부(K)를 구비하여 고정구(9)와 디스크(4)의 마찰을 피할 수 있도록 하며 전술한 바와 같이 고정구(9)의 수광소자 안내구멍(12)을 따라 수광소자(6)를 끼워 기판(7) 역시 안내부위(9b)에 고정되도록 하는 것이다.Guide portions 9a and 9b for attaching the mask 5 are respectively formed on the front and rear surfaces of the fixture 9, and the substrate 7 on which the mask 5 and the light receiving element 6 are mounted is provided. At this time, the guide portion (9a) is provided with a jaw portion (K) smaller than the thickness (T) of the mask (5) to avoid the friction between the fastener 9 and the disk (4) as described above The light receiving element 6 is inserted along the light receiving element guide hole 12 of FIG. 9 so that the substrate 7 is also fixed to the guide portion 9b.
한편 이상에서와 같이 고정구(9)에 조립되는 마스크(5)를, 본체(1)에 설치된체 고정되어 있는 디스크(5)와 밀착시키는 동시에, 고정구(9)를 안정되게 유지하기 위하여 고정구(9) 양쪽에 스프링 안내홈(11)을 형성하고, 이를 탄지스프링(10)으로 균일하게 밀어주어 디스크(4)가 마스크(5)와 항상 일정한 간격을 유지하는 상태로 접할 수 있도록 한다.On the other hand, as described above, the mask 5 to be assembled to the fastener 9 is brought into close contact with the disk 5 fixed to the body installed in the main body 1, and the fastener 9 is held in a stable manner. The spring guide grooves 11 are formed on both sides, and the spring guide grooves 11 are uniformly pushed to the tanger spring 10 so that the disk 4 can be in contact with the mask 5 at a constant distance.
여기서 스프링 안내홈(11)의곡면반경(r1)이 탄지스프링(10)의 성형반경(r2)보다 작아야만이 스프링의 역할과 안전장치의 역할을 효과적으로 수행할 수 있은 것이며, 큰힘을 받을 때에는 제 7 도에서와 같이 화살표방향으로 힘이 분산되어 양측에 설치되는 탄지스프링(10)이 벌어지고 소성변형에 의하여 복원력을 제공할 수 있게 되는 것이다.Here, the radius of curvature r 1 of the spring guide groove 11 must be smaller than the molding radius r 2 of the tanger spring 10 to effectively perform the role of this spring and the role of the safety device. At this time, as shown in FIG. 7, the force is distributed in the direction of the arrow so that the tangier springs 10 installed on both sides are opened, and the restoring force can be provided by plastic deformation.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같은 본 고안은, 탄지스프링에 의해 지지되는 고정구 양측 안내부위에 마스크 및 수광소자를 구비하는 기판이 각각 끼워지도록 구성하는 것이어서 휨에 의한 변위가 발생하더라도 마스크가 디스크에 밀착된 상태로 같이 변화될 수 있게 되어 변위량을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 소자간의 거리(L1)는 고정되고 수광소자와 디스크의 간격(L)은 항상 일정하게 유지되는 것이므로 안정되고 정확한 파형의 출력이 이루어질 수 있는 동시에, 단위길이에서의 피치(P)를 작게 할 수 없어 파장(λ)가 큰 기존의 부품소자를 범용하여 사용할 수 있게 되는 매우 유용하고도 실용적이 고안인 것이다.The present invention, as described in detail above, is configured so that a substrate having a mask and a light receiving element is fitted to each of the guide portions on both sides of the fastener supported by the tangier spring, so that the mask is in close contact with the disk even when displacement due to bending occurs. It is possible to be changed as well as to suppress the amount of displacement, as well as the distance (L 1 ) between the elements is fixed and the distance (L) between the light receiving element and the disk is always kept constant so that a stable and accurate waveform output is achieved. At the same time, the pitch P in the unit length cannot be made small, and thus, a very useful and practical design can be used for the existing component elements having a large wavelength?
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