[發明專利]安裝模塊化旋轉編碼器的方法和模塊化旋轉編碼器

有效

• 申請號: 200980142562.7
• 申請日: 2009-11-24
• 公開（公告）號: CN102197283A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 中村義行;奧山晃久
• 申請（專利權）人: 約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳孟秋;李慧

技術領域

本發明涉及一種安裝模塊化旋轉編碼器的方法和一種模塊化旋轉編碼器。

背景技術

旋轉編碼器將機械旋轉位移的量和圍繞旋轉軸線的旋轉次數轉換成電信號并將其輸出。為了簡單起見，這種旋轉編碼器接下來也稱為編碼器。在這種編碼器中，將機械旋轉位移量轉換成電信號的零件包括編碼盤和具有檢測元件和電路的電路單元。因此，將兩個旋轉物品的相互位移轉換成電信號，以將其輸出并進行進一步處理。

旋轉編碼器存在許多構造，其中，例如，模塊化旋轉編碼器具有不同部件，例如編碼盤和具有電路單元的掃描頭。這些部件被單獨地提供給對其進行裝配的用戶。這種模塊化旋轉編碼器通常由最小可以的功能零件組成，可使得成本和空間減到最小。

在日本專利申請公開文件No.2002-195853中描述了模塊化旋轉編碼器的構造的一個實例。此類型的模塊化旋轉編碼器經由一固定平臺固定至受到測量的物體，并且，模塊化旋轉編碼器具有所連接的電路板。電路板具有電子零件和安裝于其上的光接收元件。此外，編碼盤設置在受到測量的物體的旋轉軸上。光發射元件、光接收元件以及固定裂縫板相對于編碼盤固定地布置。從光發射元件發出的光經由固定裂縫板中的裂縫和編碼盤中的裂縫輸入至光接收元件。然后，由于軸線的旋轉，根據設置于編碼盤上的特定裂縫圖案而將光輸入至光接收元件。相應于旋轉運動而產生例如編碼脈沖形式的電信號。

通過將此類型的模塊化旋轉編碼器安裝在可旋轉的本體上，例如電機的可旋轉的軸，實現編碼器的功能。換句話說，即使沒有編碼器軸，也沒有編碼器軸承(或編碼器蓋)，通過在相對的構件上使用功能零件也可實現編碼器的功能。

在制造處理的過程中，通過用特殊的工具將編碼盤單元和掃描頭安裝在一起，來將模塊化旋轉編碼器裝配在一起。然后，在檢查編碼器功能之后，拆開設備，并使這些單元以拆開的狀態提供給用戶。購買模塊化旋轉編碼器的用戶可通過將其安裝在待測量的物體的旋轉軸線上，例如安裝在電機的驅動軸上來實現編碼器功能。

關于編碼器的性能，一個最重要的特征是輸出信號波形的精度。信號精度取決于，例如用來檢測待測量的物體的旋轉的編碼盤的精度以及圍繞物構造。其進一步取決于電路單元(包括信號處理單元和檢測器元件)在待測量的物體上的安裝精度以及編碼盤的檢測精度。在模塊化旋轉編碼器的情況中，最重要的一項是電路單元(其包括信號處理單元、檢測器元件等)在待測量的物體上的安裝精度。

安裝精度對輸出信號波形的精度的顯著影響給用戶帶來復雜的問題，即使該問題可由制造商相對輕松地解決。這是因為，在將編碼器安裝在待測量的物體上時，在普通用戶典型地不熟悉編碼器的構造及其特性的情況下，存在普通用戶必須滿足的巨大需求。

如上所述，模塊化旋轉編碼器的制造商將其裝配一次，并檢查其作為完整裝配的編碼器的功能。如果將其拆開并可以相同的方式重新裝配，那么沒有問題。然而，由于高安裝精度的需求，可以對用戶造成技術上復雜的過程。

為了解決這些問題，例如，在日本申請公開No.S62-147315中描述了一種用于旋轉編碼器的特殊的安裝方法。編碼器包括具有編碼盤圖案的可旋轉的編碼盤和讀取編碼盤圖案以產生代表軸位置的電信號的固定光檢測器/掩模組件。描述了一種不需要精確地對準印刷電路板和編碼盤的方法。為此目的，首先插入光檢測器/掩模組件和用于光檢測器的導線。然后，必須在印刷電路板(在那里安裝光檢測器/掩模組件)和編碼盤之間推入適當的測徑器或墊片，以確保有適當的間隔。在正確地定位印刷電路板之后，需要焊接導線。

然而，在此安裝方法中，用戶必須決定光檢測器組件的位置和掩模的導線。因此，將此任務被認為是復雜且麻煩的。此外，精確的視覺確定是必需的，以在幾個對準標記的基礎上決定掩模和編碼盤的正確位置。這種視覺確定需要一定的熟練度，并且必然不是一項簡單的操作。另外，不僅難以定位光檢測器/掩模組件，而且，由于使用了用于間隙調節的測徑器或墊片而可以導致傾斜地安裝編碼盤。因此，難以提供這樣的編碼器，其在基礎電路板本身上具有檢測器功能，特別是當該電路板在不同位置具有多個傳感器時。

發明內容

本發明的目的是，提供一種模塊化旋轉編碼器和一種安裝模塊化旋轉編碼器的方法，其在安裝模塊化旋轉編碼器的同時提供給用戶簡單地重現必需的對準操作的能力。此外，低成本模塊化旋轉編碼器，以及具有簡單構造的模塊化旋轉編碼器是人們所期望的。

通過具有權利要求1的特征的模塊化旋轉編碼器安裝方法和具有權利要求9的特征的模塊化旋轉編碼器來實現這些目的。

在從屬權利要求中描述了本發明的其它有利實施方式的特征。