[發明專利]編碼器、具有編碼器的電機、和伺服系統

在審

• 申請號: 201410636025.0
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104613999A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 吉田康;松谷泰裕;吉富史朗;高田裕司;有永雄司;室北幾磨;原田正信;近藤宏樹
• 申請（專利權）人: 株式會社安川電機
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華;金丹

相關申請的交叉引用

本發明包含在2013年11月5日向日本專利局提交的日本優先權專利申請JP2013-229833中公開的內容相關的主題，該日本優先權專利申請的全部內容通過引用被并入到本文。

背景技術

本文公開的實施方式涉及編碼器、具有編碼器的電機、伺服系統。

技術領域

JP?2012-103032A公開了一種反射型編碼器，該編碼器包括將光源夾在其之間地沿轉盤的圓周方向分隔設置的增量受光元件組、以及相對于光源設置在轉盤的半徑方向上的外側和內側中的至少一者上的絕對受光元件組。

近年來，伴隨著伺服系統向高性能化的發展，在反射型編碼器中期望進一步提高檢測精度。

發明內容

本發明的一個方面可被總結為一種編碼器，包括：具有多個光學效應部的軌道，所述光學效應部設置為具有沿著測量方向的絕對圖案；點光源，所述點光源被配置成向所述軌道射出擴散光；和受光陣列，所述受光陣列具有沿著測量方向設置的多個受光元件，并且所述受光元件被配置成接收在所述軌道上反射的光或透射的光，所述受光元件位于與所述光學效應部之間的區域相對應的并且在所述軌道反射的光或透射的光不會到達的區域內。

本發明的另一方面可被總結為一種具有編碼器的電機，包括：可動部件相對于定子移動的線性電機、或者轉子相對于定子旋轉的旋轉型電機；以及被構成為檢測所述可動部件或所述轉子的位置和速度中的至少一者的編碼器。

本發明的另一方面可被總結為一種伺服系統，包括：可動部件相對于定子移動的線性電機、或者轉子相對于定子移動的旋轉型電機；被構成為檢測所述可動部件或所述轉子的位置和速度中的至少一者的編碼器；以及控制器，所述控制器被構成為根據由所述編碼器檢測的結果控制所述線性電機或所述旋轉型電機。

附圖說明

圖1是用于對根據實施方式的伺服系統進行說明的說明圖；

圖2是用于對根據該實施方式的編碼器進行說明的說明圖；

圖3是用于對根據該實施方式的圓盤進行說明的說明圖；

圖4是用于對根據該實施方式的軌道進行說明的說明圖；

圖5是用于對根據該實施方式的光學模塊和受光陣列進行說明的說明圖；

圖6是用于對光源寬度、光學效應部寬度、受光元件寬度、受光面上的光量之間的關系進行說明的說明圖；

圖7是用于對光源寬度、光學效應部寬度、受光面上的光量、檢測信號的振幅之間的關系進行說明的說明圖；

圖8是用于對根據變型例的光學模塊及受光陣列進行說明的說明圖；

圖9是用于對根據另一變型例的光學模塊及受光陣列進行說明的說明圖；以及

圖10是對根據又一變型例的光學模塊及受光陣列進行說明的說明圖。

具體實施方式

以下參照附圖說明本發明的實施方式。

此外，下面所說明的根據實施方式的編碼器可應用于諸如旋轉型和直線型等各種各樣的編碼器。在下面，為了使編碼器容易理解，使用旋轉型編碼器作為示例進行說明。在應用另一編碼器類型的情況下，可以通過將諸如將被測量對象從旋轉型圓盤改變為線性標尺來進行適當的變化，因此省略其詳細的說明。

<1.伺服系統>

首先，將參照圖1對根據該實施方式的伺服系統的結構進行說明。如圖1所示，伺服系統S包括伺服電機SM和控制器CT。伺服電機SM包括編碼器100和電機M。

電機M是不包括編碼器100的動力源的示例。電機M是轉子(未示出)相對于定子(未示出)旋轉的旋轉型電機，其通過使固定到轉子的軸SH圍繞軸心AX旋轉來輸出旋轉力。

另外，可以將電機M單獨稱作伺服電機，但是，在該實施方式中，將包括編碼器100和電機M的結構稱作伺服電機SM。即，伺服電機SM相當于具有編碼器的電機的一個示例。在下面，為了便于說明，對具有編碼器的電機是以追蹤諸如位置、速度等的目標值的方式被控制的伺服電機的情況進行說明，但是具有編碼器的電機不一定限于伺服電機。在例如編碼器僅用于顯示輸出的情況下，只要附接有編碼器，則具有編碼器的電機也包括用于除伺服系統以外的系統使用的電機。

此外，電機M只要是例如編碼器100能夠檢測其位置數據，則不特別地限定。另外，電機M不限于使用電作為動力源的電動式電機，其也可以是例如油壓式電機、氣動式電機、蒸汽式電機等使用其他的動力源的電機。但是，為了便于下面的說明，對電機M是電動式電機的情況進行說明。