[发明专利]一种码盘无接触的精度可调绝对式编码器

说明书

本发明涉及绝对式编码器技术领域，特别涉及一种码盘无接触的精度可调绝对式编码器，包括轮系、连轴离合器、绝对式旋转编码器码盘、绝对式旋转编码器读数头以及相关的机械转换机构和控制电路，本发明码盘与测量轴不接触，降低了码盘在测量时的磨损，避免了一些无法预计的破坏，增加了编码器的寿命；精度更高，本发明的虽然使用了日常所用的旋转编码器读数头，但通过机械机构的改变，在不改变码盘制造成本、精度等条件下，可以得出精确位数多两位的测量结果；具有两档测量，实用性能好，使用范围广；结构简单易懂、所用元件均为日常所用零件，价格便宜，成本低。

技术领域

本发明涉及绝对式编码器技术领域，特别涉及一种码盘无接触的精度可调绝对式编码器。

背景技术

随着制造业的发展，人们对制造业中机械运动的精度的要求越来越严格，编码器是关于机械运动精度的核心部件，其通过测量机械转动轴的角度运动参数并把相关信息反馈给控制系统从而达到确保机械运动的精度在要求的范围内的目的。编码器根据其信号代码的输出形式，可分为增量式、绝对式两种。增量式编码器输出的角度信息和前一个输出的角度信息是有确切的函数关系的；而绝对式编码器输出的角度信息和已预设的机械零点有确切的函数关系。

目前市面上常见的高精度绝对式编码器为码道在码盘圆周上的反射型绝对式编码器。原理为码盘通过联轴器等连接元件与测量轴相连，测量时码盘随着测量轴的转动而转动，读数头不动，读数头中光源通过码盘反射后到达接收器，接收器接收光信号后，产生对应的电信号，通过放大辩向细分等处理后得出相应的结果。这种方法结构简单、操作方便、测量精度高，已被社会大众所认同。到时，由于测量轴的运动具有不确定性，可能伴有一定的振荡、冲击甚至窜东，长期使用转轴对码盘的造成了巨大的磨损，影响测量的精确度，降低编码器寿命。同时，现今高精度光电编码器发展已进入瓶颈阶段，现今的编码测量方式，使编码器的精度和码盘的大小成正比关系，同时伴随着高的制造精度，越高精度的编码器成本越高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种码盘无接触的精度可调绝对式编码器，本发明针对大直径的测量轴，解决现今编码器码盘与测量轴直接连接造成的无法预测的磨损问题的同时，可以提高与调节测量的精度。

本发明实施例解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明实施例的一个方面，提供一种码盘无接触的精度可调节的绝对式编码器，包括轮系、连轴离合器、绝对式旋转编码器码盘、绝对式旋转编码器读数头以及相关的机械转换机构和控制电路；所述轮系与连轴离合器以及机械转换机构组合成多档运动模块；所述绝对式旋转编码器读数头与行星轮系相连，与其一起运动；所述轮系与测量轴连接，与其没有相对运动，所述绝对式旋转编码器读数头配有对应的控制电路，所述绝对式旋转编码器码盘独立固定于最边缘，所述连轴离合器由对应的机械转换机构控制，整个绝对式编码器由外壳密封包裹。

优选的，所述绝对式编码器采用高机械强度金属材料制成输出轴，所述输出轴一端连着连第一连轴离合器，第二连轴离合器中固定着齿数为100的第一斜齿轮，所述第一斜齿轮与齿数为101的第二斜齿轮啮合，所述第二斜齿轮和第三斜齿轮分别装配于轴两端，所述第三斜齿轮与齿数为100的固定斜齿轮啮合。

优选的，所述轴通过所述第二连轴离合器与机架相连，所述机架穿过固定斜齿轮中心，迂回出来末端固设有绝对式旋转编码器读数头。

优选的，所述绝对式旋转编码器读数头中具有与光源相对应的光线准直棱镜，光电接收器通过FPGA驱动CMOS摄像头可以高速采集编码条纹数据并得到清晰的图像。

优选的，所述绝对式旋转编码器码盘为固定机构，所述绝对式旋转编码器读数头通过机架的带动成为运动机构，具有两档转速。

优选的，普通测量时包括以下步骤：

1)输出轴与测量轴相连；

2)外部输入一个信号给机械转换机构，使第一连轴离合器处于连接状态，第二连轴离合器处于断开状态；