[发明专利]分体式角度编码器及其安装总成和安装方法

说明书

本发明涉及一种分体式角度编码器，包括光栅和接收组件，光栅的外部轮廓呈圆片状或圆柱状，光栅上开设有一贯穿光栅两个圆形端面的中心孔，并且中心孔的横截面形状关于圆形端面的圆心中心对称，中心孔的内侧面用于与安装在轴端面上的偏心螺钉的螺帽抵紧配合，以通过旋转偏心螺钉来调整光栅的轴线与旋转轴的轴线之间的偏心量；接收组件沿光栅圆周方向上的两端均设置有调整部，调整部至少包括沿光栅的径向间隔分布的两个调整面，两个调整面用于组件偏心螺钉的螺帽抵紧配合，以通过旋转组件偏心螺钉使接收组件的标识区对准所述光栅上的标记线。本发明可大大提高分体式旋转编码器的安装精度。本发明还涉及一种分体式角度编码器的安装总成及安装方法。

技术领域

本发明涉及角度编码器设计生产技术领域，特别涉及一种分体式角度编码器及其安装总成和安装方法。

背景技术

编码器是一种利用光电转换效应，将输出轴上的几何位移量转换成为脉冲或者数字量的传感器，具有结构紧凑、稳定性强、精密度高等特点。误差大于±20″的编码器称为旋转编码器，误差小于等于±20″的编码器称为角度编码器，角度编码器广泛应用于数控转台、测量设备、天文望远镜、齿轮测量机等高准确度及高角度分辨率的场合，分体式角度编码器具有结构小巧、无内置轴承、转动惯量低等优点，因而广受用户青睐。

光栅、发光组件以及接收组件是分体式编码器的重要组成构件，光栅安装在被测设备的旋转轴上，接收组件安装在被测设备的固定件上。在高准确度、高分辨率要求的设备中，测量系统准确度是衡量设备性能的主要指标，按照误差来源来讲，影响角度编码器准确度的其中一项误差源是光栅的刻划中心与被测设备的旋转轴的偏心量e，该偏心量e(单位为μm)与测量准确度Δψ(单位为″)存在如下关系：Δψ＝±412e/D，其中D(单位为mm)为光栅刻划直径，由该公式可以看出，若要保证角度编码器具有较高的准确度，则需尽量减小光栅的刻划中心与被测设备的旋转轴的偏心量e；

接收组件标记线的中心是否与光栅组件标记线对准也是影响角度编码器准确度的另外一项误差来源，只有接收组件标记线的中心与光栅组件标记线对准，才能够保证分体式编码器测量的准确性。

光栅的种类并不局限于一种，其中玻璃光栅是角度编码器常用的一种光栅，玻璃光栅通常呈圆片状，其光栅刻划线位于圆片的圆形端面上。以下以玻璃光栅为例来对目前的光栅安装方式进行介绍：

方式①：请参考图1，光栅01与光栅座02组成光栅组件，光栅组件与旋转轴采用端面连接的形式，使用敲击装置04手动调整光栅的径向偏心，然后通过定位螺钉03将光栅组件紧固在旋转轴的端部，然而手动敲击力度难以控制，误差较大、敲击过程容易损坏光栅、并且敲击调整过程需要耗费大量的时间，安装效率很低；对于安装深度较大的光栅而言，敲击装置04甚至没有布置空间，根本无法通过手动敲击的方式来调整光栅的偏心量；

方式②：请参考图2，光栅01与旋转轴端面直接装配，采用固定胶粘接的方式，使用敲击装置04手动调整光栅的径向偏心，除了与方式①存在同样的缺点之外，该方式中还存在着光栅不便于拆卸更换的缺点；

方式③：请参考图3，光栅01与光栅座02做成光栅组件，光栅座02套装在旋转轴的外周，旋转轴上设置有沿径向凸出的支撑盘，光栅组件通过定位螺钉紧固在支撑盘上，然而该种方式仅靠加工精度保证光栅组件与旋转轴的同心度，无法在安装过程中调整光栅组件的径向偏心，因而安装精度较低，测量精度不够理想。

接下来对接收组件的安装方式进行介绍：

请参考图4至图7，接收组件05上设置有一个或多个对准标识区06，每一个对准标识区06通常由在径向上间隔设置的两段弧线构成，光栅01上设置有与对准标识区06相对应的标记线07，理想的安装状态是光栅01上的标记线07与其对应的对准标识区06的中心线重合；