检测光学编码器组件码盘的偏心和上下运动的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种对码盘的旋转运动进行测量的系统和方法，其中，对码盘的旋转运动进行测量，所述旋转运动包括由码盘的非旋转运动引起的误差分量；对码盘的所述非旋转运动进行测量；通过用测得的码盘非旋转运动来抵消测得的码盘旋转运动中的误差分量，而为码盘的旋转运动产生经过误差校正的测量结果。当码盘的非旋转运动超过阈值时，还可以产生表示需要维护的信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对光学编码器组件中码盘的偏心和上下运动进行检测的方法和系统。
技术介绍
光学编码器在多种多样的环境中用于判定物体相对于某个参照物的运动和/或位置。光学编码经常在机械系统中作为一种对运动部件之间的运动进行测量和跟踪的便宜可靠的方法来使用。例如，打印机、扫描仪、复印件、传真机、绘图机和其他成像系统经常采用光学编码，在图像介质(例如纸张)上打印图像时或者从图像介质扫描图像时对介质的运动进行跟踪。运动编码的一种常用技术采用光学编码器和编码器图样(或编码介质)。光学编码器将光聚焦在编码器图样的表面上。随着编码器图样(或编码介质)相对于光学编码器运动，光学传感器对穿过编码器图样或由编码器图样反射的光的图样进行读取，从而检测运动。通常的编码器图样是交替的特征序列。随着编码器图样相对于光学编码器运动(或反之)，以光学方式检测图样中从一个特征到另一个特征的转变。例如，编码器图样可以是不透明材料中由孔或光学透明窗口形成的交替图样。在这种情况下，光学传感器可以检测到从暗状态到有光穿过孔或窗口的状态之间的转变。图1图示了基本的运动编码器组件100，它包括包括光发射器112和光学传感器114的光学编码器110；安装光学编码器110的外壳175；旋转轴150；以及安装在旋转轴150上的码盘130，码盘130包括布置在光发射器112与光学传感器114之间的编码器图样132。码盘130旋转，从而使编码器图样132相对于光学编码器110运动。在图1的实施例中，光学编码器110通过对经过码盘130的编码器图样132的光进行检测而以透射模式工作。在另一种实施例中，光发射器112和光学传感器114可以布置在码盘130的同一侧，使得光学编码器110通过对码盘130的编码器图样132反射的光进行检测而以反射模式工作。在一种实施例中，编码器图样是A/B图样，该图样取决于光学编码器110的设计而在交替区域上具有不同的光学透射率或反射率。光学传感器114对A图样与B图样之间改变的速率进行检测，从而确定编码器图样132与光学编码器110之间的相对旋转运动。但是，由于码盘130或轴150、也可能是轴150的轴承发生磨损和破裂，码盘130的边缘可能在编码器外壳175中发生偏心运动(窜动和/或晃动)，和/或发生上下运动。如果码盘150的运动中存在窜动偏心，则光学编码器110不会对旋转运动进行精确的编码，特别是在运动小于一次完整回转时。而且，晃动的码盘130或者码盘130的上下运动可能与外壳175发生摩擦或碰撞，产生不准确的(多个)运动检测信号，并可能损坏外壳175和/或码盘130。在许多情况下，运动编码器组件位于某个主机装置中，所以不容易对编码器外壳中窜动或晃动的码盘或者上下运动的码盘进行观察和识别。所以，用户无法确定码盘或轴的任何窜动或上下运动的大小。因此，用户不能得知运动编码器组件正在提供不准确的信号或者运动编码器组件本身可能已损坏，所述不准确的信号可能对主机装置的工作产生不利影响，甚至损坏主机装置。为了解决这个问题，目前需要周期性地对光学编码器组件进行预防性的维护，以便对偏心和/或上下运动进行检测，并进行必要的修理和零件替换。在许多情况下，这样做要求主机装置停下，然后打开来检查。这种周期性维护需要很高费用，并增加了主机装置的停工时间。此外，在许多情况下，这种维护是在码盘没有偏心或上下运动、运动编码器组件运行良好的情况下不必要地进行的。因此，需要一种至少克服了已知运动编码器组件缺点的运动编码器组件。
技术实现思路
在一种示例性实施例中，一种运动编码器组件，包括码盘、第一光学编码器和第二光学编码器；码盘包括设在其上的第一编码器图样，和第二编码器图样；第一光学编码器包括第一光源和第一光学传感器，第一光源适用于为所述第一编码器图样提供光，第一光学传感器适用于接收来自所述第一编码器图样的光并响应其而输出表示所述码盘的旋转运动的一个或多个信号；第二光学编码器包括第二光源和第二光学传感器，第二光源适用于为所述第二编码器图样提供光，第二光学传感器适用于接收来自所述第二编码器图样的光并响应其而输出表示所述码盘的非旋转运动的一个或多个信号。在另一种示例性实施例中，一种对码盘的运动进行判断的方法，包括下列步骤向设在所述码盘上的第一编码器图样提供光；从所述第一编码器图样接收光并响应其而输出表示所述码盘的旋转运动的一个或多个信号；向设在所述码盘上的第二编码器图样提供光；以及从所述第二编码器图样接收光并响应其而输出表示所述码盘的非旋转运动的一个或多个信号。在再一种示例性实施例中，一种对码盘的旋转运动进行测量的方法，包括下列步骤对码盘的旋转运动进行测量，所述旋转运动包括由所述码盘的非旋转运动引起的误差分量；对所述码盘的所述非旋转运动进行测量；以及通过用测得的所述码盘的所述非旋转运动来抵消测得的所述码盘的旋转运动中的所述误差分量，而为所述码盘的所述旋转运动产生经过误差校正的测量结果。附图说明结合附图阅读下面的具体实施方式，可以最佳地理解示例性实施例。应当强调，各种特征不一定是按比例绘制的。实际上，为了讨论清楚起见，其中的尺寸可能进行了有意的增减。在所有可用之处，相同的标号都表示相同的元件。图1示出了基本的运动编码器组件；图2示出了自动校正占空比误差的运动编码器组件的一种实施例； 图3示出了自动校正占空比误差的运动编码器组件中码盘的仰视图；图4图示了当由于码盘的偏心运动造成安装了码盘的轴比名义位置略微远离光学编码器时，自动校正占空比误差的编码器组件中码盘的仰视图；图5图示了当由于码盘的偏心运动造成安装了码盘的轴比名义位置略微靠近光学编码器时，自动校正占空比误差的编码器组件中码盘的仰视图；图6示出了可对码盘的上下运动进行检测的运动编码器组件的一种实施例；图7示出了可对码盘的上下运动进行检测的运动编码器组件的仰视图；图8图示了当码盘处于正常位置时，可对码盘的上下运动进行检测的运动编码器组件中码盘的侧视图；图9图示了当码盘向上倾斜时，可对码盘的上下运动进行检测的运动编码器组件中码盘的侧视图；图10图示了当码盘向下倾斜时，可对码盘的上下运动进行检测的运动编码器组件中码盘的侧视图；图11图示了可对码盘的上下运动进行检测的光学编码器组件中码盘的上下运动。具体实施例方式在下面的具体实施方式中，为了说明而非限制目的，对公开了具体细节的示例性实施例进行了说明，以便全面理解根据本专利技术的实施例。但是，受益于本公开的本领域普通技术人员可以明白，根据本专利技术的、脱离了此处公开的具体细节的其他实施方式仍然在权利要求的范围之内。此外，还可能略去了公知装置和方法的说明以免给示例性实施例的说明造成模糊。这些方法和装置明显都在本专利技术的范围内。图2示出了自动校正占空比误差的运动编码器组件200的一种实施例，包括包括第一光发射器212和第一光学传感器214的第一光学编码器210；包括第二光发射器222和第二光学传感器224的第二光学编码器220；安装第一光学编码器210和第二光学编码器220的外壳275；旋转轴250；以及安装在轴250上的码盘230，码盘230包括布置在其上的第一编码器图样232和第二编码器图样234，使得第一编码器图样232布置在第一光发射器212与第一光学传感器214之间。码盘2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动编码器组件，包括：码盘，包括设在其上的第一编码器图样和第二编码器图样；第一光学编码器，包括适用于为所述第一编码器图样提供光的第一光源和第一光学传感器，所述第一光学传感器适用于接收来自所述第一编码器图样的光并对其作出响 应而输出表示所述码盘的旋转运动的一个或多个信号；以及第二光学编码器，包括适用于为所述第二编码器图样提供光的第二光源和第二光学传感器，所述第二光学传感器适用于接收来自所述第二编码器图样的光并对其作出响应而输出表示所述码盘的非旋转运动的 一个或多个信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢强山，杨辰雄，戴力冲，
申请(专利权)人：安华高科技ECBUIP新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]