分体式角度编码器及其安装总成和安装方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术可大大提高分体式旋转编码器的安装精度。本发明专利技术还涉及一种分体式角度编码器的安装总成及安装方法。

【技术实现步骤摘要】
分体式角度编码器及其安装总成和安装方法
本专利技术涉及角度编码器设计生产
，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。
技术介绍
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；接收组件05通过定位螺钉紧固在被测设备的电机壳体08上，接收组件05靠近电壳体08的一侧采用与电机壳体08内侧形状适配的弧面进行定位，实际安装时，需要反复调整接收组件05的位置，以使对准标识区06与光栅01上的标记线07对准，调整过程中需要通过敲击装置04反复敲击接收组件的调整面09，耗时很长，并且敲击力度无法控制，不仅安装精度不易保证，而且容易对接收组件05造成破坏；对于安装深度较大的腔体(深井式腔体)，敲击装置甚至无操作空间，接收组件05可能无法安装。因此，如何能够快速、方便且准确的调整光栅刻划中心与旋转轴的偏心量，并使接收组件的标识区快速方便且准确地对准光栅上的标记线是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种分体式角度编码器，以便在安装过程中能够快速、精准且方便的调整光栅的径向偏心量，同时能够使接收组件的标识区快速、方便且准确地对准光栅上的标记线，从而保证角度编码器测量的准确性。本专利技术的另一目的还在于提供一种包含有上述分体式角度编码器的分体式编码器的安装总成。本专利技术的再一目的还在于提供一种分体式角度编码器的安装方法。为达到上述目的，本专利技术提供的分体式角度编码器，包括光栅和与所述光栅配合使用的接收组件，其中，所述光栅用于安装在待测设备旋转轴的轴端面上，所述接收组件用于安装在待测设备的固定件上，其中，所述光栅的外部轮廓呈圆片状或圆柱状，垂直于所述光栅的轴线的其中一个圆形端面作为所述光栅的安装面；所述光栅上还开设有一贯穿所述光栅两个圆形端面的中心孔，并且所述中心孔的横截面形状关于所述圆形端面的圆心中心对称，所述中心孔的内侧面用于与安装在所述轴端面上的光栅偏心螺钉的螺帽抵紧配合，以通过旋转所述光栅偏心螺钉来调整所述光栅的轴线与所述旋转轴的轴线之间的偏心量，环绕所述中心孔的周向开设有多个供光栅紧固件穿过的光栅安装孔，以能够通过光栅紧固件将所述安装面固定于所述轴端面上；所述接收组件沿光栅圆周方向上的两端均设置有调整部，所述调整部至少包括沿所述光栅的径向间隔分布的两个调整面，两个所述调整面用于与安装在所述固定件上的组件偏心螺钉的螺帽抵紧配合，以通过旋转所述组件偏心螺钉使所述接收组件的标识区对准所述光栅上的标记线；所述接收组件上开设有供组件紧固件穿过的组件安装孔，以通过组件紧固件将所述接收组件安装于所述固定件上。优选的，在上述分体式编码器中，所述中心孔的内侧面至少设置有一对用于与所述光栅偏心螺钉的螺帽抵紧配合的抵紧面，每一对所述抵紧面中的两个抵紧面在圆周方向上的夹角为180°。优选的，在上述分体式编码器中，所述中心孔的横截面呈圆形，所述抵紧面为平面，并且在所述光栅的圆形端面上，任意一抵紧面与所述圆形端面的圆心之间的距离均相等，且任意一所述抵紧面均与所述圆形端面的直径垂直；所述中心孔的内侧面开设有至少一对朝向所述光栅的外圈凹陷的调整槽，所述调整槽的槽底构成所述抵紧面。优选的，在上述分体式编码器中，所述调整槽呈U型，且所述调整槽与所述中心孔相接的边角位置设置有弧形过渡边。优选的，在上述分体式编码器中，所述抵紧面为弧面、V型面、斜面或波浪面。优选的，在上述分体式编码器中，所述调整部为沿所述光栅的周向延伸的凹槽，所述凹槽的两个侧面构成所述调整面。优选的，在上述分体式编码器中，所述调整部为圆孔、腰型孔或多边形孔。优选的，在上述分体式编码器中，所述光栅为玻璃光栅，并且所述玻璃光栅包括：光栅座，所述光栅座包括筒体和沿径向凸起于所述筒体侧壁的凸环，所述凸环的底面与所述筒体的底面平齐，其中，所述筒体的中空腔体构成所述中心孔，所述凸环的底面以及所述筒体的底面共同构成所述安装面；环形光栅本体，所述环形光栅本体套设于所述筒体上并与所述凸环固定连接。优选的，在上述分体式编码器中，所述环形光栅本体与所述凸环粘接相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分体式角度编码器，包括光栅和与所述光栅配合使用的接收组件，其中，所述光栅用于安装在待测设备旋转轴的轴端面上，所述接收组件用于安装在待测设备的固定件上，其特征在于，/n所述光栅的外部轮廓呈圆片状或圆柱状，垂直于所述光栅的轴线的其中一个圆形端面作为所述光栅的安装面；/n所述光栅上还开设有一贯穿所述光栅两个圆形端面的中心孔，并且所述中心孔的横截面形状关于所述圆形端面的圆心中心对称，所述中心孔的内侧面用于与安装在所述轴端面上的光栅偏心螺钉的螺帽抵紧配合，以通过旋转所述光栅偏心螺钉来调整所述光栅的轴线与所述旋转轴的轴线之间的偏心量，环绕所述中心孔的周向开设有多个供光栅紧固件穿过的光栅安装孔，以能够通过光栅紧固件将所述安装面固定于所述轴端面上；/n所述接收组件沿光栅圆周方向上的两端均设置有调整部，所述调整部至少包括沿所述光栅的径向间隔分布的两个调整面，两个所述调整面用于与安装在所述固定件上的组件偏心螺钉的螺帽抵紧配合，以通过旋转所述组件偏心螺钉使所述接收组件的标识区对准所述光栅上的标记线；/n所述接收组件上开设有供组件紧固件穿过的组件安装孔，以通过组件紧固件将所述接收组件安装于所述固定件上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种分体式角度编码器，包括光栅和与所述光栅配合使用的接收组件，其中，所述光栅用于安装在待测设备旋转轴的轴端面上，所述接收组件用于安装在待测设备的固定件上，其特征在于，
所述光栅的外部轮廓呈圆片状或圆柱状，垂直于所述光栅的轴线的其中一个圆形端面作为所述光栅的安装面；
所述光栅上还开设有一贯穿所述光栅两个圆形端面的中心孔，并且所述中心孔的横截面形状关于所述圆形端面的圆心中心对称，所述中心孔的内侧面用于与安装在所述轴端面上的光栅偏心螺钉的螺帽抵紧配合，以通过旋转所述光栅偏心螺钉来调整所述光栅的轴线与所述旋转轴的轴线之间的偏心量，环绕所述中心孔的周向开设有多个供光栅紧固件穿过的光栅安装孔，以能够通过光栅紧固件将所述安装面固定于所述轴端面上；
所述接收组件沿光栅圆周方向上的两端均设置有调整部，所述调整部至少包括沿所述光栅的径向间隔分布的两个调整面，两个所述调整面用于与安装在所述固定件上的组件偏心螺钉的螺帽抵紧配合，以通过旋转所述组件偏心螺钉使所述接收组件的标识区对准所述光栅上的标记线；
所述接收组件上开设有供组件紧固件穿过的组件安装孔，以通过组件紧固件将所述接收组件安装于所述固定件上。


2.根据权利要求1所述的分体式角度编码器，其特征在于，所述中心孔的内侧面至少设置有一对用于与所述光栅偏心螺钉的螺帽抵紧配合的抵紧面，每一对所述抵紧面中的两个抵紧面在圆周方向上的夹角为180°。


3.根据权利要求2所述的分体式角度编码器，其特征在于，所述中心孔的横截面呈圆形，所述抵紧面为平面，并且在所述光栅的圆形端面上，任意一抵紧面与所述圆形端面的圆心之间的距离均相等，且任意一所述抵紧面均与所述圆形端面的直径垂直；
所述中心孔的内侧面开设有至少一对朝向所述光栅的外圈凹陷的调整槽，所述调整槽的槽底构成所述抵紧面。


4.根据权利要求1所述的分体式角度编码器，其特征在于，所述调整部为沿所述光栅的周向延伸的凹槽，所述凹槽的两个侧面构成所述调整面。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的分体式角度编码器，其特征在于，所述光栅为玻璃光栅，并且所述玻璃光栅包括：
光栅座，所述光栅座包括筒体和沿径向凸起于所述筒体侧壁的凸环，所述凸环的底面与所述筒体的底面平齐，其中，所述筒体的中空腔体构成所述中心孔，所述凸环的底面以及所述筒体的底面共同构成所述安装面；
环形光栅本体，所述环形光栅本体套设于所述筒体上并与所述凸环固定连接。


6.一种分体式角度编码器的安装总成，其特征在于，包括光栅偏心螺钉、具有旋转轴和固定件的待测设备、光栅紧固件、组件偏心螺钉、组件紧固件以及如权利要求1-5任意一项所述的分体式角度编码器；
其中，
所述旋转轴的轴端面上设置有与所述光栅安装孔对应的多个轴端安装孔以及至少一对光栅位置调整孔，任意一对所述光栅位置调整孔的中心的连线均经过所述旋转轴的中心；
所述光栅偏心螺钉和所述组件偏心螺钉均包括螺杆部和连接于所述螺杆部的螺帽，所述螺帽的横截面呈圆形，且其轴线与所述螺杆部的轴线之间存在偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠杰，杨尚，王海平，郑伟光，穆志明，于超，
申请(专利权)人：长春禹衡光学有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22