一种编码器码盘偏心检测设备以及偏心调节方法技术

本发明专利技术公开了一种编码器码盘偏心检测设备，包括用于驱动待测编码器的转轴旋转的旋转装置；固定设置在待测编码器的码盘上的第一光栅，第一光栅为和码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；光源、和转轴相对位置固定的第二光栅以及莫尔条纹检测器；光源输出的光线经过第一光栅和第二光栅两个光栅产生随码盘旋转而变化的莫尔条纹；莫尔条纹检测器用于检测莫尔条纹并以此输出偏心数据，以确定码盘相对于转轴的偏心量。本申请利用第一光栅和第二光栅形成的莫尔条纹确定出码盘相对于转轴的偏心数据，在很大程度上减小了编码器的偏心误差，提高了编码器的测量精度。本申请还提供了一种编码器偏心调节方法，具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种编码器码盘偏心检测设备以及偏心调节方法
本专利技术涉及编码器装调
，特别是涉及一种编码器码盘偏心检测设备以及编码器码盘偏心调节方法。
技术介绍
旋转编码器作为精密数字测量装置，能够实现对监控系统的高精度检测，具有测量精度高、体积小、重量轻，使用可靠、易于维护等优点，被广泛应用于数控机床、机器人、纺织、医疗及电梯等领域。随着旋转编码器的广泛应用，人们对旋转编码器的精度要求也越来越高。对于旋转编码器而言，圆形码盘的偏心误差是其测量误差的主要来源之一。在旋转编码器内部，旋转编码器的转轴带动圆形码盘旋转，通过圆形码盘检测的旋转角度实现角度位置测量。理论上而言，圆形码盘的几何中心轴应当和转轴的旋转轴重合，但是在实际生产组装过程中，往往因为工艺问题，使得圆盘的几何中心和转轴的旋转轴不重合，导致实际测量的角度位置存在误差，也即是所谓的偏心误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种编码器码盘偏心检测设备以及编码器码盘偏心调节方法，能够有效减小旋转编码器的偏心误差，提高编码器的测量精度。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种编码器码盘偏心检测设备，包括：用于驱动待测编码器的转轴旋转的旋转装置；用于固定设置在所述待测编码器的码盘上的第一光栅，所述第一光栅为和所述码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；光源、第二光栅以及莫尔条纹检测器；其中，所述第二光栅和所述转轴相对位置固定；所述第二光栅和所述第一光栅用于设置于所述光源的输出光路上，且所述光源输出的光线经过所述第二光栅和所述第一光栅两个光栅，输出莫尔条纹；所述莫尔条纹检测器用于检测随所述码盘旋转而变化的所述莫尔条纹，并根据所述莫尔条纹的干涉状态输出偏心数据，以便根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴的偏心量。在本申请的可选实施例中，所述第一光栅为反射光栅，所述第二光栅为透射光栅；所述第二光栅设置在所述第一光栅和所述光源之间或者设置在所述第一光栅和所述莫尔条纹检测器之间。在本申请的可选实施例中，所述第一光栅为栅距为10μm～80μm的同心圆栅线形成的光栅。在本申请的可选实施例中，所述莫尔条纹检测器包括光电传感器和光栅信号细分模块；所述光电传感器用于根据检测到的所述莫尔条纹的干涉状态输出对应的电信号；所述光栅信号细分模块用于根据所述电信号输出对应的偏心数据。在本申请的可选实施例中，所述旋转装置包括和所述转轴相连接的驱动装置和旋转角检测器；所述旋转角检测器用于所述驱动装置驱动所述转轴旋转的旋转角度。在本申请的可选实施例中，还包括和所述旋转角检测器以及所述莫尔条纹检测器相连接的处理器；所述处理器用于根据所述旋转角度和所述偏心数据，确定包括所述码盘相对于所述转轴的偏移方向和偏移距离的所述偏心量。在本申请的可选实施例中，还包括显微镜，用于对所述码盘相对于所述转轴的偏移进行粗调。本申请还提供一种编码器码盘偏心调节方法，包括：控制待测编码器的转轴带动码盘旋转；其中，所述码盘上设置有第一光栅，所述第一光栅为和所述码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅，且和所述码盘固定连接；采集莫尔条纹检测器检测随所述码盘旋转而变化的莫尔条纹输出的偏心数据；其中，所述莫尔条纹为光线经过第二光栅和所述第一光栅形成的莫尔干涉条纹；所述第二光栅为和所述第一光栅位于同一光束的光路上且和所述转轴相对位置固定的光栅；根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴之间的偏心量；并根据所述偏心量对所述码盘和所述转轴之间的相对位置进行调节。在本申请的可选实施例中，根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴之间的偏心量，包括：根据所述转轴旋转至不同旋转角度时对应的所述偏心数据，确定极大偏心数据和极小偏心数据以及所述极大偏心数据对应的旋转角度和所述极小偏心数据对应的旋转角度；根据所述极大偏心数据对应的旋转角度和所述极小偏心数据对应的旋转角度确定所述码盘相对于所述转轴的偏移方向，且以所述极大偏心数据的大小和所述极小偏心数据的大小的平均值为所述码盘相对于所述转轴的偏移距离，以获得包括所述偏移方向和所述偏移距离的所述偏心量。在本申请的可选实施例中，在控制待测编码器的转轴带动码盘旋转之前，还包括：通过显微镜对所述转轴和所述码盘之间的相对偏移进行粗调。本专利技术所提供的一种编码器码盘偏心检测设备，包括用于驱动待测编码器的转轴旋转的旋转装置；用于固定设置在待测编码器的码盘上的第一光栅，第一光栅为和码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；光源、第二光栅以及莫尔条纹检测器；其中，第二光栅和转轴相对位置固定；第二光栅和第一光栅用于设置于光源的输出光路上，且光源输出的光线经过第二光栅和第一光栅两个光栅，输出莫尔条纹；莫尔条纹检测器用于检测随码盘旋转而变化的莫尔条纹，并根据莫尔条纹的干涉状态输出偏心数据，以便根据偏心数据确定码盘相对于转轴的偏心量。本申请中所提供的编码器码盘偏心检测设备，在码盘上设置第一光栅，那么当编码器的转轴带动码盘旋转时，如果码盘和转轴之间的中心轴存在偏移，第一光栅在旋转过程中也同样处于偏心旋转状态；进而使得第一光栅和第二光栅之间的相对位置随着转轴的旋转而发生周期性的动态变化，第一光栅和第二光栅均设于光源的出射光路上，也就是说光源输出的光线依次经过两个光栅之后可以形成动态变化的莫尔条纹。因为转轴和第二光栅相对位置固定，而码盘和第一光栅固定连接，转轴和码盘之间的相对偏移即可通过第一光栅和第二光栅之间的相对位置动态变化体现出来，也即是说莫尔条纹的变化也就体现了码盘相对于转轴的偏心旋转。由此基于莫尔条纹检测器对这一动态变化的莫尔条纹进行检测，从而确定出码盘相对于转轴的偏心数据。基于该偏心数据即可实现编码器中码盘和转轴之间偏心的精准调节，在很大程度上减小了编码器的偏心误差，提高了编码器的测量精度。本申请还提供了一种编码器偏心调节方法，具有上述有益效果。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的编码器码盘偏心检测设备的结构示意图；图2为本申请实施例提供的编码器码盘偏心检测设备的光路结构示意图；图3为本申请实施例提供的光斑和第一光栅之间相对位置变化示意图；图4为本申请实施例提供的旋转角度和偏心数据之间对应关系的坐标示意图；图5为本申请实施例提供的编码器码盘偏心调节方法的流程示意图。具体实施方式目前，对旋转编码器偏心误差的常规检测调节方法是通过显微镜进行的。显微镜的视场为圆形，一般圆形视场的圆心会有一个十字型基线。在利用显微镜调节旋转编码器中转轴和码盘的中心相对偏移时，可以将显微镜从旋转编码器的正上方正对码盘，将圆形视场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，包括：/n用于驱动待测编码器的转轴旋转的旋转装置；/n用于固定设置在所述待测编码器的码盘上的第一光栅，所述第一光栅为和所述码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；/n光源、第二光栅以及莫尔条纹检测器；/n其中，所述第二光栅和所述转轴相对位置固定；所述第二光栅和所述第一光栅用于设置于所述光源的输出光路上，且所述光源输出的光线经过所述第二光栅和所述第一光栅两个光栅，输出莫尔条纹；/n所述莫尔条纹检测器用于检测随所述码盘旋转而变化的所述莫尔条纹，并根据所述莫尔条纹的干涉状态输出偏心数据，以便根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴的偏心量。/n

【技术特征摘要】
1.一种编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，包括：
用于驱动待测编码器的转轴旋转的旋转装置；
用于固定设置在所述待测编码器的码盘上的第一光栅，所述第一光栅为和所述码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；
光源、第二光栅以及莫尔条纹检测器；
其中，所述第二光栅和所述转轴相对位置固定；所述第二光栅和所述第一光栅用于设置于所述光源的输出光路上，且所述光源输出的光线经过所述第二光栅和所述第一光栅两个光栅，输出莫尔条纹；
所述莫尔条纹检测器用于检测随所述码盘旋转而变化的所述莫尔条纹，并根据所述莫尔条纹的干涉状态输出偏心数据，以便根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴的偏心量。


2.如权利要求1所述的编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，所述第一光栅为反射光栅，所述第二光栅为透射光栅；所述第二光栅设置在所述第一光栅和所述光源之间或者设置在所述第一光栅和所述莫尔条纹检测器之间。


3.如权利要求1所述的编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，所述第一光栅为栅距为10μm～80μm的同心圆栅线形成的光栅。


4.如权利要求1所述的编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，所述莫尔条纹检测器包括光电传感器和光栅信号细分模块；
所述光电传感器用于根据检测到的所述莫尔条纹的干涉状态输出对应的电信号；
所述光栅信号细分模块用于根据所述电信号输出对应的偏心数据。


5.如权利要求1所述的编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，所述旋转装置包括和所述转轴相连接的驱动装置和旋转角检测器；所述旋转角检测器用于检测所述驱动装置驱动所述转轴旋转的旋转角度。


6.如权利要求5所述的编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，还包括和所述旋转角检测器以及所述莫尔条纹检测器相连接的处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏圣，吕旸，石林，朴景利，王海平，
申请(专利权)人：长春长光启衡传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22