开放式圆光栅测量系统及其安装方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种开放式圆光栅测量系统及其安装方法，在后部通过后固定环外周壁上的第一内凹槽与外罩内周壁上的第二内凹槽形成的内环迷宫，润滑油进入到第一内凹槽与第二内凹槽中的可能被降低；在前部在运转过程中，意外进入的润滑油首先进入到前挡板环的第五内凹槽，当积累到一定量后再进入前挡板环的第四内凹槽和前安装环的第三内凹槽，然而不管是进入第五内凹槽还是进入到第四内凹槽和第三内凹槽，由于迷宫式密封的特性，以上润滑油的进入难度均较大；本发明专利技术提供的开放式圆光栅测量系统及其安装方法，使得在开放安装的前提下，达到了较为优越的密封效果，有效解决内部的光栅环污染问题。栅环污染问题。栅环污染问题。

【技术实现步骤摘要】
开放式圆光栅测量系统及其安装方法


[0001]本专利技术涉及光栅系统及其安装结构和方法，特别涉及一种开放式圆光栅测量系统及其安装方法。

技术介绍

[0002]回转类驱动机构一般由回转轴、支撑箱体、力矩电机或电主轴和角度测量装置组成。通过力矩电机或电主轴尾部内置的圆光栅可以直接反馈角度测量数据，但是由于电机类驱动设备都存在扭矩波动的特性，无法测量对旋转角度进行精密测量。目前，在对回转角度测量要求较高的设备中，一般在靠近输出轴一侧增加一套圆光栅测量系统，其在角度测量方面具有精度高、使拆装方便等优势，在检测设备中应用广泛。但是，由于一些测试环境和安装等因素，无法保证这种精密级开放式光栅的安装条件和使用环境。特别是测试过程中需要喷淋液体时，如无法满足圆光栅处在较清洁的测试环境，会对整套角度测量系统的精度带来很大的影响。一般的主轴输出结构为，主轴伸出于主轴端面，主轴在主轴端面的支撑下旋转。
[0003]目前，针对此问题解决方案主要由以下两种：第一种是采用全封闭光栅，这种方法由于其结构复杂，需要增加气路密封，提升了使用成本，而且全封闭光栅质量较大且占用空间较大，这将导致回转轴伸出的悬臂较长，安装结构不稳定，径向跳动很难达标。第二种是对开放式光栅安装防护外壳，这种外壳多采用密封圈密封，每隔一段时间就需要更换，并且每次拆装后都要重新调整几何精度，增加检测的时间成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的为提供一种开放式圆光栅测量系统及其安装方法，旨在解决主轴前端增加光栅组件无法解决密封效果与安装维护难度之间的协调的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种开放式圆光栅测量系统，包括：内圈密封，包括环状的后固定环和环状的外罩，所述后固定环的外周壁上周设有第一内凹槽，所述外罩的内周壁上周设有第二内凹槽，所述外罩的内周壁与所述后固定环的外周壁间隙配合，所述第一内凹槽与所述第二内凹槽在周向上相连且在厚度方向上错位设置，其中，所述后固定环连接于外部的主轴，所述外罩连接于外部的主轴端面；外圈密封，包括前安装环、前挡板环和主轴螺母头，所述前安装环同轴固定于所述后固定环，所述主轴螺母头连接于外部的主轴的自由端且在厚度方向上抵触所述前安装环，所述前挡板环固定于所述外罩，所述前安装环的直径大于所述主轴螺母头的直径，所述前挡板环的内周壁在厚度方向的两端分别与所述后固定环的外周壁以及所述主轴螺母头的外周壁间隙配合，所述前安装环的外周壁上周设有第三内凹槽，所述前挡板环的内周壁在厚度方向上由内而外间隔设置有第一环壁、第二环壁以及第三环壁，所述第一环壁与第二环壁之间形成有第四内凹槽，所述第三环壁对应所述第二环壁和所述前安装环共同形成有第五内凹槽，所述第三内凹槽与所述第四内凹槽在周向上相连，其中，所述外圈密封与所
述内圈密封在厚度方向的中部形成有环状的安装腔；光栅环，固定于所述安装腔内；读数头，固定于所述安装腔内径向的外端且对应所述光栅环的外周壁设置。
[0006]进一步地，所述外罩的内圈在厚度方向与所述主轴端面长度方向自由端之间具有2至5mm的间隙。
[0007]进一步地，所述第一内凹槽与所述第二内凹槽的横截面均呈外扩的梯形；所述第三内凹槽与所述第四内凹槽的横截面均呈矩形。
[0008]进一步地，所述前安装环通过多个第一螺栓结构连接于所述后固定环，其中，所述第一螺栓结构的穿入侧为所述主轴方向。
[0009]进一步地，所述主轴螺母头上对应所述第一螺栓结构对应设置有第一通孔。
[0010]进一步地，所述第一通孔在所述主轴螺母头的周向上呈腰形，所述第一螺栓结构连接于所述第一通孔与所述后固定环之间。
[0011]进一步地，所述前挡板环的下部位置上的正面或者外周壁上设置有导通到所述第四内凹槽的第一排流孔，所述外罩的外周壁在竖直方向的下部上设置有第二排流孔。
[0012]进一步地，所述读数头通过第二螺栓结构固定于所述外罩，其中，所述第二螺栓结构穿过所述外罩厚度方向伸入所述安装腔而固定所述读数头。
[0013]进一步地，所述光栅环通过多个第三螺栓结构连接于所述前安装环。
[0014]本专利技术还提供了一种安装方法，应用于上述的开放式圆光栅测量系统，包括：S1、通过热装法将后固定环以过盈的方式固定于主轴，其中，后固定环与主轴端面在主轴长度方向上具有2至5mm的间隙；S2、将读数头与外罩通过第二螺栓结构固定连接；S3、将读将外罩安装于主轴端面，且外罩的内圈在厚度方向与所述主轴端面长度方向自由端之间具有2至5mm的间隙；S4、将光栅环与前安装环连接；S5、将前安装环与后固定环通过第一螺栓结构连接；S6、将主轴螺母头连接于主轴；S7、将前挡板环连接于外罩；S8、使用扳手穿过主轴螺母头上的第一通孔调节第一螺栓结构以使得光栅环与读数头正对。
[0015]本专利技术提供的开放式圆光栅测量系统及其安装方法，在后部，通过后固定环外周壁上的第一内凹槽与外罩内周壁上的第二内凹槽形成的内环迷宫，润滑油进入到第一内凹槽与第二内凹槽中的可能被降低；在前部，在运转过程中，意外进入的润滑油首先进入到前挡板环的第五内凹槽，当积累到一定量后再进入前挡板环的第四内凹槽和前安装环的第三内凹槽，然而不管是进入第五内凹槽还是进入到第四内凹槽和第三内凹槽，由于迷宫式密封的特性，以上润滑油的进入难度均较大；从而在以上后部和前部的结构，使得在开放安装的前提下，达到了较为优越的密封效果，有效解决内部的光栅环污染问题；本系统结构均为轴套类零件，机加工一次成型，相互配合加工，并直接与主轴连接，保证光栅环与主轴回转的一致性，该结构整体相对简单、占用空间小、操作简便、成本低、安装效率高。
附图说明
[0016]图1 是本专利技术第一个实施例开放式圆光栅测量系统的剖视图（安装好后固定环和外罩）；图2 是本专利技术第一个实施例开放式圆光栅测量系统的剖视图（安装好后固定环、外罩和前安装环）；图3 是本专利技术第一个实施例开放式圆光栅测量系统的剖视图（安装完全）；图4 是图3中的A部放大图；图5 是图3中的B部放大图。
[0017]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
实施方式
[0018]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
[0020]本技术领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开放式圆光栅测量系统，其特征在于，包括：内圈密封（100），包括环状的后固定环（110）和环状的外罩（120），所述后固定环（110）的外周壁上周设有第一内凹槽（111），所述外罩（120）的内周壁上周设有第二内凹槽（121），所述外罩（120）的内周壁与所述后固定环（110）的外周壁间隙配合，所述第一内凹槽（111）与所述第二内凹槽（121）在周向上相连且在厚度方向上错位设置，其中，所述后固定环（110）连接于外部的主轴（010），所述外罩（120）连接于外部的主轴端面（020）；外圈密封（200），包括前安装环（210）、前挡板环（220）和主轴螺母头（230），所述前安装环（210）同轴固定于所述后固定环（110），所述主轴螺母头（230）连接于外部的主轴（010）的自由端且在厚度方向上抵触所述前安装环（210），所述前挡板环（220）固定于所述外罩（120），所述前安装环（210）的直径大于所述主轴螺母头（230）的直径，所述前挡板环（220）的内周壁在厚度方向的两端分别与所述后固定环（110）的外周壁以及所述主轴螺母头（230）的外周壁间隙配合，所述前安装环（210）的外周壁上周设有第三内凹槽（211），所述前挡板环（220）的内周壁在厚度方向上由内而外间隔设置有第一环壁（221）、第二环壁（222）以及第三环壁（223），所述第一环壁（221）与第二环壁（222）之间形成有第四内凹槽，所述第三环壁（223）对应所述第二环壁（222）和所述前安装环（210）共同形成有第五内凹槽，所述第三内凹槽（211）与所述第四内凹槽在周向上相连，其中，所述外圈密封（200）与所述内圈密封（100）在厚度方向的中部形成有环状的安装腔；光栅环（300），固定于所述安装腔内；读数头（400），固定于所述安装腔内径向的外端且对应所述光栅环（300）的外周壁设置。2.根据权利要求1所述的开放式圆光栅测量系统，其特征在于，所述外罩（120）的内圈在厚度方向与所述主轴端面（020）长度方向自由端之间具有2至5mm的间隙。3.根据权利要求1所述的开放式圆光栅测量系统，其特征在于，所述第一内凹槽（111）与所述第二内凹槽（121）的横截面均呈外扩的梯形；所述第三内凹槽（211）与所述第四内凹槽的横截面均呈矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嘉铭，杨转玲，李金峰，靳松，韩瑞麒，杨文博，肖建明，格日勒图，王晗，
申请(专利权)人：雁栖湖基础制造技术研究院北京有限公司，
类型：发明
国别省市：