磁性编码器和参考标记施加器制造技术

一种磁性编码器标尺（３０），包括一系列周期性间隔开的磁性标记。使用施加器或模板（３２）将参考标记（３４）施加至标尺，所述施加器或模板（３２）具有用于定位所述参考标记的结构（３３）。所述施加器或模板（３２）包括一个或多个与所述周期性标尺标记相对应的磁性标记，藉此所述施加器或模板在被放置在标尺上时自动地相对于所述周期性标尺标记呈现限定的相位关系。所述参考标记可以自粘连地附接至所述标尺。或者它可以在施加器或模板的引导下通过从标尺移除材料而形成。或者所述施加器可以包括强的永磁体，所述永磁体向标尺的一个区域施加进一步的磁化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁性编码器。这种编码器在被安装到旋转从动件(诸如伺服电机等) 或者线性从动件(诸如线性致动器等)的驱动轴上时可以被用来产生位置信息。
技术介绍
编码器用作这样的装置，该装置用于检测机器的两个相对可移动零件的相对旋转 或线性位置。这就允许精确地定位这些机器并且确定诸如速度和加速度等量。为此目的可 以获得多种不同种类的编码器。增量型磁性编码器包括安装在其中一个机器零件上的旋转或线性标尺，所述标尺 具有一系列间隔开的磁性标记。读取头被安装至另一机器零件以便沿着标尺通过，从而读 出所述标记并且产生周期的或脉冲的信号。计数器计算所述周期或者脉冲以便给出位置输 出。这可以例如被用作位置反馈以便定位控制所述运动的伺服机构。然而，每当从所述装置去除动力时，增量型编码器就需要初始化。初始化所述编码 器需要感测“原点”或参考点的位置，然后所述“原点”或参考点的位置被用作进行后续位 置测量的参考(或者原点，或零点)。如果所述初始化过程包括误差，则所有后续测量将包 括所述误差。因此已知给所述标尺设置用于此目的的参考标记。期望的是当标尺被安装在机器上时，用户能够选择沿着标尺的参考标记的位置。 因此某些已知的编码器提供了多个参考标记并且允许用户例如借助外部开关选择要用哪 一个标记。然而，设置所述开关(以及相关电子器件)是昂贵的并且不方便的。另一种方法是提供分离的参考标记，所述分离的参考标记可被用户在需要时放置 在标尺旁边。然而，这需要附加的空间，所述空间可能不能获得。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供了一种具有一系列间隔开的周期性磁性标记的磁性编码 器标尺，以及用于沿着所述标尺定位参考标记的施加器或模板，所述施加器或模板具有与所述周期性标尺标记相对应的一个或多个磁性标记，藉此当所述施加器或模板 位于标尺上时其自动地相对于所述周期性标尺标记呈限定的相位关系；以及用于定位或者形成所述参考标记的结构。本专利技术的第二方面提供了一种施加器或者模板，其与如上述第一方面限定的磁性 编码器标尺一起使用。本专利技术的第三方面提供了 一种方法，其应用这种施加器或模板将参考标示件施加 至磁性编码器标尺。附图说明下面将参照附图并借助例子描述本专利技术的优选实施例，其中图1显示了包括标尺和读取头的编码器；图2是图1的标尺和读取头的端部视图；图3是用于读取头的电子线路的简化示意图；图4显示了由所述读取头产生的信号；图5显示了施加器模板的第一实施例；图6A-6C显示了施加器模板及其使用方法的第二实施例；图7A-7B显示了用在第二实施例中的参考标示件的构造；图8A-8B显示了用在第二实施例中的施加器模板的构造；图9、10和11显示了根据本专利技术的方法以及用在所述方法中的施加器模板的第三 实施例。具体实施例方式图1显示了磁性增量编码器，其包括细长的标尺组件10和读取头组件12。正如 本领域公知的，所述标尺组件10包括周期性磁化图案，诸如一系列相对地细密间隔开的交 替磁极，所述磁极垂直于所述标尺组件的纵向边缘延伸。沿纵向方向每个磁极的长度在图 1中被标示为D，并且可以例如为2毫米。所述标尺10适当地为磁带的形式。所述磁带可 以具有钢制基片(未示出)，所述基片上覆盖有涂胶磁性层，所述磁性层具有带交替磁极的 磁性图案。所述基片在其下侧可以具有粘连层用于附接至机器零件。所述粘连层可以由背 衬层保护，所述背衬层在使用时被剥落。这种磁带在市场上能买到。所述标尺组件10被安装至或紧固至机器的其中一个可相对移动零件上，并且所 述读取头组件12被安装或紧固至另一个零件上，使得它们相对于彼此沿长度方向可相对 移动。所述读取头具有线路，所述线路响应于周期性磁性图案来提供相对运动的标志。同 样图1显示了由诸如软铁等磁性材料制成的参考标示件儿。如下所述，它仅仅被附接在标 尺宽度的一部分上。图2显示了标尺上方读取头组件12的简化端部视图。在图示实施例中，读取头包 括两组分离的磁性检测器16-1和16-2以及用于信号调节和插入的电子线路18。其中一组 磁性检测器16(例如16-1)结合标尺组件10上的标尺图案操作以便以相对高的精度检测 增量相对运动。另一组磁性检测器(例如16-2)检测标示件11，所述标示件11用来建立绝 对位置指示的参照物或指针。磁性检测器可以用不同的技术实现，诸如磁阻梯度仪或霍尔 传感器。下面描述了应用磁阻梯度仪的一个例子。图3显示了读取头的一个简化电子线路。所述磁阻传感器16-1和16-2感测标尺组件10上的磁场梯度。信号调节和插入电子器件18放大来自磁阻传感器16-1的正交正 弦输入信号，并且通过已知的插入过程增加测量分辨率。图4显示了所产生的正弦信号和 参考信号的信号图表。检测器16-1产生正弦形状的增量信号S1、S2，它们彼此漂移其周期 的1/4。这些被用于后续插入及计数式测量。检测器16-2还产生正弦形状的增量信号S3。信号S3在越过标示件11行进时其 相位和幅度被干扰。线路18通过检测该干扰而产生参考脉冲。如下所述，所述干扰具有相 对于信号Si、S2的固定相位关系。而且所述线路18借助于来自正弦信号的数字正交输出 来闸门选通所述参考脉冲，使得它仅仅在由传感器产生的正弦信号的一个周期内在一个严 格限定的相位位置(在某些情况下该位置是可编程的)被允许。由于参考标示件11仅仅延伸穿过标尺宽度的一部分，所以电子线路18可以将信 号S3与信号Si、S2的其中一个进行比较以便确定存在最大相位干扰的位置。这被用来限 定参考脉冲的位置。图5显示了用于以固定相位关系定位标尺组件上的标示件11的简单施加器模板 装置。所述施加器装置包括磁条20，磁条20与标尺组件10以相同方式磁化，并具有相同的 磁极长度D。在磁条20中机械加工凹槽或其它凹部22。标示件11的安装过程如下所述·用户将磁条20放在标尺组件10上，从而所述凹槽22位于用于参考标记的合适 位置处。·用户将参考标示件11放在磁条的凹槽22中。 用户移除磁条20，将标示件n留下。标示件通过胶水或双面胶带被固定在标尺 组件的表面上。因为磁条20和标尺10的相反磁极，所以磁条自动地相对于标尺占据确定地限定 的相位位置。这确保了凹槽22以及因此标示件11具有相对于周期性磁性标尺图案的合适 的预定相位位置。因此信号S3和参考脉冲输出中产生的干扰具有相对于信号Sl和S2的 期望的固定相位关系。所述参考脉冲是双向的(即，它对于读取头在标尺上的正向和反向 运动具有相同的相位位置)。图6、7和8显示了标尺和参考标示件的第二实施例。所述标尺30为磁带的形式， 磁带具有带交替磁极的周期性图案。它可以具有与图1一样的市场可获得的构造。施加器 模板32具有类似的周期性磁性图案，并具有相同的间距。施加器模板32具有L型的形状， 并且可以从与标尺30相同的磁带上切下。施加器模板的足部33延伸穿过标尺30的宽度， 而模板的其余部分具有大约标尺宽度的一半。图6A显示了在使用期间施加器模板32覆盖在标尺30上，并且与图5的方式一样 自动地相对于标尺占据确定地限定的相位位置。接着，如图6A和6B所示，应用施加器模板 32作为引导件，自粘连磁性参考标示件34被铺设在合适的位置并且被附接至磁带30。特 别地，所述标示件34与足部33毗连以便限定其与标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性编码器标尺，其具有一系列间隔开的周期性磁性标记，连同用于沿着所述标尺定位参考标记的施加器或模板，所述施加器或模板包括：与所述周期性标尺标记相对应的一个或多个磁性标记，藉此当所述施加器或模板位于标尺上时其自动地相对于所述周期性标尺标记呈现限定的相位关系；以及用于定位或者形成所述参考标记的结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈内斯诺瓦克，布兰科茨韦特科维奇，
申请(专利权)人：RLS梅里那技术公司，瑞尼斯豪公司，
类型：发明
国别省市：SI[斯洛文尼亚]