[发明专利]高精度伺服编码器

说明书

本发明涉及一种高精度伺服编码器，包括编码器主体和转轴，编码器主体由下而上依次固定安装第一线路板和第二线路板，第一线路板上设有六通道相位阵光电编码器芯片，第二线路板上设置有蓝光发光管，第一线路板和第二线路板之间有电信号连接，转轴上位于第一线路板和第二线路板之间设置光栅盘，转轴和光栅盘保持相对静止，光栅盘的光学中心值能满足主码道、蓝光发光管以及六通道相位阵光电编码器芯片位于同一竖直轴线上。本发明采用蓝色发光管，具有不易受干扰、生产调试简单、生产效率高的特点。

技术领域

本发明涉及一种高精度伺服编码器。

背景技术

传统的光电编码器包括编码器主体、光栅盘、光栅片、红外线发光管和具有接收管的线路板，线路板和光栅片分别固定于编码器主体上，光栅盘设置于线路板与光栅片之间并随着主轴旋转，红外线发光管位于光栅片的外侧，光栅盘上设有A、B、Z路动光栅，光栅片上具有与之对应的A、B、Z路静光栅。当光栅盘随着主轴旋转时，位于编码器主体上的红外线发光管发出的红光，间歇地穿过静光栅与动光栅形成的夹缝到达线路板上的接收管。由于A、B两路光栅之间有相位差，而Z路光栅具有的特殊性，进而实现了电机旋转方向和Z信号的判定。这种光电编码器的缺陷在于：1、红外线发光管发出的红光波长在820nm-900nm之间，波长较长，易受到其他可见光的干扰，精度低；2、采用动光栅结合定光栅的方式切割红外光线，由于动光栅和定光栅之间的夹缝匹配极其细小，需要在显微镜下操作，容易造成误差，进而影响光电编码器的精度；3、采用发光管在下，而接收管在上的结构，使得接收管所在的基板的固定调试较为困难，生产效率低；4、每路信号采用各自的运放电路转换输出，电路结构繁杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、采用蓝色发光管、不易受干扰、生产调试简单、生产效率高的高精度伺服编码器。

为实现上述目的，本发明采用这样一种高精度伺服编码器，包括编码器主体和转轴，所述的编码器主体由下而上依次固定安装第一线路板和第二线路板，所述的第一线路板上设有六通道相位阵光电编码器芯片，所述的第二线路板上设置有蓝光发光管，所述的第一线路板和所述的第二线路板之间有电信号连接，所述的转轴上位于所述的第一线路板和所述的第二线路板之间设置光栅盘，所述的转轴和所述的光栅盘保持相对静止，所述的光栅盘的光学中心值能满足主码道、所述的蓝光发光管以及所述的六通道相位阵光电编码器芯片位于同一竖直轴线上。与已有技术相比，本发明的有益效果体现于：由于蓝光的波长较短，频谱集中，不易受其他可见光的干扰，且蓝光的集中性增大了光敏器件的光通量，使得光电转换具有较高的稳定性，从而使得伺服编码器在高速运转时，仍然能精确地输出电机运转信号；其次，采用相位阵光电编码器芯片上的窗口接收蓝光，无需定光栅的配合亦可以实现伺服编码器的信号输出，避免了人工参与安装调试动光栅和定光栅之间的距离，只需要保证光栅盘的同心度，为实现自动化生产伺服编码器提供了先决条件；再者，采用发光管在上，而接收管在下的结构设计，接收管所在的第一线路板可以直接固定，大大地提高了生产调试效率；最后，相位阵光电编码器芯片可同时运算输出三路模拟信号PA、PB、PZ以及三路数字信号U，V，W，大大地简化了电路。

特别的，所述的光栅盘至所述的蓝光发光管的垂直距离为2mm，所述的六通道相位阵光电编码器芯片至光栅盘的垂直距离为0.12～0.15mm，所述的光栅盘的光学中心值为14.5mm。通过以上结构的设计，保证了光学衍射、接收的最佳条件，有效地提高了伺服编码器的精度和抗干扰性。