專利名稱：一種嵌入式結構的光電軸角編碼器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光電傳感技術領域中的一種結構全新的光電角位移傳感器——光電軸角編碼器。
本實用新型之前，在國內外光電角位移傳感器技術領域中，所采用的光電編碼器，常用的整裝結構形式有標準滾動軸承軸系和非標準滾動軸系。與本實用新型最為接近的已有技術是中國科學院長春光機所研制和生產的JX系列光電軸角編碼器。如圖1所示是由主軸系統(1、2、3、4)、碼盤5、讀數系統(6、7、8、9)、法蘭盤10、殼體11組成的。其中主軸系統包括主軸1、調節螺母2、標準軸承3、軸套4；讀數系統包括發光元件6、讀數狹縫7、狹縫套8、接收元件9。
該結構屬于串聯組裝方式，各部件疊加組裝后，使得軸向尺寸加大，編碼器外形尺寸很厚，占用軸向空間較大，不適合某些對軸向尺寸要求較苛刻的場合；編碼器安裝方式為法蘭盤固定后，回轉主軸通過聯軸節與被測軸相連，不適合某些特殊場合的安裝需要。
為了克服上述缺點，本實用新型的目的在于采用特殊的嵌入式結構形式，充分利用編碼器的徑向空間，減小軸向尺寸，設計一種結構全新的嵌入式的光電軸角編碼器，以滿足某些對軸向尺寸要求過嚴及聯接方式特殊的特定場合的要求。
本實用新型的詳細內容如圖2所示是由主軸系統(12、13、14、15)、碼盤16、讀數系統(17、18、19、20)、法蘭盤21、殼體22組成的。
主軸系統包括主軸12、滾動軸承13、軸套14、調節螺母15；讀數系統包括接收元件17、讀取狹縫18、發光元件19、狹縫套20。
主軸系統是以主軸12的回轉軸線為對稱中心，軸套14嵌入到滾動軸承13的內環中，使滾動軸承13的上軸承端面與軸套14的基準面緊密配合；軸套14的中心軸線與主軸12的回轉軸線重合；它的外沿部分也采用嵌入式結構，靠近并平行碼盤16；主軸12的內孔與滾動軸承13的外環緊密配合，滾動軸承13的下軸承端面與主軸12的基準端面緊密配合，調節螺母15通過螺紋與軸套14聯接后與滾動軸承13的下軸承端面緊密配合并可調節滾動軸承13的側向間隙。
主軸12上，大約位于滾動軸承13的上、下兩個軸承中間的位置，設有外基準面，用以安裝固定碼盤16，使碼盤16的工作面與主軸12的外基準面緊密配合。
在讀數系統中，發光元件19固定在碼盤16的非工作面一側，接收元件17、讀取狹縫18、狹縫套20三者都位于碼盤16的工作面一側。讀取狹縫18固定在狹縫套20上，與碼盤16平行且保持一定的微小間隙；接收元件17固定在狹縫套20的另一側，用以讀取碼盤16與讀取狹縫18相對位移所產生的莫爾條紋信號。
法蘭盤21通過止口與軸套14的上端面緊密配合，殼體22與法蘭盤21的圓柱面聯接。
本嵌入式結構的光電軸角編碼器，可通過軸套14的中心孔穿軸或法蘭盤21的外沿與外部整機聯接，主軸12與被測軸聯接。
結構原理說明嵌入式結構的主要特點是該軸系改變了傳統軸系中主軸與滾動軸承內孔配合并位于軸系最里部分的慣例，創新性地把主軸部分設計為與滾動軸承的外環相配合，使碼盤的工作面位于兩個滾動軸承的中間位置，充分利用了編碼器的徑向空間，大大減小了軸向尺寸，主軸與滾動軸承外環配合并帶動碼盤轉動，而軸套則嵌入到滾動軸承的內環中，并通過調節螺母調整滾動軸承的側向間隙，提高軸系的回轉精度，主軸帶動碼盤轉動后，與讀取狹縫產生相對位移，并產生莫爾條紋信號，被接收元件接收。
本實用新型的積極效果該嵌入式光電軸角編碼器，由于充分利用徑向空間、軸向尺寸大大減小，可滿足某些對軸向尺寸要求過嚴及聯接方式特殊的特定場合的需要；由于碼盤工作面位于滾動軸承的上下兩個軸承中間位置，使得軸系的晃動誤差對碼盤精度的影響減小到原來的1/2，而且與外部整機的聯接方式多樣、合理，可適合某些特定場合的需要。
圖1是已有技術的結構示意圖，圖2是本實用新型的結構示意圖，摘要附圖亦用圖2。
最佳實施例主軸12和軸套14的材質采用45#鋼，滾動軸承13采用標準深溝滾動球軸承，碼盤16用Kg光學玻璃，置于滾動軸承13的上、下兩個軸承中間位置的主軸12的外基準面上，讀取狹縫18用Kg光學玻璃，采用圓形狹縫，接收元件17和發光元件19采用國際知名廠家——德利封根或霍尼威爾廠家生產的產品，法蘭盤21和殼體22的材質采用硬鋁材料Ly12。
權利要求1.一種嵌入式結構的光電軸角編碼器，是由主軸系統、碼盤、讀數系統、法蘭盤和殼體組成的，其特征在于主軸系統是以主軸12的回轉軸線為對稱中心，軸套14嵌入到滾動軸承13的內環中，使滾動軸承13的上軸承端面與軸套14的基準面緊密配合，軸套14的中心軸線與主軸12的回轉軸線重合，它的外沿部分嵌入到靠近并平行碼盤16，主軸12的內孔與滾動軸承13的外環緊密配合，滾動軸承13的下軸承端面與主軸12的基準端面緊密配合，調節螺母15通過螺紋與軸套14聯接后與滾動軸承13的下端面緊密調節配合，主軸12上在大約位于滾動軸承13的上、下兩個軸承中間的位置，設有外基準面，與碼盤16的工作面緊密配合，在讀數系統中，發光元件19固定在碼盤16的非工作面一側，接收元件17、讀數狹縫18、狹縫套20三者都位于碼盤16的工作面一側，讀數狹縫18固定在狹縫套20上，與碼盤16平行且保持一定的微小間隙，接收元件17固定在狹縫套20的另一側，法蘭盤21通過止口與軸套14的上端面緊密配合，殼體22與法蘭盤21的圓柱面聯接。
2.按權利要求1所述的一種嵌入式光電軸角編碼器，其特征在于通過軸套14的中心孔穿軸或法蘭盤21的外沿與外部整機聯接，主軸12與被測軸聯接。
專利摘要一種嵌入式結構的光電軸角編碼器,改變了傳統的軸系中主軸與滾動軸承內環配合并位于軸系最里邊部分的慣例,創新性地把主軸部分設計為與滾動軸承外環相配合,軸套則嵌入到滾動軸承的內環中,并通過調節螺母調整滾動軸承的側向間隙,提高了軸系的回轉精度,由于碼盤位于滾動軸承的中間位置,使得軸系晃動誤差對碼盤精度的影響減小到原來的1/2,同時,這種結構充分利用了編碼器的徑向空間,大大減小了軸向尺寸,而且與外部整機的聯接方式多樣、合理、可滿足某些特殊場合的需要。
文檔編號G01B11/26GK2474991SQ0120754
公開日2002年1月30日 申請日期2001年3月19日 優先權日2001年3月19日
發明者馮長有 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
