旋转编码器制造技术

旋转编码器及它的工具箱，旋转编码器的工具箱包括用来产生互不相同的信号的多个信号发生器，上述信号发生器中所选出的任一个能够以可更换的方式附着在旋转主体上；信号传感器，设置在非常接近于所选出的、且附着在旋转主体上的信号发生器的位置，用于检测因上述信号发生器旋转产生的信号。多个信号发生器单位旋转产生的信号循环数和信号间隔都各自不等，但这些信号的信号循环数和信号间隔的乘积是大致相等的。多个信号发生器是具有圆形外表面的圆盘型构件，其中用来产生信号的信号发生元件设置在各个信号发生器的圆形外表面上。该设置下，各个信号发生器的外径是大致相等的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种旋转编码器。
技术介绍
旋转编码器通常用作运动控制中对需驱动的物体的位置或速度进行检测的装置，例如机床，FA(生产自动化)设备或OA(办公自动化)设备。旋转编码器一般包括一个与编码器所检测的物体的旋转主体相连接的信号发生器，例如驱动源的旋转输出轴，还包括信号传感器，用来感应由于信号发生器和旋转主体一起旋转产生的信号。一般的信号发生器是圆盘形或圆柱形构件，有着圆形外表面和轴向端面，并且同轴地固定到旋转主体上。信号发生器的圆形外表面或轴向端面上有一个信号发生元件，能够根据信号发生器的旋转产生出周期性信号。信号传感器固定安装在非常接近但并未接触到信号发生器的信号发生元件的位置上。一般使用磁系统或光学系统作为信号传感系统。传统的旋转编码器中，曾经有建议提出用多种信号类型表示输出的相互不同的波形。例如，日本未审专利公开文本(Kokai)No.8-178692(JP8-178692)公开了一种旋转编码器，它包括一个固定在旋转轴上的圆柱形磁性介质(信号发生器)，在其圆形外表面上形成了具有不同间距(pitch)的磁极阵列的多个磁道(信号发生元件)，磁感应器(信号传感器)背对各个磁道安装。JP8-178692A也公开了一种旋转编码器，它包括了多个盘状的外直径不等的磁性介质，在其各个圆形外表面上形成了具有相同间距的磁极阵列的磁道，磁性介质固定在共用的旋转轴上，而磁感应器背对各个磁道安装。这两种结构中都能够在单次旋转中同时得到多种类型具有不同脉冲数的输出信号。日本未审专利公开文本(Kokai)No.2002-228485(JP2002-228485A)公开了一种旋转编码器，其中磁鼓(信号发生器)的圆形外表面上形成了有着磁化图案的磁道(信号发生元件)，于是在磁道间就产生了磁化图案的相位差，磁感应器(信号传感器)的多个MR(磁阻)器件线性排列在与磁鼓旋转方向垂直的方向上，这样就可同时输出具有相位差的多种类型的输出信号。这种旋转编码器即使改变了磁鼓上磁化图案的间距，也能使用相同的磁传感器对信号进行检测。此处，一般来说旋转编码器的检测精确度(或分辨率)和信号发生器单位旋转中产生的信号循环数成正相关，因此增加每个单位旋转中信号循环数就能提高检测精确度。为了增加每个单位旋转中的信号循环数，减少信号发生间距(例如磁化图案的间距)，同时不改变信号发生元件的环形磁道的直径大小(例如信号发生器的外径)，这种方法是很有效的，或者增加环形磁道的直径大小同时不改变信号发生间距。但是，如果增加了信号发生元件环形磁道的直径大小，信号发生器的外径也相应地增加了。而如果增加了信号发生器的外径，为了确保能放置信号发生器的空间，就需要改变旋转编码器其它器件的位置(例如信号传感器)。这种情况产生的问题是对于旋转编码器和/或编码器内的设备所需的标准检测精确度和高精确度，要进行不同结构的设计。这个问题认为是信号传感器位置的问题，尤其是提供一组包括标准精确度和高精确度的旋转编码器设置成信号发生元件位于信号发生器的圆形外表面上。上面的内容中，JP8-178692A中描述的旋转编码器在一个圆柱形磁鼓的圆形外表面上提供了两个磁道，能够产生用于标准精确度和高精确度的不同波形的信号。但实际中有特定应用的旋转编码器，有时不需要两种分辨率。这种应用中，未使用的信号就冗余了，另外由于增加了磁道，产生了例如增加了磁性介质的制造成本和磁性介质轴向尺寸增加的问题。同样，JP2002-228485A中描述的旋转编码器能够改变磁鼓上磁化图案的间距，而不需改变磁感应器的结构。但当必须改变磁鼓的外直径时，也需要改变磁感应器的位置。因此在这种设置下对于旋转编码器和/或编码器内的设备所需的标准检测精确度和高精确度，也要进行不同结构的设计。本专利技术中需要注意的是，短语“信号循环数”意思是一个信号中单周期波形的数量，其中信号可以为任意波形，如正弦波，矩形波或脉冲等等。本专利技术中还需要注意的是，术语“信号间隔”意思是两个相邻的“信号循环”(或单周期波形)中两个相同相位点间的间隔时间。
技术实现思路
本专利技术的目标是使用一组不同检测精确度或分辨率的旋转编码器时，能够很容易的根据需求提供不同分辨率的旋转编码器，而不用改变旋转编码器和/或编码器内设备的结构设计。为了达到上述目标，本专利技术提供了一个用于旋转编码器的工具箱，包括用于生成各种不同的信号的多个信号发生器，任一个选择出的信号发生器都以可更换的方式附着在旋转主体上；以及一个信号传感器，安装在非常接近于附着在旋转主体上的选定信号发生器的位置上，用来检测由信号发生器旋转而产生的信号；其中多个信号发生器在各个信号发生器单位旋转中产生的信号循环数和信号间隔都各不相同，而信号循环数乘以信号间隔的乘积是大致相等的。旋转编码器的上述工具箱中，各个信号发生器可为具有圆形外表面的圆盘形，其中用来产生信号的信号发生元件设置在各个信号发生器的圆形外表面上。这种情况下，信号发生器的外径一般都是相等的。同样，各个信号发生器也可是具有圆形内表面的环形构件，其中将每个信号发生器可拆卸地附着在旋转主体上的附着部分可设置在圆形内表面上。这种情况下，多个信号发生器的内径一般都是相等的。另外，各个信号发生器包括由至少一个齿构成的信号发生元件。可选地，各个信号发生器也可以包括由至少一个磁化图案构成的信号发生元件。本专利技术还提供了一种旋转编码器，包括用来产生第一种信号的第一信号发生器，第一信号发生器能够附着在旋转主体上，且可更换为用来产生不同于第一种信号的第二种信号的第二信号发生器；以及一个信号传感器，设置在非常接近于附着在旋转主体上的第一信号发生器的位置上，用来检测由第一信号发生器旋转产生的第一种信号；其中第一信号发生器在单位旋转中产生的信号循环数和信号间隔都与第二信号发生器在单位旋转中产生的信号循环数和信号间隔不同，而第一种信号的信号循环数乘以信号间隔的乘积大致等于第二种信号的信号循环数乘以信号间隔的乘积。附图说明本专利技术的上述目标和其他目标以及特征和优点在下面带有附图的优选实施例的描述中更加明显，其中图1是依据本专利技术的一个实施例的旋转编码器及它的工具箱的示意图；图2A是图1中的编码器的一个例子中使用的第一信号发生器的信号发生元件的示意图；图2B是图1中的编码器的一个例子中使用的第二信号发生器的信号发生元件的示意图；图3A是图1中的编码器的另一个例子中使用的第一信号发生器的信号发生元件的示意图；图3B是图1中的编码器的另一个例子中使用的第二信号发生器的信号发生元件的示意图；图4是信号发生器进行修正了的示意图；图5A和图5B显示了包括带有多个齿作为信号发生元件的信号发生器的旋转编码器的信号检测原理的示意图；图6是示出了包括带有多个磁化图案作为信号发生元件的信号发生器的旋转编码器的信号检测原理的示意图；图7是图1中的旋转编码器的信号传感器在一个实施例中检测到的信号曲线的示意图。具体实施例方式下面将结合附图详细描述本专利技术的实施例。图中，相同或相似的元件用共同的附图标记来表示。参照附图，图1示意性地表示了依据本专利技术的一个实施例的旋转编码器10及工具箱12，旋转编码器10包括产生第一种信号的第一信号发生器14，以及信号传感器16，用来检测由于第一信号发生器14旋转产生的信号。第一信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于旋转编码器的工具箱，包括：用来产生互不相同的信号的多个信号发生器，上述信号发生器中所选出的任一个能够以可更换的方式附着在旋转主体上；以及信号传感器，设置在非常接近于所选定的、并且附着在旋转主体上的信号发生器的位置，用 于检测因上述信号发生器旋转产生的信号；其中上述多个信号发生器分别以这样的方式被构成，使得各个信号发生器在单位旋转中产生的信号循环数和信号间隔都各不相同，但这些信号的信号循环数和信号间隔的乘积是大致相等的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：谷口满幸，今井圭介，长友一郎，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]