形成有定位图案的编码器制造技术

一种形成有定位图案的编码器，其包括码盘和光栅盘，其特征在于，码盘上形成有第一定位图案；光栅盘上形成有第二定位图案；第一定位图案和第二定位图案为栅形互补图案，当码盘和光栅盘被正确地定位在预定位置时，第一定位图案和第二定位图案构成完整图案，完整图案为内部没有空隙的图案；第一定位图案和第二定位图案为不透光的图案。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种形成有定位图案的编码器。
技术介绍
在编码器工作时，光源发出的光依次通过码盘和固定光栅盘，最后被光电元件接收，转化为脉冲信号输出。当码盘上的光栅与固定光栅盘上的光栅对齐时，光线全部都被光电元件接收，此时输出的脉冲最大。但若在组装码盘和固定光栅盘时出现了偏差，使得在编码器工作中，码盘的光栅和固定光栅盘上始终无法完全对齐，则会影响光的通过，使得最后的測量结果精度下降。所以，在组装编码器时，需要将码盘和固定光栅盘定位在某个预定位置，当被定位在预定位置后，码盘上的所有光栅孔随着码盘的旋转能够依次和固定光栅盘的栅孔对齐，此时光源发射出的光能够全部通过，保持測量结果的精度。在现有技术中，码盘和固定光栅盘在装配时的定位是通过分别位于码盘和固定光栅上的两条定位曲线实现的。当码盘和固定光栅盘被正确地定位在预定位置时，从显微镜中可以观察到这两条定位曲线完全重叠。但是该两条定位曲线一般都是通过镀铬而形成，所以呈现出相同的顔色。此外定位曲线具有一定的线宽，而且其长度远小于码盘的外缘周长，这样，当码盘和固定光栅盘的实际位置相对于预定位置存在细微偏差，例如，两条定位曲线之间相互交叉呈细微的Θ角度时，即使使用显微镜观察，两条定位曲线依然看上去是重叠的，无法观察到其错位。但此时，编码器的測量结果的精度已经受到影响。
技术实现思路
为了解决上述码盘和固定光栅盘定难以定位，尤其是难以在Θ方向上定位的问题，本技术提供了一种改进的编码器，可以有效地解决这个问题。本说明书中，设定X方向为水平方向，y方向为垂直方向，Θ方向为将X方向朝y方向旋转的方向。互补图案是指能够构成ー个完整图案的两个相互对应的图案，而完整图案是指内部没有空隙的图案。根据本实用型新的ー个方面，提供了一种编码器，其包括码盘和固定光栅盘，码盘上形成有第一定位图案；光栅盘上形成有第二定位图案；第一定位图案和第二定位图案为栅形互补图案，当码盘和光栅盘被正确地定位在预定位置时，第一定位图案和第二定位图案构成完整图案，完整图案为内部没有空隙的图案，第一定位图案和第二定位图案为不透光的图案。利用码盘上的图案和固定光栅盘上的图案之间的互补关系而非重叠关系来检测码盘和固定光栅盘是否被定位在了正确位置上是更为有效的。因为若码盘和固定光栅盘没有被正确定位，则两个图案无法拼合成ー个完整的图案，最終的拼合图案内部必定会留有空隙。码盘的材料为透光材料，所在该空隙处会有光线透过，与空隙周围不透光的图案形成对比強烈，很容易被观测到。进ー步，第一定位图案包括多个分别在不同方向上延伸的栅形图案；第二定位图案包括与第一定位图案中的多个栅形图案分别对应互补的多个栅形图案。在栅形图案的优点在于栅条和空隙相互间隔地分布，具有一定地规律。尤其当两个图案之间旋转错开Θ角度时，构成的图形内部会存在明显地具有不规则外形的空隙，易于察觉。此外，ー个定位图案中包括多个方向延伸的栅形图案，则会出现多个不同角度的空隙带，更加便于观测到码盘和固定光栅盘的错位。进ー步，第一定位图案包括第一栅形图案和第二栅形图案；第二定位图案包括第三栅形图案和第四栅形图案；第一栅形图案与第三栅形图案互补，第二栅形图案与第四栅形图案互补。进ー步，第一栅形图案、第二栅形图案、第三栅形图案和第四栅形图案中的栅条在各自的栅形图案中的宽度相等。进ー步，第一栅形图案、第二栅形图案、第三栅形图案和第四栅形图案中的栅条在各自的栅形图案中的长度相等。具有这种结构的各个栅形图案及其组成的定位图案，由于本身具有更规则的形状，最終形成的完整图形的外轮廓光滑，且当有错位时，外形不规则的空隙分布也较均匀，这些特点都更有助于观察到错位的存在。进ー步，第一栅形图案中的每个栅条与第二栅形图案中的每个栅条呈45度夹角；第三栅形图案中的每个栅条与第四栅形图案中的每个栅条呈45度夹角。对于加工エ艺来说，栅条呈45度夹角的两个栅形图案最便于加工。进ー步，沿着码盘的边缘分布有多个第一定位图案。在码盘的定位图案可以分布有多个，这样在装配吋，不用将码盘绕码盘的中心旋转来寻找第一定位图案，方便装配时的操作。进ー步，码盘或光栅盘上还形成有第三定位图案，当码盘和光栅盘被正确地定位在预定位置时，第三定位图案位于由第一定位图案和第二定位图案构成的完整图案的外部，并与不位于码盘或光栅盘上的外部參照物对准。由于码盘和光栅盘的组合不仅要彼此被准确定位，还要整体地定位在相对在编码器的内部的正确位置上。通过该第三定位图案，码盘或光栅盘的组合可以与其组合以外的外部參照物的对准，从而使码盘或光栅盘的组合被定位在编码器内部的正确位置。进ー步，所有图案都是通过镀铬而形成在码盘和光栅盘上。在现有技术中，码盘上的遮光部分是通过镀铬实现的，所以在码盘和光栅盘上通过镀铬形成定位图案，不会徒增制造的难度。附图说明图I为根据本技术的码盘和固定光栅盘被正确定位时的状态；图2为根据本技术的码盘上的第一定位图案和固定光栅盘上的第二定位图案相互分离时的状态；图3为图I中的码盘和固定光栅盘的具有定位图案部分的放大图；图4a为根据本技术的码盘和固定光栅盘在Θ向上出现错位时，被拼合的定位图案所呈现的形状；图4b为根据本技术的码盘和固定光栅盘在X向上和y方向上出现错位时，被拼合的定位图案所呈现的形状。具体实施方式以下将结合附图来说明本技术的较优实施方式。图I显示的是当编码器的码盘I和固定光栅盘2被准确地定位的状态，在该状态下，拼合图案7是ー个完整的图案。拼合图案7由互补的第一定位图案3和第二定位图案4构成。在码盘上I形成有第一定位图案3，在固定光栅盘2上形成有第二定位图案4。图3是图I中的拼合图案7的放大图，可以看出，该完整的拼合图案7是内部没有空隙的图案。并且第一定位图案3和第二定位图案4被形成为不透光的图案。由于码盘和固定光栅盘的材质为透光材料，所以当置于显微镜下观测时，该空隙处会有光线透过，和周围不透光的区域会形成强烈对比，因此空隙很容易被观测到。而现有技术中的定位是通过两条曲线的重叠来确定。当两条曲线由相同材料形成时，它们的颜色相同，所以如果两条曲线只 有细微错位吋，特别是方向是Θ方向上的错位时，该错位不易被观测到，但实际上会影响编码器的測量结果的精度。更具体地，第一定位图案3和第二定位图案4为栅形的互补图案，使得当码盘和光栅盘被正确地定位在预定位置时，第一定位图案3和第二定位图案4能够构成图I和图2中的完整的拼合图案7。图2显示了第一定位图案3和第二定位图案4彼此分离时自身的形状。第一定位图案3包括多个分别在不同方向上延伸的栅形图案，在本实施例中具体为第一栅形图案3A和第二栅形图案3B，它们在不同的方向上延伸。为了与第一定位图案3保持互补，第二定位图案4则也包括与第一定位图案3中的多个栅形图案分别对应互补的多个栅形图案，在本实施例中具体为第三栅形图案4A和第四栅形图案4B，它们也在不同的方向上延伸。第一栅形图案3A与第三栅形图案4A互补，第二栅形图案3B与第四栅形图案4B互补。各个栅形图案中的栅条的数量不限，只要对应的栅形图案能够互补就可以达到本技术的目的。更具体地，第一栅形图案3A、第二栅形图案3B、第三栅形图案4A和第四栅形图案4B中的栅条在各自的栅形图案中的宽度相等。第一栅形图案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成有定位图案的编码器，其包括码盘和光栅盘，其特征在于，所述码盘上形成有第一定位图案；所述光栅盘上形成有第二定位图案；所述第一定位图案和所述第二定位图案为栅形互补图案，当所述码盘和所述光栅盘被正确地定位在预定位置时，所述第一定位图案和所述第二定位图案构成完整图案，所述完整图案为内部没有空隙的图案；所述第一定位图案和所述第二定位图案为不透光的图案。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，柳秋圆，
申请(专利权)人：欧姆龙上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：