一种光栅角度编码器的制作方法

本发明涉及编码器领域，特别涉及一种光栅角度编码器。

背景技术：

位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用是检测位移量。其中以光栅编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等应用比较普遍。其中，光栅编码器从结构上划分，分为整体式和分体式两类。其中，整体式光栅编码器是自身有旋转基准，至少由轴系、圆光栅盘、读数头三个基本部分组成的。光栅编码器按准确度分为光栅旋转编码器和光栅角度编码器；具体地，准确度等级大于±20″级的称为光栅旋转编码器，准确度等级小于等于±20″级的为光栅角度编码器。

在现有技术中，光栅角度编码器的结构如图1所示，包括外壳1、发光组件2、光栅盘3、读数头4、信号处理器5和轴系结构6。其中，轴系结构6包括：主轴61、支撑环65和轴承，具体结构如图2所示；具体地，主轴61与光栅盘3刚性连接；穿过主轴1，设置于主轴1外侧的轴承内环62、设置于轴承内环62另一侧的滚动体63；与滚动体63直接接触，用于固定滚动体63的轴承外环64，用于支撑所述光栅角度编码器中非旋转部件的支撑环65；穿过主轴61，用于固定轴承内环62的轴承套66。

然而，应用上述光栅角度编码器，固定轴承所需要的轴向尺寸过大，影响产品厚度；固定轴承所需要的径向尺寸过大，即现有技术中的光栅角度编码器的体积过大，影响其使用。

因此，如何制备体积更小的光栅角度编码器是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光栅角度编码器，目的在于获得体积更小的光栅角度编码器。其具体方案如下：

一种光栅角度编码器，包括主轴；穿过所述主轴，设置于所述主轴外侧的轴承内环、设置于所述轴承内环与所述支撑环之间的滚动体；其中，所述支撑环用于固定所述滚动体和支撑所述光栅角度编码器中非旋转部件；

穿过所述主轴，用于固定所述轴承内环的轴承套。

优选的，所述滚动体包括轴承珠。

优选的，所述滚动体包括滚针。

优选的，所述滚动体包括圆锥。

优选的，所述光栅角度编码器，还包括设置于所述主轴与所述轴承内环之间，用于存放所述主轴与所述轴承内环之间的厌氧胶的存胶槽结构。

优选的，所述光栅角度编码器，还包括安装于所述轴承内环与所述轴承套之间的密封装置。

优选的，所述密封装置包括迷宫密封装置；其中，所述迷宫密封装置包括设置于所述轴承上表面与所述主轴之间的第一密封盖和设置于所述轴承下表面与所述主轴之间的第二密封盖。

优选的，所述光栅角度编码器，还包括设置于所述主轴和外壳之间的油封装置。

本发明公开的光栅角度编码器包括主轴、穿过主轴；设置于主轴外侧的轴承内环、设置于轴承内环与支撑环之间的滚动体；其中，支撑环用于固定滚动体和支撑光栅角度编码器中非旋转部件；穿过主轴，用于固定轴承内环的轴承套。本发明公开的上述技术方案将光栅角度编码器的轴承外环去掉，将轴承和主体制作成一体式，使支撑环除了支撑光栅角度编码器中非旋转部件，还起到固定滚动体的作用，从而使本发明公开的光栅角度编码器的体积与现有技术提供的光栅角度编码器相比，体积大幅度减少。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中光栅角度编码器的结构示意图；

图2为现有技术中光栅角度编码器的轴系结构的具体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光栅角度编码器的轴系结构的具体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的光栅角度编码器的结构示意图；

图5为现有技术与本发明实施例提供的光栅角度编码器的端面跳动和轴系结构的回转中心的比较示意图；

图6为本发明实施例提供的光栅角度编码器的存胶槽的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种光栅角度编码器，如图3所示，包括主轴61；穿过主轴61，设置于主轴外侧的轴承内环62、设置于轴承内环62与支撑环65之间的滚动体63；其中，支撑环65用于固定滚动体63和支撑光栅角度编码器中非旋转部件；穿过主轴61，用于固定轴承内环62的轴承套66。

以下对本发明实施例提供的光栅角度编码器的结构进行具体的说明。光栅角度编码器包括：外壳1、发光组件2、光栅盘3、读数头4、信号处理器5和轴系结构6。需要进行具体说明的是，外壳1与支撑环65刚性连接，作用是保护光栅角度编码器内部部件的作用，发光组件2提供光源，与支撑环65刚性连接；光栅盘3与主轴61刚性连接，信号处理器5与支撑环65刚性连接，用于处理读数头4获取的光学信号，需要进行说明的是，读数头4包括接收元件和指示光栅，需要进一步说明的是，接收元件和指示光栅之间是通过光敏胶进行粘接。信号处理器与轴系结构中的支撑环65直接接触。

本发明实施例中，轴系结构6包括主轴61、轴承内环62、滚动体63、支撑环65和轴承套66。需要进行具体说明的是，轴承内环62为穿过主轴的圆环形结构，支撑环65与轴承内环62共同固定滚动体63，需要进行说明的是，滚动体63通常为轴承珠，当然也可以是滚针、圆锥体等，必要情况下也可以其他类型的滚动体。支撑环65的作用除了固定滚动体，还具有支撑光栅角度编码器中非旋转部件的作用，非旋转部件包括但不限于上述的发光组件2、读数头4和信号处理器5。

可见，本发明实施例公开的上述技术方案将光栅角度编码器的轴承外环去掉，将轴承和主体制作成一体式，使支撑环除了支撑光栅角度编码器中非旋转部件，还起到固定滚动体的作用，从而使本发明公开的光栅角度编码器的体积与现有技术提供的光栅角度编码器相比，体积大幅度减少。

此外，本发明实施例公开的光栅角度编码器还具有以下有益效果：

第一、如图5所示，现有技术中的光栅角度编码器的轴系结构指定位置的端面跳动在0.006mm以内，而本发明实施例提供的光栅角度编码器的轴系结构指定位置的端面跳动在0.001mm以内。现有技术中的光栅角度编码器的实际轴系回转中心与理想回转中心的同轴度在φ0.004mm以内，而本发明实施例提供的光栅角度编码器的实际轴系回转中心与理想回转中心的同轴度在φ0.001mm以内。以上两个参数的改进有利于提高光栅角度编码器的准确度。

第二、降低光栅角度编码器的加工难度。生产高准确度的光栅角度编码器需要很多必要条件，其中一项重要条件是轴系的回转精度和光栅的端面跳动。生产光栅角度编码器的用户，想要提高轴系的回转精度和光栅的端面跳动需要付出较大成本，这就限制了制造光栅角度编码器的技术更新。本发明实施例提供的光栅角度编码器可以利用先进的轴承加工技术很好地解决上述技术问题。

第三、减少对高精度轴承的依赖。本发明实施例使用角接触轴承原理，可将接触角设计成5～45°，适用于多种工况，增大了使用范围，减少对高精度轴承的依赖。

进一步的，本发明实施例提供的光栅角度编码器还包括设置于主轴61和轴承内环62之间，用于存放主轴61和轴承内环62之间厌氧胶的存胶槽结构67，存胶槽67的具体结构件如图6所示。

进一步的，为了密封轴承内的润滑油，本发明实施例提供的光栅角度编码器还包括安装于轴承内环62与支撑环65之间的密封装置68。需要进行说明的是，上述密封装置68通常为迷宫密封装置，迷宫密封装置包括设置于轴承上表面与主轴61之间的第一密封盖和设置于轴承下表面与主轴62之间的第二密封盖，具体形状可以是“u”型结构。

进一步的，为了更好地密封光栅角度编码器，本发明实施例提供的光栅角度编码器还包括设置于外壳1和主轴61之间的油封装置69。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种光栅角度编码器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。