一种混合式伺服电机专用编码器的制作方法

本实用新型涉及编码器领域，尤其是一种混合式伺服电机专用编码器。

背景技术：

伺服系统都要求精确的速度、位置控制，伺服电机必须配有编码器来检测电机的角度、位置和加速度。一般的方法是把编码器厂家生产的编码器作为整体安装到伺服电机轴上，编码器内部只有光电信号的采集和单端信号转差分处理。这种方法的劣势在于，伺服驱动器端必须配备相应的编码器接口和编码器信号处理电路，而且，一般的增量式编码器输出信号多达14根(A+，A-，B+，B-，Z+，Z-，W+，W-，V+，V-，U+，U-，电源正，电源负)，对于一些要求体积小巧的伺服系统来说，显然无法满足使用要求，另外，由于编码器生产厂家不同，编码器的输出信号的定义各有不同，必须使用不同的编码器连接线，这给生产和使用带来额外的麻烦。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种具有信号采集、处理、优化及编码输出功能，采用标准的RS485接口输出经过校验及编码处理的位置信号，简化了驱动器端的设计，驱动器不需要涉及编码器的信号接口及信号处理电路；驱动器端只需要标准的485接口与编码器连接，增强了编码器接线的通用性的混合式伺服电机专用编码器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种混合式伺服电机专用编码器，包括信号处理集成电路板和金属码盘，所述金属码盘通过螺钉固定安装在电机轴上，信号处理集成电路板安装在电机后端盖上，通过螺钉固定在电机后端盖的绝缘固定柱上。

作为本实用新型的进一步方案：所述信号处理集成电路板设于电机后端盖和金属码盘之间。

作为本实用新型的进一步方案：所述信号处理集成电路板上安装有光电发射接收装置，光电发射接收装置上设有与金属码盘配合的凹口。

作为本实用新型的进一步方案：所述信号处理集成电路板包括光电信号采集芯片、处理芯片STM8S103和RS485信号转换芯片SN75176，光电信号采集芯片连接光电发射接收装置。

作为本实用新型的进一步方案：所述信号处理集成电路板的信号输出接口为标准RS485接口。

作为本实用新型的进一步方案：所述螺钉与绝缘固定柱之间设有绝缘垫片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该混合式伺服电机专用编码器是一种包括信号采集、处理、优化及编码输出的混合式编码器，其中编码器输出信号只有四根线(485+，485-，电源正，电源负)，采用标准的RS485接口输出经过校验及编码处理的位置信号。这简化了驱动器端的设计，驱动器不需要涉及编码器的信号接口及信号处理电路；驱动器端只需要标准的485接口与编码器连接，增强了编码器接线的通用性。

本实用新型具有以下优点：一、将编码器信号相关的所有处理都在编码器内部完成，提供给外部非常简洁的四线制标准RS485接口，直接给出经过校验及编码处理的位置信息。

二、本实用新型涉及了光电信号的采集、处理、优化、转换输出(输出接口采用标准的RS485接口)，简化了驱动器侧编码器信号的处理。

三、使用本实用新型，驱动器侧只需要四线的RS485接口，无需设计编码器信号电路，需要编码器信号接口，从而可大幅减小驱动器的体积。

四、接口简单，有很强的通用性，接线少节省线材，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的爆炸图；

图3为本实用新型的信号处理集成电路板的电路板原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种混合式伺服电机专用编码器，包括信号处理集成电路板40和金属码盘50，所述金属码盘50通过螺钉固定安装在电机轴10上，信号处理集成电路板40安装在电机后端盖20上，通过螺钉固定在电机后端盖20的绝缘固定柱30上。

上述，信号处理集成电路板40设于电机后端盖20和金属码盘50之间。

上述，信号处理集成电路板40上安装有光电发射接收装置60，光电发射接收装置60上设有与金属码盘50配合的凹口。

上述，信号处理集成电路板40作为本实用新型的核心部分是信号采集、处理及优化的电路板，包括光电信号采集芯片、处理芯片STM8S103和RS485信号转换芯片SN75176，光电信号采集芯片连接光电发射接收装置60。

上述，信号处理集成电路板40的信号输出接口采用标准的RS485接口(485+，485-，电源正，电源负)，连接RS485信号转换芯片SN75176。

上述，螺钉与绝缘固定柱30之间设有绝缘垫片。

本实用新型的结构特点及其原理：参阅图1、2、3所示，电路板上的光电发射接收装置60与金属光电码盘的位置相对应，通过合理的安装工艺使其固定在电机后端盖20和电机轴10上。电路板上采用了CPU芯片处理采集的光电信号，优化处理后，通过串行数据输出，经过RS485转化芯片转成标准的RS485信号，接口简化到4根线:RS484+、RS485-、电源正、电源负。

本实用新型涉及一种将编码器信号采集、优化、处理、转通过接口集中处理的方法，具体地说，其采用光电发射接收装置60和金属码盘50(带刻度的光电盘)对位置信号进行采样，然后经过CPU芯片对采集的位置信息进行处理，输出带校验的位置信息供驱动器检测用，大大简化了驱动器侧的硬件和软件处理成本。

本实用新型的亮点是在集成电路板上增加了小型CPU处理芯片，将编码器相关的处理都在该CPU中处理，将编码器的输出设计成标准的RS485接口，将数据信息直接处理成伺服驱动器可直接使用的位置信息，同时可根据需要定义一些协议进行编码器与驱动之间的数据交流。

本实用新型的另一个亮点是具有记忆功能，例如，伺服驱动器可按照协议发送一定的命令码，将编码器零点偏移量等信息写入编码器CPU的记忆区，安装编码器时无需反复对零点。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。