伺服电机编码器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电机配件技术领域，尤其涉及一种伺服电机编码器。
【背景技术】
[0002]编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。应用于伺服电机的编码器通常采用光电编码器和旋转码盘结合采集信号或者采用旋转磁铁与磁传感器芯片结合采集信号。然而，当伺服电机应用于控制精度较高的场合以及工作环境较差的场合时，光电编码器和旋转码盘构成的伺服电机编码器以及旋转磁铁与磁传感器芯片构成的伺服电机编码器均存在一定的不足之处。光电编码器和旋转码盘构成的伺服电机编码器虽然能够实现较高的精度，但是高精度的光电编码器和旋转码盘成本相当高，并且旋转码盘容易因为长期使用而附着粉尘，从而降低精度。旋转磁铁与磁传感器芯片构成的伺服电机编码器的精度较低，虽然可以通过倍频的方式提升精度，但是仍然难以满足使用所需。为了能解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。
[0003]例如，中国专利文献公开了一种伺服电机专用小型编码器，[申请号:201220507980.0]，该编码器包括电路板、电缆线线芯、电缆线、用于固定电路板的立柱、动光栅、编码器主体、主轴、发光源、外壳，其特征在于:它还包括设置在电缆线线芯与动光栅之间用于遮挡二者不发生摩擦的主体挡块、用于保护电缆线线芯的胶皮成型护线套，所述的电缆线线芯焊接在电路板的下方。该方案结构简单合理，能够降低整体伺服电机编码器的高度，同时解决出线难的问题，美观大方实用。另外，中国专利文献还公开了一种永磁伺服电机专用编码器，[申请号:201220352841.5]，该编码器包括外壳，设置在外壳内部的编码器主体，设置在编码器主体上的静光栅，连接在主轴码盘座上的动光和带有电器元件的电路板，其特征在于:所述的电路板是由四层电路的高集成电路板体叠加构成。该方案采用四层高集成电路板体替代了以往老式编码器需要采用两块双层电路板才能实现的电路功能，四层电路板体的使用节省了空间，也节省了安装及调试成本，同时也节省原材料成本，集成度高，电源和地线被放在电路板中间两层，编码器的抗干扰能力加强，提高使用性能。
[0004]上述的方案在一定程度上改进了现有技术的部分问题，但是，上述的方案还至少存在以下缺陷:设计不合理，精度较低，整体结构复杂且成本较高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计更合理、精度高且成本低的伺服电机编码器。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案:本伺服电机编码器包括壳体，在壳体内设有相互配合工作的光电编码器和旋转码盘，且当旋转码盘转动时能使光电编码器产生第一组信号，所述的壳体内还设有相互配合工作的磁传感器芯片和旋转磁铁，且当旋转磁铁转动时能使磁传感器芯片产生第二组信号。
[0007]在本申请中，采用光电编码器和旋转码盘、以及磁传感器芯片和旋转磁铁相配合的结构可以进一步降低制造成本，同时，精度大幅提高，不仅信号稳定性更好，而且能进一步提高伺服电机的实用性。
[0008]在上述的伺服电机编码器中，所述的第一组信号包括A信号和B信号，所述的光电编码器与第一差分电路相连且A信号和B信号通过第一差分电路差分成差分成A+信号、A_信号、B +信号和B _信号；所述的第二组信号包括U信号、V信号和W信号，所述的磁传感器芯片与第二差分电路相连且U信号、V信号和W信号通过第二差分电路差分成U+信号、U_信号、V +信号、V _信号、W +信号和W _信号。第二组信号还包括Z信号，这里的A信号、B信号、U信号、V信号、W信号和Z信号均为电机的各种控制信号。
[0009]在上述的伺服电机编码器中，所述的光电编码器和第一差分电路设置在第一电路板上，所述的磁传感器芯片和第二差分电路设置在第二电路板上，所述的第一电路板和第二电路板均设置在壳体内。光电编码器为安捷伦256线光电编码器，磁传感器芯片为AS5134芯片，AS5134芯片的U信号、V信号、W信号和Z信号的信号比较准，而安捷伦256线光电编码器的A信号和B信号的信号比较准，同时，线数也比较多，上述两者的结合可以取长补短，提高了整个编码器的实用性。
[0010]在上述的伺服电机编码器中，所述的壳体一端可转动地穿设有转轴，所述的旋转码盘和旋转磁铁均固定在转轴上，所述的旋转码盘与第一电路板上的光电编码器对应设置，所述的旋转磁铁与第二电路板上的磁传感器芯片对应设置。
[0011 ] 在上述的伺服电机编码器中，所述的旋转磁铁固定在转轴内端部，所述的旋转码盘位于旋转磁铁下方，所述的第一电路板和第二电路板固定在壳体内且轴向间隔分布，所述的第二电路板位于转轴内端面上方且磁传感器芯片与旋转磁铁相对置，所述的第一电路板位于第二电路板下方且转轴可转动地穿设在第一电路板中，所述的旋转码盘位于光电编码器的凹口中。
[0012]在上述的伺服电机编码器中，所述的第一电路板固定在安装座上，所述的转轴可转动地穿设在安装座中且安装座通过定位结构固定在壳体内，所述的安装座与转轴之间设有轴承，所述的第二电路板与安装座之间设有若干隔离柱且第二电路板通过若干紧固件固定在安装座上方。
[0013]在上述的伺服电机编码器中，所述的紧固件与隔离柱一一对应设置且紧固件穿设在隔离柱中，紧固件的一端与安装座固连，另一端穿过第一电路板且其端部将第一电路板压紧在隔离柱端部上。紧固件包括紧固螺丝和紧固螺栓等等。
[0014]在上述的伺服电机编码器中，所述的定位结构包括固定在壳体一端的定位架，所述的转轴穿设在定位架中，所述的定位架的中心区域向壳体内部凸起形成环形安装台，所述的安装座固定在环形安装台上。
[0015]在上述的伺服电机编码器中，所述的旋转码盘内周向侧部具有若干圆周均匀分布的缺口，且相邻的两个缺口之间形成凸起。
[0016]在上述的伺服电机编码器中，所述的壳体包括底座和扣合在底座上的外罩，底座和外罩之间通过可拆卸连接结构相连，该可拆卸结构包括若干设置在底座侧部的卡槽，在外罩上设有若干能一一卡于所述的卡槽中的卡块，在每块卡块远离外罩的一端具有能钩在底座底面的钩部。
[0017]信号产生方法，该方法包括如下步骤:
[0018]A、信号产生:光电编码器和旋转码盘相互配合工作，且当旋转码盘转动时能使光电编码器产生第一组信号；磁传感器芯片和旋转磁铁相互配合工作，且当旋转磁铁转动时能使磁传感器芯片产生第二组信号；
[0019]B、差分信号:通过第一差分电路将第一组信号差分；通过第二差分电路将第二组信号差分。
[0020]在上述的信号产生方法中，所述的第一组信号包括A信号和B信号，所述的第二组信号包括包括U信号、V信号和W信号；A信号和B信号通过第一差分电路差分成差分成A+信号、A_信号、B+信号和B _信号；U信号、V信号和W信号通过第二差分电路差分成U+信号、U_信号、V +信号、V _信号、W +信号和W _信号。
[0021]与现有的技术相比，本伺服电机编码器的优点在于:1、设计更合理，精度高且成本低，实用性强；2、结构简单且易于制造；3、信号稳定性好且使用寿命长，进一步提高了伺服电机运行的稳定性；4、方法简单且易于操控，运行成本低。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型提供的爆炸结构示意图。
[0023]图2是本实用新型提供的剖视结构示意图。
[0024]图3是本实用新型提供的码盘结构示意图。
[0025]图4是本实用新型提供的第一电路板结构示意图。
[0026]图5是本实用新型提供的第二电路板结构示意图。
[0027]图中，壳体1、底座11、卡槽11a、外罩12、卡块12a、钩部12b、光电编码器la、旋转码盘lb、磁传感器芯片lc、旋转磁铁Id、第一差分电路le、第二差分电路If、防护罩Igdl出线lh、第一电路板2、第二电路板3、转轴4、安装座5、定位台阶5a、定位结构51、定位架51a、环形安装台51b、轴承52、隔离柱53、紧固件54。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明。
[0029]如图1-5所不，本伺服电机编码器包括壳体I，壳体I包括底座11和扣合在底座上的外罩12，底座和外罩之间通过可拆卸连接结构相连。具体地，该可拆卸结构包括若干设置在底座侧部的卡槽Ila,在外罩上设有若干能---^于所述的卡槽中的卡块12a,在每块卡块远离外罩的一端具有能钩在底座底面的钩部12b。壳体I上还连接有引出线lh。
[0030]在壳体I内设有相互配合工作的光电编码器Ia和旋转码盘Ib，且当旋转码盘Ib转动时能使光电编码器Ia产生第一组信号，所述的壳体I内还设有相互配合工作的磁传感器芯片Ic和旋转磁铁ld，且当旋转磁铁Id转动时能使磁传感器芯片Ic产生第二组信号。具体地，本实施例的第一组信号包括A信号和B信号，所述的光电编码器Ia与第一差分电路Ie相连且A信号和B信号通过第一差分电路Ie差分成差分成A+信号、A _信号、B +信号和1信号；所述的第二组信号包括U信号、V信号和W信号，所述的磁传感器芯片Ic与第二差分电路If相连且