专利名称：安装模块化旋转编码器的方法和模块化旋转编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装模块化旋转编码器的方法和一种模块化旋转编码器。
背景技术：
旋转编码器将机械旋转位移的量和围绕旋转轴线的旋转次数转换成电信号并将其输出。为了简单起见，这种旋转编码器接下来也称为编码器。在这种编码器中，将机械旋转位移量转换成电信号的零件包括编码盘和具有检测元件和电路的电路单元。因此，将两个旋转物品的相互位移转换成电信号，以将其输出并进行进一步处理。旋转编码器存在许多构造，其中，例如，模块化旋转编码器具有不同部件，例如编码盘和具有电路单元的扫描头。这些部件被单独地提供给对其进行装配的用户。这种模块化旋转编码器通常由最小可以的功能零件组成，可使得成本和空间减到最小。在日本专利申请公开文件No. 2002-195853中描述了模块化旋转编码器的构造的一个实例。此类型的模块化旋转编码器经由一固定平台固定至受到测量的物体，并且，模块化旋转编码器具有所连接的电路板。电路板具有电子零件和安装于其上的光接收元件。此外，编码盘设置在受到测量的物体的旋转轴上。光发射元件、光接收元件以及固定裂缝板相对于编码盘固定地布置。从光发射元件发出的光经由固定裂缝板中的裂缝和编码盘中的裂缝输入至光接收元件。然后，由于轴线的旋转，根据设置于编码盘上的特定裂缝图案而将光输入至光接收元件。相应于旋转运动而产生例如编码脉冲形式的电信号。通过将此类型的模块化旋转编码器安装在可旋转的本体上，例如电机的可旋转的轴，实现编码器的功能。换句话说，即使没有编码器轴，也没有编码器轴承(或编码器盖)， 通过在相对的构件上使用功能零件也可实现编码器的功能。在制造处理的过程中，通过用特殊的工具将编码盘单元和扫描头安装在一起，来将模块化旋转编码器装配在一起。然后，在检查编码器功能之后，拆开设备，并使这些单元以拆开的状态提供给用户。购买模块化旋转编码器的用户可通过将其安装在待测量的物体的旋转轴线上，例如安装在电机的驱动轴上来实现编码器功能。关于编码器的性能，一个最重要的特征是输出信号波形的精度。信号精度取决于， 例如用来检测待测量的物体的旋转的编码盘的精度以及围绕物构造。其进一步取决于电路单元(包括信号处理单元和检测器元件)在待测量的物体上的安装精度以及编码盘的检测精度。在模块化旋转编码器的情况中，最重要的一项是电路单元(其包括信号处理单元、检测器元件等)在待测量的物体上的安装精度。安装精度对输出信号波形的精度的显著影响给用户带来复杂的问题，即使该问题可由制造商相对轻松地解决。这是因为，在将编码器安装在待测量的物体上时，在普通用户典型地不熟悉编码器的构造及其特性的情况下，存在普通用户必须满足的巨大需求。如上所述，模块化旋转编码器的制造商将其装配一次，并检查其作为完整装配的编码器的功能。如果将其拆开并可以相同的方式重新装配，那么没有问题。然而，由于高安装精度的需求，可以对用户造成技术上复杂的过程。
为了解决这些问题，例如，在日本申请公开NO.S62-147315中描述了一种用于旋转编码器的特殊的安装方法。编码器包括具有编码盘图案的可旋转的编码盘和读取编码盘图案以产生代表轴位置的电信号的固定光检测器/掩模组件。描述了一种不需要精确地对准印刷电路板和编码盘的方法。为此目的，首先插入光检测器/掩模组件和用于光检测器的导线。然后，必须在印刷电路板(在那里安装光检测器/掩模组件)和编码盘之间推入适当的测径器或垫片，以确保有适当的间隔。在正确地定位印刷电路板之后，需要焊接导线。然而，在此安装方法中，用户必须决定光检测器组件的位置和掩模的导线。因此， 将此任务被认为是复杂且麻烦的。此外，精确的视觉确定是必需的，以在几个对准标记的基础上决定掩模和编码盘的正确位置。这种视觉确定需要一定的熟练度，并且必然不是一项简单的操作。另外，不仅难以定位光检测器/掩模组件，而且，由于使用了用于间隙调节的测径器或垫片而可以导致倾斜地安装编码盘。因此，难以提供这样的编码器，其在基础电路板本身上具有检测器功能，特别是当该电路板在不同位置具有多个传感器时。

发明内容
本发明的目的是，提供一种模块化旋转编码器和一种安装模块化旋转编码器的方法，其在安装模块化旋转编码器的同时提供给用户简单地重现必需的对准操作的能力。此外，低成本模块化旋转编码器，以及具有简单构造的模块化旋转编码器是人们所期望的。通过具有权利要求1的特征的模块化旋转编码器安装方法和具有权利要求9的特征的模块化旋转编码器来实现这些目的。在从属权利要求中描述了本发明的其它有利实施方式的特征。用于在待测量构件或物体上安装模块化旋转编码器的方法包括(a)在轴上设置编码盘；(b)沿着轴的旋转轴线调节编码盘的位置，以导致到构件或物体的距离测量预定值；以及(c)将电路单元固定至构件或物体。编码盘可以通过压力接触安装在盘毂上。轴的顶部可以通过终端锁定装置固定至盘毂。可以通过将具有编码盘的盘毂沿着轴向方向滑动而将其移动，以调节编码盘位置。可以的是，在其上安装有编码盘的轴的旋转轴线与待测量的物体的旋转轴线相应。另外，编码盘可以在轴上压配合，然后通过在轴向方向上滑动而将其移动，以调节到待测量的物体的距离。编码盘可以安装在盘毂上，并且盘毂可以具有锁定工具机构，以将轴固定至盘毂。 具有编码盘的盘毂可以固定至轴，并且可以通过沿着轴向方向滑动地移动轴来调节盘毂的位置。然后，用锁定工具机构将盘毂固定至轴。可以用垫片或夹具来执行位置调节。可以通过将编码盘与电路单元垂直相对地布置来执行位置调节。互补的阳接头和阴接头可以形成在电路单元的安装表面和待测量的物体上，并可以在接头的位置处执行位置调节。然后，将电路单元移动并固定在无法互相地接合的相互接头的位置。垫片可以插入在电路单元和待测量的物体之间。根据本发明的示例性的实施方式，模块化旋转编码器包括盘毂、编码盘和电路单元。通过压配合和/或粘合将编码盘安装在盘毂上，以将模块化旋转编码器安装在待测量的物体上。编码盘可以在中间位置安装在盘毂上，以将模块化旋转编码器安装在待测量的物体上。电路单元可通过用于安装模块化旋转编码器的垫片安装在待测量的物体上。可以通过互相装配在被布置为安装模块化旋转编码器的阴接头和阳接头中，而将电路单元安装在待测量的物体上。因此提供了一种低成本的模块化旋转编码器和模块化旋转编码器的简单安装方法。此安装方法通过简单的调节操作来确保精确的定位。此外，提供模块化旋转编码器的简单、紧凑且较少部件的构造。根据本发明的示例性的实施方式，模块化旋转编码器的安装方法包括，在与待测量的(可旋转的)物体连接的轴上安装编码盘。然后，在可旋转的轴轴线的轴向方向上调节编码盘的位置。然后，安装电路单元。通过简化在可旋转的轴轴线的轴向方向上的编码盘的调节操作，调节操作非常简单。通过经由盘毂将编码盘装配至轴，或通过将编码盘直接装配至轴，可适当地选择用于安装编码器的垫片以及编码器规格。在本发明的示例性的实施方式中，经由盘毂将编码盘装配至轴。在盘毂内，具有与轴的顶部连接的终端锁定装置。因此，将编码器侧和物体侧上的不同轴线锁定在一起。另外，通过压力接触将编码盘安装至盘毂，并且，在轴向方向上滑动地移动编码盘，以调节其位置或高度。替代地，编码盘可以直接与轴压配合。以此方式，将编码盘与盘毂或轴压配合。 由于通过压力接触安装编码盘，所以简化整个结构。这允许减小模块化旋转编码器的尺寸。 此外，编码盘的位置或高度调节非常简单，因为其仅包括轴向方向上的滑动运动。编码盘可直接安装在轴上。通过将编码盘直接安装在轴上，而不再需要独立的盘毂。因此，可期望导致减少零件的数量并由此降低成本。编码盘的压力接触意味着，编码盘的安装孔和盘毂或轴接触，并通过相互摩擦阻力达到锁定/固定状态。换句话说，在安装编码盘时，将盘毂或轴推入安装孔中以达到固定状态。因为编码盘重量轻且小，可仅通过用压力将其与盘毂连接而以充分稳定的方式将其固定。在本发明的示例性的实施方式中，通过将编码盘固定至电路单元来执行位置或高度调节。在待测量的物体的安装表面和电路单元上形成用于互补接合的凹入和凸出部分 (例如，阴和阳部分)。通过电路单元上的接头的接合状态来执行高度调节。然后，移动电路单元，直到接头不再装配在一起以固定电路单元为止。换句话说，通过凹入部分和凸出部分的互补构造，凸出部分确定编码盘在固定之前相对于电路单元的接触或凸出高度。然后， 凸出部分与所安装的待测量的物体的位置相接触，而不是与凹入部分相接触，并固定电路单元。此时，将电路单元相对于编码盘布置，从而产生等于凸出部分的高度的间隙。由于此原因，如果所需要的间隙宽度和凸出部分的高度彼此相等，那么提供可轻松重现的间隙调节。凸出部分的高度需要间隙要求的相同精度，但是，凹入部分的深度可以比凸出部分的高度大，并且不需要高精度。此外，安装表面优选地是平的。在本发明的示例性的实施方式中，盘毂具有锁定工具机构，以将其固定至与待测量的物体的旋转轴线相应的轴。通过滑动来移动已经安装在盘毂上的编码盘，以调节其位置或高度。然后，用锁定工具将盘毂固定至轴。以此方式，可用锁定工具将编码盘更稳定地固定至轴。锁定工具可以包括传统地用来将盘毂轴线固定至旋转轴的锁定工具。因此，在本上下文中，可以提供传统零件的使用。例如，可以用与固定螺钉相似的小螺钉将盘毂固定至轴。垫片或夹具可以用来调节编码盘的位置或高度。也可以在调节其之前用测量工具来测量高度。可以通过使用垫片或工具来轻松地提供高精度位置输出。此外，可以通过垂直于电路单元地布置编码盘来执行编码盘的高度调节。此时，照现在的样子将电路单元固定在待测量的物体的安装表面上。然后在固定编码盘之后，在电路单元和安装表面之间插入垫片。换句话说，仅通过垫片的数量使电路单元更高，并将电路单元与编码盘隔开一定距离，此距离相当于垫片的厚度。而且，在此情况中，如果垫片的宽度等于所需的间隙，正如上述凸出部分的情况一样，那么，可以与上述凸出部分相似的方式来轻松地调节间隙。模块化旋转编码器可以布置为光学编码器。因此，在透射变型中，编码盘能够以夹心结构布置在光发射元件和光接收元件之间。替代地，在反射变型中，光发射元件和光接收元件可以布置在编码盘的可检测到反射光的一侧上。此外，电路单元可以包括具有几个电路的电路板，以驱动不同的电子元件，放大和/或调整所得到的信号，或产生定时信号。如果将模块化旋转编码器布置为磁编码器，那么将检测元件设置在电路板上。此外，在模块化旋转编码器中也可以使用感应扫描原理。在模块化旋转编码器中，可以用半导体光发射元件作为光发射元件，例如，发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等。此外，也可以用半导体光接收元件作为光接收元件，例如， 光电晶体管、光电二极管等。如果使用磁扫描原理，那么提供磁检测元件和磁路零件。如果使用感应扫描原理，那么提供适当的感应检测电路以及适当的缠绕图案。如果使用光学扫描原理，那么将编码盘布置为具有透光零件(所谓的裂缝)和不透光零件或反射和不反射零件的盘形裂缝板。因此，例如，通过以传统方式扫描编码盘，可得到增量信号和绝对信号。如果使用磁扫描原理，那么可和上述光学编码盘一样产生相同的信号。为此目的， 可以组合未加工的和精加工的材料，以产生适当的磁力线；替代地，可以将磁性材料和非磁性材料组合为磁产生设备和非磁产生设备。如果使用感应扫描原理，那么需要适当的缠绕图案来产生感应效应。


在下面，参考附图，更详细地描述本发明的实例实施方式的其它特征和方面。图1示出了本发明的一个示例性的实施方式的安装过程的正视图。图2进一步示出了安装过程的正视图。图3进一步示出了安装过程的正视图。图4进一步示出了安装过程的正视图。图5是已装配上的编码器的平面图。图6是图5所示的已装配上的编码器的正视图。图7示出了本发明的一个示例性的实施方式的安装过程的正视图。图8a进一步示出了安装过程的平面图。
图8b进一步示出了安装过程的正视图。图9a进一步示出了安装过程的平面图。图9b进一步示出了安装过程的正视图。图IOa进一步示出了安装过程的平面图。图IOb进一步示出了安装过程的正视图。图11示出了已装配上的编码器的平面图。图12是图11所示的已装配上的编码器的正视图。图13示出了本发明的一个示例性的实施方式的安装过程的正视图。图14a进一步示出了安装过程的透视图。图14b进一步示出了安装过程的正视图。图15a和图15b进一步示出了安装过程的正视图。图16进一步示出了安装过程的正视图。图17是已装配上的编码器的平面图。图18是图17所示的已装配上的编码器的正视图。图19示出了根据本发明的一个示例性的实施方式的安装过程的正视图。图20进一步示出了安装过程的正视图。图21进一步示出了安装过程的正视图。图22进一步示出了安装过程的正视图。图23已装配上的编码器的平面图。图M是图23所示的已装配上的编码器的正视图。图25示出了根据本发明的一个示例性的实施方式的编码器的电路单元的透视图。图沈是对应于待测量的物体的电机的透视图。图27是已经装配至电机的改进状态中的电路单元的透视图。图28是已经固定至电机的处于最终状态中的电路单元的透视图。
具体实施例方式下面，参考图1至图28描述本发明的示例性的实施方式。图1至图6示出了本发明的一个示例性的实施方式。在这点上，图1至图4是安装过程的正视图，图5是已装配上的模块化旋转编码器的平面图，图6是图5所示的已装配上的编码器的部分横截面中的正视图。模块化旋转编码器包括电路单元3、编码盘2和盘毂1。盘毂1与旋转轴11连接， 旋转轴11与待测量的物体接合并具有导致编码盘2旋转的功能。盘毂1具有轴插入部分 102，其具有与从待测量的物体10开始的轴11的直径相应的直径。此外，盘毂1具有固定孔101，其经由内径阶梯形部分，使其具有比轴插入部分102小的内径。此外，盘毂1的圆周部分具有编码盘连接部分103，其形状由于外径阶梯形部分而更小。在此示例性的实施方式中，将盘毂1的编码盘连接部分103的顶部形成为具有逐渐增加的直径的锥形和允许编码盘2的轻松插入的形状。不特别限制盘毂1的材料，只要可获得所需的强度，其可以是金属材料，树脂材料等。此外，例如，如果编码盘连接部分103的材料是轻松地压力接触或压力粘结的材料，那么其它部分可以由混合结构中的金属制成。编码盘连接部分103的外径优选地与编码盘安装孔22的内径相同。替代地，其也可以稍微大一些。尺寸关系可以是这样的，从而使得必须施加一定量的力，以充分插入编码盘2，从而产生压力接触力或摩擦力，使得通过压力接触将这些元件固定并保持在一起。编码盘2由一片具有孔的盘形材料形成。在编码盘2的信号表面21上形成编码图案，足以产生测量所需的特定图案。可以用单种材料提供编码盘2的材料，或者可以由多种材料的组合形成。例如，在光学扫描原理的情况中，可以使用半透明材料和不透明材料的组合，或反射性和光吸收材料的组合等，只要其能够产生增量信号或绝对信号即可。此外， 在磁扫描原理的情况中，可以通过组合磁材料和非磁材料来形成适当的编码图案。此外，在感应扫描原理的情况中，可以产生感应电流，以通过将特定缠绕图案形成为编码图案并在绝缘材料上组合导电材料来提供所需测量。通常，编码盘2的信号表面21指向电路单元3 的电路板32的背面。此外，在可插入编码盘连接部分103的旋转中心的附近形成编码盘2 的安装孔22。电路单元3包括基础单元31和电路板32。基础单元31支撑固定于电路单元3中的安装表面上的电路板32。根据需要，在电路板32上布置光学或磁检测元件、固定裂缝板和/或用于感应检测的缠绕图案，以检测编码盘2上的编码图案。此外，还可在电路板32 上安装放大器元件、电路元件、用于计算和信号处理的数字电路元件，以允许对由检测元件产生的信号进行必要的处理。此外，根据需要，也可以提供将编码器与电源等连接所需的外部电路和连接器。下面说明用于安装模块化旋转编码器的方法。如图2所示，在与待测量的物体(例如电机)相关的轴11上安装盘毂1。因为不执行盘毂1本身的位置调节，盘毂1简单地与轴11连接。此时，将轴11的凸出部分Ila插入盘毂1的轴插入部分102中。因此，盘毂1的下端部分和轴11的凸出部分Ila的上端部分接触。然后，将轴安装螺钉4从上方向插入盘毂1的固定孔101中，并将其拧入设置于轴11中的螺纹孔中。接下来，如图3所示，将编码盘2的安装孔从上侧压入盘毂1的编码盘连接部分中，以将编码盘2与盘毂1连接。此时，调节编码盘2的信号表面的位置或高度，以离待测量的物体10的所安装的表面具有预定距离L2。编码盘2的此高度L2与电路3的电路板的最下方的表面间隔预定间隙L，或与安装于其上的检测器元件单元(或任何执行相似功能的元件或电路的最下方的表面)间隔高度Li。换句话说，所连接的编码盘2的高度L2与电路3的电路板的高度Ll隔开间隙L或更小的距离。通过使用夹具等，可轻松地调节编码盘 1的位置。由于盘毂1和编码盘2仅压配合的事实，可简单地通过在轴11的旋转轴线的轴向方向上滑动编码盘2来实现编码盘2的高度调节。另一方面，即使盘毂1和编码盘2仅压力地粘结，都有足够的支持强度/摩擦力来没有问题地支持编码盘2。此外，在调节高度和位置之后，可以将编码盘2附着于编码器轴线1，以改进可靠性。为了编码盘2的高度调节和位置确定，可以用工具来简化尝试改进效率和精度的操作，以及增加再现性。当利用工具时，可以控制编码盘2的下表面侧的高度或上表面侧的高度。
如图4所示，将电路单元3固定至待测量的物体10的安装表面。如图5和图6所示，经由基础单元31的安装孔34，用固定螺钉5固定电路单元3。此时，相对于基础单元31 固定电路板32的高度Li，因为通过与基础单元31的关系自动地确定其位置。足以精确地将编码盘2设置在电路板32的高度Ll下方的一定间隙量L的位置。因此，可以精确且简单地确定并固定每个单元的位置，甚至缺乏经验的技术员也可以足够的再现性装配模块化旋转编码器。在电路板32中形成通孔33，以安装螺钉4。此设备的特性是终端锁定机构的使用，以将盘毂固定至旋转轴的顶部。由于不需要固定螺钉，所以该类型的锁定装置不需要空间。因此，可提供更紧凑的构造。另外，可从物体10的轴向方向执行每个单元的固定操作。换句话说，因为从轴向方向固定编码盘2和电路单元3，所以消除了在径向方向(例如，侧向)上提供操作空间的需要。这也有助于设备的紧凑性。否则，如果将需要固定螺钉以将编码盘2固定至盘毂1，那么将必须打开电路单元3的一部分，以提供从径向方向执行螺钉固定操作的空间。然而，所述模块化旋转编码器消除了该需求，因此，进一步小型化是可能的。经由盘毂1将编码盘2与轴11连接。然而，在一些情况中，编码盘2也可以与轴 11压配合。在该情况中，可以省略如上所述的盘毂1，并且，将用轴11代替与盘毂1相应的零件。通过省略盘毂1，编码盘2的去除将变得更麻烦，安装过程也将变得更麻烦。然而，可减小零件的数量，并且，这种布置将允许更紧凑的构造。图7至图12示出了本发明的一个示例性的实施方式。图7，图8b，图9b和图IOb 示出了安装过程的正视图，图8a，图9a和图IOa示出了安装过程的平面图，图11示出了已装配上的编码器的平面图，图12示出了已装配上的编码器的正视图。在图7至图10中，相同的组成部件具有应用于图1至图6中的这些部件相同的参考数字。如图7所示，编码器具有电路单元3、编码盘2和盘毂1。盘毂1具有锁定工具机构，以将其固定至待测量的物体10的轴11。换句话说，在盘毂1的上方和下方穿透轴插入零件的内径，此内径与物体10的轴 11的外径相应。盘毂1具有张开的直径部分104，其外围部分具有更大的直径。此外，盘毂 1的编码盘连接部分103具有这样的形状，其经由外径阶梯形部分而变得更小。盘毂1的张开的直径部分104具有固定螺钉孔105，其将所述直径部分104从外围部分径向地穿透至轴插入部分。将固定螺钉106拧入固定螺钉孔105中。通过固定螺钉孔105和固定螺钉 106，固定轴11并将其固定至盘毂1，从而提供锁定工具机构。此外，已经将编码盘2固定在盘毂1上。不具体地限制固定过程，并且，可以通过例如传统的粘结方法，通过螺钉固定，焊接，熔化粘结等，来固定编码盘。此外，如图8a和图 8b所示，在物体10的安装表面的一部分上形成凹槽13。在电路单元3的基础单元31上形成与凹槽13相应的凸出部分35。换句话说，通过调节电路单元3的位置，将凸出部分35布置为装配在凹槽13中。凹槽13的深度与编码盘2和电路单元3之间的间隙宽度L相应， 同时，将凸出部分35的高度形成为与凹槽13的深度相同或更大。换句话说，凸出部分35 可以比适合凹槽13的尺寸大。下面进一步说明了装配方法。根据图8a和图8b，在物体10(例如，电机等)的安装表面16的一部分中形成如上所述的凹槽13。在此实例中，通过钻出由旋转轴线的中心中的两条平行线和物体10的外围处的盘形线包围的一部分，来形成此凹槽13。凹槽13的深度L与编码盘2和电路单元3之间的所需间隙L的宽度相应。在此实例中，轴11是没有阶梯形部分的圆柱形的杆。在其外围，从物体10去除同心圆形状的特定区域，以在安装表面 16中形成图案部分15。此图案部分15防止干扰盘毂1，并具有所谓的溢出孔功能。此外， 在平面安装表面16中形成螺钉孔14。接下来，如图9a和图9b所示，从轴线11的上侧插入具有安装于其上的编码盘2 的盘毂，以将盘毂1与轴11连接。在这点上，盘毂1尚未处于固定状态中。然后，在物体10 的安装表面16上设置电路单元3。在这点上，仍未固定电路单元3，并将其凸出部分35调节至某一位置，以适当地装配在凹槽13中。在此实例中，在安装孔34形成于电路单元3中的部分中，形成凸出部分35。当电路单元3的凸出部分35装配在凹槽13中，并将凹槽13 的深度缩短一定量L时，也将电路板32的最下方的表面降低至减小一定量L的位置。在此状态中，调节固定至盘毂1的编码盘2，以使其朝着电路单元3的电路板32的下表面伸出。 用固定螺钉106将盘毂1固定至轴11。接下来，如图IOa和图IOb所示，升高电路单元3，并从凹槽13移出凸出部分35。 将整个设备枢转特定的径向角度，以将其定位在没有凹入部分然后固定的安装表面16上。 在所示实例中，将电路单元3旋转90°以将其定位。因为形成螺钉孔14以与安装孔34相对地安装，所以可将电路单元3固定在此位置中。在这点上，凸出部分35接触螺钉孔14附近的平安装表面16。因此，电路单元3的左下方的表面的高度也更高，高出的量等于凹槽 13的深度L，并且，其与编码盘2间隔一定间隙，该间隙具有宽度L。此设备以非常简单的方式提供每个单元的固定位置的精确确定，甚至没有特别经验和技能的操作员也可以可高度重现的方式装配此设备。此设备还提供仅具有少量修改的现有零件和现有设计的继续使用。因为其使用用来确定电路单元3的位置的夹具，所以，不需要特殊工具便可提供具有简单再现性的装配。仅需要在物体10上切出凹槽和在电路单元3上布置凸出部。如果预先确定其几何布置，那么可在其制造的同时将其形成。因此，任何额外的支出相对较小。图13至图18示出了本发明的一个示例性的实施方式。图13，图14b，图15和图 16示出了安装过程的正视图，图Ha示出了安装过程的透视图，图17是已装配上的编码器的平面图，图18是已装配上的编码器的正视图。此外，图1 示出了夹具的透视图，图14b 是夹具的横截面图。在图13至图18中，图1至图12所示的相同组成部件具有所应用的相同参考数字，因此，简化相应的描述。如图13所示，编码器包括电路单元3、编码盘2和盘毂1。在此示例性的实施方式中，用夹具来调节编码盘2的位置。为此原因，不需要如上所述的凹槽和凸出部。应该理解， 在物体10的安装表面中不存在凹槽，并理解，电路单元3中没有凸出部分。接下来，说明装配的过程。如图1 和图14b所示，准备夹具9，以调节编码盘2的位置。夹具9包括空心圆柱体形状的本体91，并具有从一个孔的边缘伸出的凸缘92。在凸缘92的最前面，具有与空心本体91同心的弧形孔93。此外，从空心本体91和凸缘92切出图案部分94，凸缘92是扇形的并相对于空心本体91的中心轴线以特定角度形成。另外，在凸缘92的内部和空心本体91上，提供从最下方的表面9 到极限部分95的距离L2。将此长度L2设计为比Ll间隙小一定量L。如图15所示，从轴11的上侧插入具有安装于其上的编码盘2的盘毂1，以将盘毂1与轴11连接。在这点上，盘毂1尚未处于固定状态中。然后，在编码盘2的上方设置夹具 9。在这点上，导致夹具9的空心圆柱体91的中心与盘毂1的中心重叠。孔93用作轴11 的通孔。在此状态中，移动尚未固定至盘毂1的编码盘2以调节其位置，使得其朝着凸缘92 的下表面伸出。用固定螺钉106将盘毂1固定至轴11。接下来，如图16所示，去除夹具，并将电路单元3固定在预定位置中。在这点上， 电路单元3的电路板单元的最下方的表面的高度Ll更高，高出一定量的间隙L。导致相对于编码盘2产生宽度L的间隙(例如，见图18)。因此，此设备提供非常简单的用于精确地确定每个单元的固定位置的方式，甚至没有特别经验和技能的操作员也可以可高度重现的方式装配此设备。用夹具来确定位置不需要切出凹槽，并且不需要和上述情况一样提供凸出部。因此，现有零件和现有设计的继续使用可以仅有少量修改。此外，因为夹具的成本相对较低，所以产生的成本不明显增加。图19至图M示出了本发明的一个示例性的实施方式。图19至图22示出了安装过程的正视图，图23是已装配上的编码器的平面图，图M是已装配上的编码器的正视图。 在图19至图M中，图1至图18所示的相同的组成部件具有应用于其的相同的参考数字， 并由此简化描述。如图19所示，编码器包括电路单元3、编码盘2和盘毂1。在此示例性的实施方式中，用垫片来调节位置。由于此原因，不需要使用夹具。接下来，说明装配的过程。如图19所示，从轴11的上侧插入具有安装于其上的编码盘2的盘毂1，以将盘毂1与轴11连接。在这点上，盘毂1尚未处于固定状态中。此外， 如图20所示，将电路单元3放置或安装，如果需要的话，暂时地固定在安装表面16上的常规位置处。在此状态中，调节固定至安装表面16的编码盘2的位置，以朝着电路单元33的电路基板32的最下方的表面伸出。用固定螺钉106将盘毂1固定至轴11。接下来，如图21所示，将电路单元3从待测量的物体10的安装表面16升高，并在电路单元3的固定位置中设置垫片8。垫片8的厚度等于编码盘2和电路基板32之间的间隙宽度L。此外，将电路单元3再一次设置在垫片8的顶部上，并调节其以与安装孔和安装螺钉孔14相应，并用螺钉将其固定。因此，可将电路单元3升高一定的量，此量为垫片8的高度L。然后，基板单元的最下方的表面的高度也更高，高出垫片8的高度的量L，导致相对于编码盘2产生间隙L。此示例性的实施方式还提供非常简单的用于精确地确定每个单元的固定位置的方式，甚至没有特别经验和技能的操作员也可以可重现的方式装配。因为电路单元3也用作夹具，所以，不需要使用特殊工具来确定位置，并且不需要特殊的机加工。此外，此设备提供没有修改的现有零件和设计的继续使用。此外，因为用来调节位置的垫片的成本非常低， 所以产生的成本影响最小。图25至图28示出了本发明的一个示例性的实施方式。图25是电路单元的透视图，图26是待测量的物体(在此情况中，是电机)的透视图，图27是固定至电机的电路单元的所调节的状态的透视图。在图25至图观中，图1至图M所示的相同的组成部件具有应用于其的相同的参考数字，并由此简化描述。如图25所示，电路单元3包括基体31和电路板32。将基体31形成为圆柱形的形状。朝向待测量的物体的基体的安装表面具有底部部分39，其在圆柱形的内径的方向上具有凸缘形状。底部部分39具有与圆柱形的中心同心地打开的孔36，从而形成在向下的方向上(即，安装表面的方向)打开的孔部分37。底部部分39具有一对与安装孔相对地形成的安装部分34。将安装部分34布置在旋转对称的位置，并且，其下部具有凸出部分35，将凸出部分35形成为在向下的方向上(即，安装表面的方向)伸出。如图沈所示，电机10的本体形成正方形立方体形状，轴11和旋转轴线基本上从其内部的中心伸出。在轴11的附近，在电机10的本体中的同心圆中形成图案部分15，从而在特定区域内去除其一部分。在此图案部分15的附近，在特定区域上，将凸出部分12形成为同心冠状圆形形状。电路单元3的孔37可装配在凸出部分12上。换句话说，此冠状凸出部分12的外径和孔37的内径基本相等。当将电路单元3与冠部组合时，可确定径向方向上的位置。此外，在电机本体的平安装表面16中形成螺钉孔14，以将电路单元3固定至其。另外，在延伸至边缘的带状区域中的轴的两侧上，形成由冠状凸起外部的平行线划界的凹槽13。接下来，说明安装过程，虽然应该相对于图7至图12参考上述安装过程。如图27 所示，这样设置电路单元3，使得电路单元3的凸出部分35装配在电机的主体的凹入部分 13的位置中。在这点上，通过冠状构造，因为固定径向方向上的位置，所以仅执行编码盘2 的高度的调节。可从形成于电路单元的底部中的图案部分执行调节。可以在电路板32上安装连接器71和电路元件72，以将其与外部电路连接。接下来，在完成编码盘2的调节和固定之后，如图观所示，将电路单元3升高并旋转90°，将其与安装部分34上的固定螺钉孔14的位置匹配，并用安装螺钉5固定。因此， 调节编码盘2的间隙。在此示例性的实施方式中，使用冠状构造，但这并不总是必须的，并且，通过只用螺钉固定，可实现位置确定功能，也可以使用其它位置确定机构。可以广泛地使用模块化旋转编码器的安装方法和可以通过这里描述的方法来安装的模块化旋转编码器。例如，可以以编码器的方式来使用此方法，以检测位移量、旋转次数、物体的旋转速度，所述物体可以是可旋转体(例如，电机、内燃机，或手绕装置等)。不限制于增量或绝对信号的输出，并且，其能以任何类型进行使用。此外，不限制于某一类型的扫描原理，例如光学、磁的或感应扫描原理。
权利要求
1.一种用于在待测量的物体上安装模块化旋转编码器的方法，所述模块化旋转编码器包括编码盘和电路单元，所述方法包括将所述编码盘设置在所述物体的可旋转的轴上；沿着所述轴的旋转轴线调节所述编码盘的位置，以使到所述待测量的物体的距离与预定值相应；在调节之后，将所述电路单元固定至所述待测量的物体。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过压力接触将所述编码盘安装在盘毂上；用终端锁定机构将所述轴的顶部固定至所述盘毂；并且将具有安装于其上的所述编码盘的所述盘毂沿着轴向方向滑动地移动，以调节所述编码盘的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轴的旋转轴线与待测量的物体的旋转轴线相应，将所述编码盘设置在所述轴上包括，使所述编码盘在所述轴上压配合，所述调节包括在轴向方向上滑动地移动所述编码盘，以调节到所述待测量的物体的距离。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在盘毂上安装所述编码盘，所述盘毂包括适于将所述轴固定至所述盘毂的锁定工具机构；将具有安装于其上的编码盘的盘毂装配至所述轴；通过沿着轴向方向滑动地移动所述轴，来调节所述盘毂的位置；以及在调节所述盘毂的位置之后，通过所述锁定工具机构将所述盘毂固定至所述轴。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，使用(a)垫片和(b)夹具中的至少一个执行位置调节。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其中，通过与所述电路单元垂直相对地布置所述编码盘，来执行位置调节。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述电路单元的安装表面和所述待测量的物体上形成互补的阳接头和阴接头，在所述电路单元的接头的位置处执行位置调节，所述位置调节包括将所述电路单元移动并固定在所述接头无法彼此接合的位置。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述位置调节包括，在所述电路单元和待测量的物体之间插入所述垫片。
9.一种模块化旋转编码器，包括盘毂；编码盘；以及电路单元；其中，用以下方式中的至少一种来安装所述编码盘(a)压配合和(b)粘接在所述盘毂上，以将所述模块化旋转编码器安装在待测量的物体上。
10.根据权利要求9所述的模块化旋转编码器，其中，将所述编码盘在中间位置安装在所述盘毂上，以将所述模块化旋转编码器安装在待测量的物体上。
11.根据权利要求9所述的模块化旋转编码器，其中，所述电路单元能通过垫片安装在待测量的物体上，由此将所述模块化旋转编码器安装在所述待测量的物体上。
12.根据权利要求9所述的模块化旋转编码器，其中，所述电路单元能通过形成于所述电路单元和所述待测量的物体上的阳接头和阴接头的相互接合安装在所述待测量的物体上，从而将所述模块化旋转编码器安装在所述待测量的物体上。
全文摘要
一种用于模块化旋转编码器的安装方法以及一种模块化旋转编码器以简单的用户对准操作提供精确的位置确定，模块化旋转编码器可简单地再生产和装配，并且还具有简单的构造。用于在待测量的物体上安装模块化旋转编码器的安装方法包括将编码盘设置在旋转轴线上；沿着旋转轴线调节编码盘，以导致到待测量的物体的距离与预定值相应；以及(c)然后将电路单元固定至待测量的物体，模块化旋转编码器包括编码盘和电路单元，在该模块化旋转编码器中，编码盘安装在旋转轴线上。
文档编号G01D5/347GK102197283SQ200980142562
公开日2011年9月21日 申请日期2009年11月24日 优先权日2008年12月26日
发明者中村义行, 奥山晃久 申请人:约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司