[发明专利]磁性编码器和参考标记施加器

说明书

技术领域

本发明涉及磁性编码器。这种编码器在被安装到旋转从动件(诸如伺服电机等)或者线性从动件(诸如线性致动器等)的驱动轴上时可以被用来产生位置信息。

背景技术

编码器用作这样的装置，该装置用于检测机器的两个相对可移动零件的相对旋转或线性位置。这就允许精确地定位这些机器并且确定诸如速度和加速度等量。为此目的可以获得多种不同种类的编码器。

增量型磁性编码器包括安装在其中一个机器零件上的旋转或线性标尺，所述标尺具有一系列间隔开的磁性标记。读取头被安装至另一机器零件以便沿着标尺通过，从而读出所述标记并且产生周期的或脉冲的信号。计数器计算所述周期或者脉冲以便给出位置输出。这可以例如被用作位置反馈以便定位控制所述运动的伺服机构。

然而，每当从所述装置去除动力时，增量型编码器就需要初始化。初始化所述编码器需要感测“原点”或参考点的位置，然后所述“原点”或参考点的位置被用作进行后续位置测量的参考(或者原点，或零点)。如果所述初始化过程包括误差，则所有后续测量将包括所述误差。因此已知给所述标尺设置用于此目的的参考标记。

期望的是当标尺被安装在机器上时，用户能够选择沿着标尺的参考标记的位置。因此某些已知的编码器提供了多个参考标记并且允许用户例如借助外部开关选择要用哪一个标记。然而，设置所述开关(以及相关电子器件)是昂贵的并且不方便的。

另一种方法是提供分离的参考标记，所述分离的参考标记可被用户在需要时放置在标尺旁边。然而，这需要附加的空间，所述空间可能不能获得。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种具有一系列间隔开的周期性磁性标记的磁性编码器标尺，以及用于沿着所述标尺定位参考标记的施加器或模板，所述施加器或模板具有：

与所述周期性标尺标记相对应的一个或多个磁性标记，藉此当所述施加器或模板位于标尺上时其自动地相对于所述周期性标尺标记呈限定的相位关系；以及

用于定位或者形成所述参考标记的结构。

本发明的第二方面提供了一种施加器或者模板，其与如上述第一方面限定的磁性编码器标尺一起使用。

本发明的第三方面提供了一种方法，其应用这种施加器或模板将参考标示件施加至磁性编码器标尺。

附图说明

下面将参照附图并借助例子描述本发明的优选实施例，其中：

图1显示了包括标尺和读取头的编码器；

图2是图1的标尺和读取头的端部视图；

图3是用于读取头的电子线路的简化示意图；

图4显示了由所述读取头产生的信号；

图5显示了施加器模板的第一实施例；

图6A-6C显示了施加器模板及其使用方法的第二实施例；

图7A-7B显示了用在第二实施例中的参考标示件的构造；

图8A-8B显示了用在第二实施例中的施加器模板的构造；

图9、10和11显示了根据本发明的方法以及用在所述方法中的施加器模板的第三实施例。

具体实施方式

图1显示了磁性增量编码器，其包括细长的标尺组件10和读取头组件12。正如本领域公知的，所述标尺组件10包括周期性磁化图案，诸如一系列相对地细密间隔开的交替磁极，所述磁极垂直于所述标尺组件的纵向边缘延伸。沿纵向方向每个磁极的长度在图1中被标示为D，并且可以例如为2毫米。所述标尺10适当地为磁带的形式。所述磁带可以具有钢制基片(未示出)，所述基片上覆盖有涂胶磁性层，所述磁性层具有带交替磁极的磁性图案。所述基片在其下侧可以具有粘连层用于附接至机器零件。所述粘连层可以由背衬层保护，所述背衬层在使用时被剥落。这种磁带在市场上能买到。

所述标尺组件10被安装至或紧固至机器的其中一个可相对移动零件上，并且所述读取头组件12被安装或紧固至另一个零件上，使得它们相对于彼此沿长度方向可相对移动。所述读取头具有线路，所述线路响应于周期性磁性图案来提供相对运动的标志。同样图1显示了由诸如软铁等磁性材料制成的参考标示件儿。如下所述，它仅仅被附接在标尺宽度的一部分上。

图2显示了标尺上方读取头组件12的简化端部视图。在图示实施例中，读取头包括两组分离的磁性检测器16-1和16-2以及用于信号调节和插入的电子线路18。其中一组磁性检测器16(例如16-1)结合标尺组件10上的标尺图案操作以便以相对高的精度检测增量相对运动。另一组磁性检测器(例如16-2)检测标示件11，所述标示件11用来建立绝对位置指示的参照物或指针。磁性检测器可以用不同的技术实现，诸如磁阻梯度仪或霍尔传感器。下面描述了应用磁阻梯度仪的一个例子。