[实用新型]形成有定位图案的编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种形成有定位图案的编码器。

背景技术

在编码器工作时，光源发出的光依次通过码盘和固定光栅盘，最后被光电元件接收，转化为脉冲信号输出。当码盘上的光栅与固定光栅盘上的光栅对齐时，光线全部都被光电元件接收，此时输出的脉冲最大。但若在组装码盘和固定光栅盘时出现了偏差，使得在编码器工作中，码盘的光栅和固定光栅盘上始终无法完全对齐，则会影响光的通过，使得最后的测量结果精度下降。

所以，在组装编码器时，需要将码盘和固定光栅盘定位在某个预定位置，当被定位在预定位置后，码盘上的所有光栅孔随着码盘的旋转能够依次和固定光栅盘的栅孔对齐，此时光源发射出的光能够全部通过，保持测量结果的精度。

在现有技术中，码盘和固定光栅盘在装配时的定位是通过分别位于码盘和固定光栅上的两条定位曲线实现的。当码盘和固定光栅盘被正确地定位在预定位置时，从显微镜中可以观察到这两条定位曲线完全重叠。

但是该两条定位曲线一般都是通过镀铬而形成，所以呈现出相同的颜色。此外定位曲线具有一定的线宽，而且其长度远小于码盘的外缘周长，这样，当码盘和固定光栅盘的实际位置相对于预定位置存在细微偏差，例如，两条定位曲线之间相互交叉呈细微的θ角度时，即使使用显微镜观察，两条定位曲线依然看上去是重叠的，无法观察到其错位。但此时，编码器的测量结果的精度已经受到影响。

实用新型内容

为了解决上述码盘和固定光栅盘定难以定位，尤其是难以在θ方向上定位的问题，本实用新型提供了一种改进的编码器，可以有效地解决这个问题。本说明书中，设定x方向为水平方向，y方向为垂直方向，θ方向为将x方向朝y方向旋转的方向。互补图案是指能够构成一个完整图案的两个相互对应的图案，而完整图案是指内部没有空隙的图案。

根据本实用型新的一个方面，提供了一种编码器，其包括码盘和固定光栅盘，码盘上形成有第一定位图案；光栅盘上形成有第二定位图案；第一定位图案和第二定位图案为栅形互补图案，当码盘和光栅盘被正确地定位在预定位置时，第一定位图案和第二定位图案构成完整图案，完整图案为内部没有空隙的图案，第一定位图案和第二定位图案为不透光的图案。

利用码盘上的图案和固定光栅盘上的图案之间的互补关系而非重叠关系来检测码盘和固定光栅盘是否被定位在了正确位置上是更为有效的。因为若码盘和固定光栅盘没有被正确定位，则两个图案无法拼合成一个完整的图案，最终的拼合图案内部必定会留有空隙。码盘的材料为透光材料，所在该空隙处会有光线透过，与空隙周围不透光的图案形成对比强烈，很容易被观测到。

进一步，第一定位图案包括多个分别在不同方向上延伸的栅形图案；第二定位图案包括与第一定位图案中的多个栅形图案分别对应互补的多个栅形图案。

在栅形图案的优点在于栅条和空隙相互间隔地分布，具有一定地规律。尤其当两个图案之间旋转错开θ角度时，构成的图形内部会存在明显地具有不规则外形的空隙，易于察觉。此外，一个定位图案中包括多个方向延伸的栅形图案，则会出现多个不同角度的空隙带，更加便于观测到码盘和固定光栅盘的错位。

进一步，第一定位图案包括第一栅形图案和第二栅形图案；第二定位图案包括第三栅形图案和第四栅形图案；第一栅形图案与第三栅形图案互补，第二栅形图案与第四栅形图案互补。

进一步，第一栅形图案、第二栅形图案、第三栅形图案和第四栅形图案中的栅条在各自的栅形图案中的宽度相等。

进一步，第一栅形图案、第二栅形图案、第三栅形图案和第四栅形图案中的栅条在各自的栅形图案中的长度相等。

具有这种结构的各个栅形图案及其组成的定位图案，由于本身具有更规则的形状，最终形成的完整图形的外轮廓光滑，且当有错位时，外形不规则的空隙分布也较均匀，这些特点都更有助于观察到错位的存在。

进一步，第一栅形图案中的每个栅条与第二栅形图案中的每个栅条呈45度夹角；第三栅形图案中的每个栅条与第四栅形图案中的每个栅条呈45度夹角。

对于加工工艺来说，栅条呈45度夹角的两个栅形图案最便于加工。

进一步，沿着码盘的边缘分布有多个第一定位图案。在码盘的定位图案可以分布有多个，这样在装配时，不用将码盘绕码盘的中心旋转来寻找第一定位图案，方便装配时的操作。

进一步，码盘或光栅盘上还形成有第三定位图案，当码盘和光栅盘被正确地定位在预定位置时，第三定位图案位于由第一定位图案和第二定位图案构成的完整图案的外部，并与不位于码盘或光栅盘上的外部参照物对准。