具稳定精度的圆光栅

摘要

本发明涉及一种具稳定精度的圆光栅，包括光栅本体，且在该本体上设有原始零线、圆形的栅线和其他工作区，所述本体上还设有一个贯穿所述原始零线的稳光圈，可在外部光源的照射下产生整圈的托底光。本发明设计合理，结构简单，工作稳定，通过稳光圈产生托底光，可将圆光栅与运动轴之间的垂直度信息，或是圆光栅上金属膜的均匀度信息，传递给中央处理器，并通过矫正光源，使圆光栅编码器的工作更加精确和稳定，从而减小了外界温度的影响，并可延长其使用寿命。

权利要求

1.一种具稳定精度的圆光栅，包括光栅本体（5），且在该本体（5）上设有原始零线（1）、圆形的栅线（3）和其他工作区（4），其特征是所述本体（5）上还设有一个贯穿所述原始零线（1）的稳光圈（2），可在外部光源的照射下产生整圈的托底光；所述稳光圈（2）为圆形透光环，其圆心与原始零线（1）及栅线（3）的圆心重合，其中心半径与原始零线（1）的中心半径相同，其半径方向的宽度为0.08-0.12mm，且均布于中心圆的两边。

2.根据权利要求1所述之具稳定精度的圆光栅，其特征是所述原始零线（1）为透光线，所述栅线（3）由透光线和不透光线辐射相间而成，且该原始零线（1）和栅线（3）汇聚于本体（5）的圆心。

3.根据权利要求1所述之具稳定精度的圆光栅，其特征是所述本体（5）为圆形透明玻璃体，中心设有圆孔，并在该本体（5）不透光的区域蒸镀有不透光的金属膜。

4.根据权利要求1所述之具稳定精度的圆光栅，其特征是所述的原始零线（1）的信号与噪声比等于或大于3。

5.根据权利要求1所述之具稳定精度的圆光栅，其特征是所述其他工作区（4）与栅线（3）同心。

说明书

具稳定精度的圆光栅

技术领域

[0001] 本发明涉及一种光栅，尤其是一种圆光栅，具体的说是一种具稳定精度的圆光栅。

背景技术

[0002] 目前，现代的运动控制已得到了迅猛的发展，因而需要其在较宽运动范围、较宽的工作温度范围和较长的工作年限范围得到更高的精度。作为运动控制的一个重要环节，即圆光栅编码器，也因此为人们越来越重视，并被广泛应用于精密机床、自动火车和各种电梯等运动主体上。作为运动控制中的主要部件——圆光栅编码器，由于其具有运动精确平稳，故障率低和寿命长等特点，已成为运动主体中不可或缺的重要元素。但是，目前常用的圆光栅大都只包括零线和圆形栅线。当工作环境较差，或是经过较长时间的运行后，容易产生污垢而影响其精度。而且，如果运动主体的抖动比较剧烈时，也会带动光栅的振动，使其与转轴间的垂直度发生暂时的变化，进而影响透过光栅落到光电接收器上的信号强度，使误差增大。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种具稳定精度的圆光栅，可以提供含有光栅与运动轴间垂直度信息的托底光，有效避免污垢或抖动等因素造成的精度下降，提高光栅的稳定性。

[0004] 本发明的技术方案是：

[0005] 一种具稳定精度的圆光栅，包括光栅本体，且在该本体上设有原始零线、圆形的栅线和其他工作区，所述本体上还设有一个贯穿所述原始零线的稳光圈，可在外部光源的照射下产生整圈的托底光。

[0006] 进一步的，所述原始零线为透光线，所述栅线由透光线和不透光线辐射相间而成，且该原始零线和栅线汇聚于本体的圆心。

[0007] 进一步的，所述稳光圈为圆形透光环，其圆心与原始零线及栅线的圆心重合，其中心半径与原始零线的中心半径相同，其半径方向的宽度为0.08-0.12mm，且均布于中心园的两边。

[0008] 进一步的，所述本体为圆形透明玻璃体，中心设有圆孔，并在该本体不透光的区域蒸镀有不透光的金属膜。

[0009] 进一步的，所述的原始零线的信号与噪声比等于或大于3。

[0010] 进一步的，所述其他工作区与栅线同心。

[0011] 本发明的有益效果：

[0012] 本发明设计合理，结构简单，工作稳定，通过稳光圈产生托底光，可将圆光栅与运动轴之间的垂直度信息，或是圆光栅上金属膜的均匀度信息，传递给中央处理器，并通过矫正光源，使圆光栅编码器的工作更加精确和稳定，从而减小了外界温度的影响，并可延长其使用寿命。

附图说明

[0013] 图1是本发明的结构示意图。

[0014] 其中：1-原始零线；2-稳光圈；3-栅线；4-其他工作区；5-本体。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

[0016] 如图1所示，本发明包括光栅本体5，且在该本体5上设有原始零线1、圆形的栅线3和其他工作区4。所述本体5为圆形透明玻璃体，中心设有圆孔，用于安装到运动体的转轴上。该本体5不透光的区域蒸镀有不透光的金属膜。所述原始零线1为透光线，是在圆光栅上一个特定的张角内设定的高信噪比透光元素，其信号与噪声比等于或大于3。当该光栅绕着它的圆心转动时，这个原始零线1透过的光可落在光电接收器上，产生高强度的光脉冲。
所述本体5上还设有一个贯穿该原始零线1的稳光圈2。该稳光圈2为圆形透光环，其圆心与原始零线1及栅线3的圆心重合，其中心半径与原始零线1的中心半径相同，其半径方向的宽度为0.08-0.12mm，且均布于中心园的两边。优选的，其半径方向的宽度选0.1mm。当外部光源透过该稳光圈2时，可产生整圈的托底光。而这个托底光中可包含以下信息：光栅与运动轴不垂直或不同心；光栅本体上的蒸镀金属层不均匀；因光栅多年工作后而沉积有污垢；光栅编码器所处的环境温度发生变化。而且该稳光圈2没有盲区，可以获得全部的信息。所述栅线3由透光线和不透光线辐射相间而成，使该光栅可产生系列透光元素。所述原始零线1和栅线3汇聚于本体5的圆心，且所述其他工作区4也与栅线3同心。

[0017] 当该具稳光圈的圆光栅工作时，接收光信号的光电器件在接收零线的光信号时，可把前述的脉冲光信息和托底光的全部信息都转变成了光电流，并将其传输给智能编码器中处理信号的中央处理器。该中央处理器就可根据接收到的上述信息自动校正圆光栅编码器碰到的各种干扰，并通过校正的电流电压来控制发光的LED，使圆光栅编码器工作在精确的、可靠的、不受环境温度影响的且合理的长寿命状态。

[0018] 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。