CN112729172B - 一种编码器码盘偏心检测设备以及偏心调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种编码器码盘偏心检测设备，包括用于驱动待测编码器的转轴旋转的旋转装置；固定设置在待测编码器的码盘上的第一光栅，第一光栅为和码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；光源、和转轴相对位置固定的第二光栅以及莫尔条纹检测器；光源输出的光线经过第一光栅和第二光栅两个光栅产生随码盘旋转而变化的莫尔条纹；莫尔条纹检测器用于检测莫尔条纹并以此输出偏心数据，以确定码盘相对于转轴的偏心量。本申请利用第一光栅和第二光栅形成的莫尔条纹确定出码盘相对于转轴的偏心数据，在很大程度上减小了编码器的偏心误差，提高了编码器的测量精度。本申请还提供了一种编码器偏心调节方法，具有上述有益效果。

Description

一种编码器码盘偏心检测设备以及偏心调节方法

技术领域

本发明涉及编码器装调技术领域，特别是涉及一种编码器码盘偏心检测设备以及编码器码盘偏心调节方法。

背景技术

旋转编码器作为精密数字测量装置，能够实现对监控系统的高精度检测，具有测量精度高、体积小、重量轻，使用可靠、易于维护等优点，被广泛应用于数控机床、机器人、纺织、医疗及电梯等领域。

随着旋转编码器的广泛应用，人们对旋转编码器的精度要求也越来越高。对于旋转编码器而言，圆形码盘的偏心误差是其测量误差的主要来源之一。在旋转编码器内部，旋转编码器的转轴带动圆形码盘旋转，通过圆形码盘检测的旋转角度实现角度位置测量。理论上而言，圆形码盘的几何中心轴应当和转轴的旋转轴重合，但是在实际生产组装过程中，往往因为工艺问题，使得圆盘的几何中心和转轴的旋转轴不重合，导致实际测量的角度位置存在误差，也即是所谓的偏心误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种编码器码盘偏心检测设备以及编码器码盘偏心调节方法，能够有效减小旋转编码器的偏心误差，提高编码器的测量精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种编码器码盘偏心检测设备，包括：

用于驱动待测编码器的转轴旋转的旋转装置；

用于固定设置在所述待测编码器的码盘上的第一光栅，所述第一光栅为和所述码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；

光源、第二光栅以及莫尔条纹检测器；

其中，所述第二光栅和所述转轴相对位置固定；所述第二光栅和所述第一光栅用于设置于所述光源的输出光路上，且所述光源输出的光线经过所述第二光栅和所述第一光栅两个光栅，输出莫尔条纹；

所述莫尔条纹检测器用于检测随所述码盘旋转而变化的所述莫尔条纹，并根据所述莫尔条纹的干涉状态输出偏心数据，以便根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴的偏心量。

在本申请的可选实施例中，所述第一光栅为反射光栅，所述第二光栅为透射光栅；所述第二光栅设置在所述第一光栅和所述光源之间或者设置在所述第一光栅和所述莫尔条纹检测器之间。

在本申请的可选实施例中，所述第一光栅为栅距为10μm～80μm的同心圆栅线形成的光栅。

在本申请的可选实施例中，所述莫尔条纹检测器包括光电传感器和光栅信号细分模块；

所述光电传感器用于根据检测到的所述莫尔条纹的干涉状态输出对应的电信号；

所述光栅信号细分模块用于根据所述电信号输出对应的偏心数据。

在本申请的可选实施例中，所述旋转装置包括和所述转轴相连接的驱动装置和旋转角检测器；所述旋转角检测器用于所述驱动装置驱动所述转轴旋转的旋转角度。

在本申请的可选实施例中，还包括和所述旋转角检测器以及所述莫尔条纹检测器相连接的处理器；

所述处理器用于根据所述旋转角度和所述偏心数据，确定包括所述码盘相对于所述转轴的偏移方向和偏移距离的所述偏心量。

在本申请的可选实施例中，还包括显微镜，用于对所述码盘相对于所述转轴的偏移进行粗调。

本申请还提供一种编码器码盘偏心调节方法，包括：

控制待测编码器的转轴带动码盘旋转；其中，所述码盘上设置有第一光栅，所述第一光栅为和所述码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅，且和所述码盘固定连接；

采集莫尔条纹检测器检测随所述码盘旋转而变化的莫尔条纹输出的偏心数据；其中，所述莫尔条纹为光线经过第二光栅和所述第一光栅形成的莫尔干涉条纹；所述第二光栅为和所述第一光栅位于同一光束的光路上且和所述转轴相对位置固定的光栅；

根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴之间的偏心量；并根据所述偏心量对所述码盘和所述转轴之间的相对位置进行调节。

在本申请的可选实施例中，根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴之间的偏心量，包括：

根据所述转轴旋转至不同旋转角度时对应的所述偏心数据，确定极大偏心数据和极小偏心数据以及所述极大偏心数据对应的旋转角度和所述极小偏心数据对应的旋转角度；

根据所述极大偏心数据对应的旋转角度和所述极小偏心数据对应的旋转角度确定所述码盘相对于所述转轴的偏移方向，且以所述极大偏心数据的大小和所述极小偏心数据的大小的平均值为所述码盘相对于所述转轴的偏移距离，以获得包括所述偏移方向和所述偏移距离的所述偏心量。

在本申请的可选实施例中，在控制待测编码器的转轴带动码盘旋转之前，还包括：

通过显微镜对所述转轴和所述码盘之间的相对偏移进行粗调。

本发明所提供的一种编码器码盘偏心检测设备，包括用于驱动待测编码器的转轴旋转的旋转装置；用于固定设置在待测编码器的码盘上的第一光栅，第一光栅为和码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；光源、第二光栅以及莫尔条纹检测器；其中，第二光栅和转轴相对位置固定；第二光栅和第一光栅用于设置于光源的输出光路上，且光源输出的光线经过第二光栅和第一光栅两个光栅，输出莫尔条纹；莫尔条纹检测器用于检测随码盘旋转而变化的莫尔条纹，并根据莫尔条纹的干涉状态输出偏心数据，以便根据偏心数据确定码盘相对于转轴的偏心量。

本申请中所提供的编码器码盘偏心检测设备，在码盘上设置第一光栅，那么当编码器的转轴带动码盘旋转时，如果码盘和转轴之间的中心轴存在偏移，第一光栅在旋转过程中也同样处于偏心旋转状态；进而使得第一光栅和第二光栅之间的相对位置随着转轴的旋转而发生周期性的动态变化，第一光栅和第二光栅均设于光源的出射光路上，也就是说光源输出的光线依次经过两个光栅之后可以形成动态变化的莫尔条纹。因为转轴和第二光栅相对位置固定，而码盘和第一光栅固定连接，转轴和码盘之间的相对偏移即可通过第一光栅和第二光栅之间的相对位置动态变化体现出来，也即是说莫尔条纹的变化也就体现了码盘相对于转轴的偏心旋转。由此基于莫尔条纹检测器对这一动态变化的莫尔条纹进行检测，从而确定出码盘相对于转轴的偏心数据。基于该偏心数据即可实现编码器中码盘和转轴之间偏心的精准调节，在很大程度上减小了编码器的偏心误差，提高了编码器的测量精度。

本申请还提供了一种编码器偏心调节方法，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的编码器码盘偏心检测设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的编码器码盘偏心检测设备的光路结构示意图；

图3为本申请实施例提供的光斑和第一光栅之间相对位置变化示意图；

图4为本申请实施例提供的旋转角度和偏心数据之间对应关系的坐标示意图；

图5为本申请实施例提供的编码器码盘偏心调节方法的流程示意图。

具体实施方式

目前，对旋转编码器偏心误差的常规检测调节方法是通过显微镜进行的。显微镜的视场为圆形，一般圆形视场的圆心会有一个十字型基线。在利用显微镜调节旋转编码器中转轴和码盘的中心相对偏移时，可以将显微镜从旋转编码器的正上方正对码盘，将圆形视场的十字型基线中心和转轴对准，通过圆形视场的基圆和码盘上环形码道之间的偏移情况，即可确定码盘相对于转轴的偏移情况，并由此对码盘和转轴之间的相对偏心量进行调节。这种调节方式尽管能够在一定程度上实现码盘和转轴之间的偏心调节，但是这种调节方式主要依赖人眼透过显微镜镜头观察，误差较大，难以满足编码器的高精度测量要求。

为此，本申请中提供了一种能够更精准的实现编码器中码盘和转轴之间的偏心量，以实现码盘和转轴偏移的高精度调节的技术方案。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，图1为本申请实施例提供的编码器码盘偏心检测设备的结构示意图，图2为本申请实施例提供的编码器码盘偏心检测设备的光路结构示意图，该编码器码盘偏心检测设备，可以包括：

用于驱动待测编码器10的转轴12旋转的旋转装置3；

用于固定设置在待测编码器10的码盘11上的第一光栅13，第一光栅13为和码盘11的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；

光源4、第二光栅5以及莫尔条纹检测器2；

其中，第二光栅5和转轴12相对位置固定；第二光栅5和第一光栅13用于设置于光源4的输出光路上，且光源4输出的光线经过第一光栅13和第二光栅5两个光栅，输出莫尔条纹；

莫尔条纹检测器2用于检测随码盘11旋转而变化的莫尔条纹，并根据莫尔条纹的干涉状态输出偏心数据，以便根据偏心数据确定码盘11相对于转轴12的偏心量。

需要说明的是，本实施例中所指的待测编码器10是正在进行组装装调的旋转编码器，码盘11和待测编码器10的主体之间填充有紫外感光胶。

另外，莫尔条纹是指两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。

对于第一光栅13和第二光栅5而言，可以分别为反射光栅或者透射光栅，也即是说，光线入射至光栅表面可以反射或透射出具有光栅图案，那么，当光源4的光线依次经过两个光栅时，两个光栅之间的光栅图像即可形成相互叠加干涉的效果，从而形成相互干涉的莫尔条纹。

如前所述，第一光栅13和码盘11固定连接，而第二光栅5和转轴12相对位置固定，也即是说第一光栅13和码盘11相对静止，第二光栅5和转轴12相对静止。转轴12在旋转过程中是以其自身为旋转轴旋转的，因此，即便是转轴12带动码盘11旋转，转轴12的位置也是固定不变的，而第二光栅5只要保持静止状态，即可和转轴12保持相对位置固定不变。

因为第一光栅13和码盘11之间相对静止，且第一光栅13和码盘11上的码道同心设置，那么在转轴12带动码盘11偏心旋转时，第一光栅13也和码盘11同步偏心旋转，第一光栅13和码盘11在旋转过程中位置的动态变化过程也就相同；而第二光栅5和转轴12相对静止，那么在转轴12带动码盘11旋转过程中，第一光栅13相对于第二光栅5的位置的动态变化也就间接反映了码盘11相对于转轴12位置的动态变化；第一光栅13相对于第二光栅5的位置相对发生动态变化，那么经过第一光栅13和第二光栅5的光线产生的莫尔条纹也会产生动态变化。

以图2为例进行说明，第一光栅13设置在码盘11的表面上，第二光栅5设置在第一光栅13和光源4均设置在第一光栅13的上方。当光源4的输出的光线入射至第一光栅13的表面，入射至第一光栅13的光栅线上的光线发生反射，入射至光栅线之间的光线不发生反射(或反射率低)由此入射至第一光栅13表面的光线即可反射输出携带有第一光栅13的光栅图案的反射光线，该部分反射光线入射至第二光栅5，入射至第二光栅5的光栅线之间的光线透射，而入射至第二光栅5的光栅线上的光线被阻断无法透射，由此从第二光栅5出射的光线也即是第一光栅13和第二光栅5的光栅图案相互干涉形成的莫尔条纹。

因为第一光栅13和码盘11上的码道同心设置且相对静止，因此如果码盘11和转轴12之间存在偏心误差，当转轴12旋转时，第一光栅13也即随着码盘11偏心旋转导致位置随着旋转而周期性动态变化，如图3所示，图3为本申请实施例提供的光斑和第一光栅之间相对位置变化示意图。为了便于显示和理解，图3中上下两个第一光栅13分别表示第一光栅13旋转至两种不同角度的位置，为了便于理解和对照，将两种不同位置状态的第一光栅13的旋转中心轴共轴进行表示。因为光源4位置是固定不变的，因此，在第一光栅13所在的旋转平面上光斑的位置不发生变化，而随着第一光栅13的旋转，第一光栅13在旋转平面上的位置发生周期性的动态平移，进而导致光斑辐照在第一光栅13上的位置发生了变化，因此经过第一光栅13表面反射的带有光栅图案的反射光线也在随之偏移，进而使得第一光栅13和第二光栅5形成的莫尔条纹的干涉状态发生变化，且该干涉状态的变化和码盘11旋转的角度位置一一对应，这种变化是随着第一光栅13旋转一圈为一个周期的周期性变化。

可以理解的是，码盘11相对于转轴的偏心量是直接影响形成的莫尔干涉条纹的形状的。由此基于莫尔干涉条纹在一个旋转周期内的干涉状态即可确定码盘11相对于转轴12的偏心量。该偏心量具体是依据莫尔条纹检测器2对第二光栅5输出的莫尔条纹进行检测分析输出的偏心数据确定的。

对于莫尔条纹检测器2，也即是能够识别检测莫尔条纹的光学设备。可以包括光电传感器21和光栅信号细分模块22。光电传感器21可以感应接收莫尔条纹的光线并输出对应的电信号，光栅信号细分模块22根据该电信号进行信号分析，确定出第一光栅13和第二光栅5之间随着转轴12的旋转，两个光栅在如图3所示的左右方向的相对移动距离(既光斑中心和转轴中心所在直线上的相对移动距离)，这一变化的移动距离即可间接反映码盘11相对于转轴12的偏心量，为了便于后续处理，光栅信号细分模块22可以将分析获得的表征移动距离的偏心数据转换为数字信号输出。对于莫尔条纹的检测和分析是目前已经较为成熟的技术，本实施例中仅仅是利用了具有这种功能的检测设备实现偏心数据的检测，对于莫尔条纹的实际检测原理属于常规技术，在此不详细论述。

基于上述论述可知，本实施例中基于随码盘11旋转和码盘11保持相对位置不变的第一光栅13，与相对于转轴12的位置保持不变的第二光栅5这两个光栅之间形成莫尔条纹，基于两个光栅之间的莫尔条纹，获得转轴12和码盘11之间的偏心量，即可基于该偏心量实现码盘11和转轴12之间偏心的调节。

此外，还需要进一步的说明的是，对于图2而言，仅仅是本申请的一种具体实现方案。在实际应用中编码器码盘偏心检测设备的各个部件还存在其他实现方案。

例如，对于第二光栅5而言，其并不必然设置在第一光栅13和莫尔条纹检测器2之间，也可以设置在光源4和第一光栅13之间。也即是说，光源4输出的光线先经过第二光栅5产生部分透射再入射至第一光栅13，由第一光栅13产生部分反射进而输出莫尔干涉条纹，也能够实现本申请的技术方案。

还例如，对于第一光栅13也并不必然是通过反射光线产生莫尔条纹，还可以是透射光线，例如，可以将光源4设置在第一光栅13的内部，使得光源4的光线从第一光栅13产生部分透射，并且部分透射的光线入射至第二光栅5形成莫尔条纹。

还例如，对于第二光栅5而言，其对入射的光线作用也可以是反射，例如将第一光栅13设置在第二光栅5的反射出射光路上，或者是第二光栅5设置在第一光栅13的出射光路上，莫尔条纹检测器设置在第二光栅5的反射出射光路上，也能够实现本申请的技术方案。

由此可见，对于第二光栅5、光源4以及莫尔条纹检测器2之间的光路可以存在多种不同的实现方式，而第二光栅5、光源4以及莫尔条纹检测器2之间的相对位置关系可以依据具体的光路进行设置，对此，本申请中不做特别的限制，只要光源4输出的光线能够依次经过第一光栅13和第二光栅5形成莫尔条纹，并被莫尔莫尔条纹检测器2检测到即可。

对于第一光栅13和第二光栅5而言，要使得光线依次经过两个光栅之后，可以形成莫尔干涉条纹，显然两个光栅均需要为频率周期固定的光栅。

对于第一光栅13，因为其旋转过程中位置移动状态需要直接反映码盘11的移动状态，因此，在码盘11为圆形的基础上，第一光栅13优先选择圆形光栅或圆环形光栅。当然，原则上而言，只要第一光栅13为以码盘11的圆心为中心的中心对称的光栅也能够实现本申请的技术方案，类似于正方形光栅、正多边形光栅等等，但是这会在一定程度上增加莫尔条纹随第一光栅13旋转动态变化的复杂程度。例如，如果第一光栅13为多个同心、等距边长逐渐减小的正方形栅线形成的正方环形光栅，即便是第一光栅13的中心和转轴12中心重合，随着第一光栅13的旋转，第一光栅13和第二光栅5之间的莫尔条纹也会发生周期性变化，进而使得码盘11和转轴12存在偏心的状态下，莫尔条纹的动态变化过于复杂。因此本申请中的第一光栅13可以是中心对称图像的光栅，优选的为圆形图案或者圆环形图案的光栅。

例如，第一光栅13可以是多个同心圆栅线形成的光栅，相邻栅线之间的间距可以是在10μm～80μm之间。

可以在码盘11上加工形成第一光栅13，加工形成的第一光栅13可以位于码盘11的码道环内也可以位于码道的环外。当然也不排除第一光栅13是码盘11加工完成后，第一光栅13可拆卸的安装在码盘11上，只要保证第一光栅13的中心和码盘11圆心重合即可。

对于第二光栅5，对于第二光栅5，其相邻栅线之间的间距可以与第一光栅13相同。只要第二光栅5的光栅图案为固定周期变化的光栅即可，最简单的是等距平行分布的多个栅线形成的光栅，也可以是其他形式的光栅，对此本申请中不做具体限制。

另外，对于驱动待测编码器10旋转的旋转装置3，可以包含两部分，一部分为驱动装置，一部分为旋转角检测器，驱动装置用于带动待测编码器10的转轴12旋转，而旋转角检测器用于检测驱动装置带动编码器旋转的旋转角度。

如图1所示，图1中的待测编码器10通过旋转装置3承载，旋转装置3内可以设置驱动电机，驱动电机在驱动待测编码器10旋转的过程中旋转角检测器同时输出旋转角度。

随着驱动装置驱动转轴12带动码盘11旋转的旋转角度变化，莫尔条纹检测器2也同步输出对应的偏心数据，由此即可获得旋转角度和偏心数据之间的对应关系，基于该对应关系即可确定码道相对于转轴12的偏心量。

在本申请的一种可选的实施例中，还可以进一步地设置处理器6，该处理器6同时和旋转装置3以及莫尔条纹检测器2相连接，并同时采集旋转角度和偏心数据，根据旋转角度和偏心数据确定码盘11相对于转轴12的偏移方向和偏移距离，其中，偏心量也即包括偏移方向和偏移距离。

如图4所示，图4为本申请实施例提供的旋转角度和偏心数据之间对应关系的坐标示意图。基于图4可知，偏心数据随旋转角度是呈周期性变化的。结合图3和图4，图3中第一光栅13旋转的位置一是码盘向左偏移最大的位置，此时对应图4中的旋转角度θ₁，偏心数据大小为d1，图3中第一光栅13旋转的位置二是码盘向右偏移最大的位置，此时对应图4中的旋转角度θ₂，偏心数据大小为d2，码盘11每旋转一圈，即可确定一组极大偏心数据d1和极小偏心数据-d2，以及极大偏心数据d1和极小偏心数据-d2分别对应的旋转角度θ₁和旋转角度θ₂，一般情况下θ₁和θ₂相差180度。

在基于极大偏心数据d1、极小偏心数据-d2、旋转角度θ₁和旋转角度θ₂对码盘11相对于转轴12进行调节时，可以将码盘11旋转至旋转角度为θ₁的位置，并向右移动d1和d2平均值的距离即可。

因为利用莫尔条纹实现码盘11相对于转轴12的调节是较为精细的调节，为了减小利用莫尔条纹对码盘11相对于转轴12进行调节时的调节幅度，本实施例提供的编码器码盘偏心检测设备中还可以进一步地配置显微镜7，那么用户在利用莫尔条纹对码盘11相对于转轴12进行偏心调节之前，可以利用显微镜7先对码盘11进行粗调。粗调的过程可以和现有技术中显微镜7条编码器码盘偏心的方式相同，但为了提高调节精度，可以通过显微镜7拍摄镜头中显示的图像，基于图像成像相对于真实物体之间的成像比例，通过处理器6的图像识别确定显微镜7的基圆和码盘11之间的偏移间距，再对码盘11相对于转轴12进行调节。

综上所述，本申请中所提供的编码器码盘偏心检测设备，设置第一光栅和码盘同步旋转，而第二光栅和转轴同步固定，由此利用第一光栅和第二光栅之间产生的莫尔条纹变化，间接反映转轴和码盘之间偏移状态的变化，从而通过对莫尔干涉条纹的检测确定码盘相对于转轴的偏心数据，由此可以依据该偏心数据确定码盘和转轴之间的偏心量，进而实现码盘和转轴之间精准的偏心调节，有利于提高旋转编码器的组装精度，进而提高编码器的测量精度。

本申请还进一步地提供了一种编码器码盘偏心调节方法的实施例。如图5所示，图5为本申请实施例提供的编码器码盘偏心调节方法的流程示意图，该偏心调节方法可以包括：

S1：控制待测编码器的转轴带动码盘旋转。

其中，码盘上设置有第一光栅，第一光栅为和码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅，第一光栅和码盘固定连接。

S2：采集莫尔条纹检测器检测随码盘旋转而变化的莫尔条纹输出的偏心数据。

其中，莫尔条纹为光线经过第一光栅和第二光栅形成的莫尔干涉条纹。第二光栅为和第一光栅位于同一光束的光路上且和转轴相对相对位置固定的光栅。

对于本实施例中第一光栅、第二光栅、光源以及莫尔条纹检测器的设置方式可以参照上述编码器码盘偏心检测设备的实施例，对此，本申请中不一一列举。

S3：根据偏心数据确定码盘相对于转轴之间的偏心量。

对于码盘相对于转轴之间的偏心量包括偏移方向和偏移距离，偏移方向是指码盘的中心和转轴中心轴的连线所指的方向，一般通过码盘中心和转轴中心轴所在直线与转轴旋转起点和转轴中心轴之间的夹角表示。

在实际确定偏心量时，参考图3和图4，根据转轴旋转至不同旋转角度时对应的偏心数据，确定极大偏心数据和极小偏心数据以及极大偏心数据对应的旋转角度和极小偏心数据对应的旋转角度。

根据极大偏心数据对应的旋转角度和极小偏心数据对应的旋转角度确定码盘相对于转轴的偏移方向，且以极大偏心数据和极小偏心数据的平均值为码盘相对于转轴的偏移距离，其中，偏心量包括偏移方向和偏移距离。

当然，可以理解的是该极大偏心数据和极小偏心数据的平均值是指极大偏心数据的大小和极小偏心数据的大小的平均值。

S4：根据偏心量对码盘和转轴之间的相对位置进行调节。

在根据偏心量对码盘和转轴进行调节时，可以先将码盘旋转极大偏心数据对应的旋转角度，再将码盘沿光源在第一光栅上形成的光斑所在直径的方向移动偏移距离即可。

为了保证旋转编码器的码盘和转轴之间组装精度，可以在对码盘进行调节之后，再次重复上述S1至S4的步骤，直到码盘和转轴之间的偏心误差达到精度允许范围内。

当然，在实际应用过程中，也并不仅限于上述一种偏心调节的方式。还可以在确定偏移方向之后，将码盘调节按照特定步长逐步调节，每调节依次，获得一组偏心数据，再基于该偏心数据，再次调节特定步长，如此循环往复，使得码盘中心接近和转轴中心重合。

可选地，在本申请的另一可选地实施例中，在上述S1的步骤之前还可以进一步地包括通过显微镜对转轴和码盘之间的相对偏移进行粗调，具体调节方式和现有技术中的常规调节方式相同，对此本申请中不做详细赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，包括：

用于驱动待测编码器的转轴旋转的旋转装置；所述旋转装置包括和转轴相连接的驱动装置和旋转角检测器；所述旋转角检测器用于检测所述驱动装置驱动所述转轴旋转的旋转角度；

用于固定设置在所述待测编码器的码盘上的第一光栅，所述第一光栅为和所述码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅；

光源、第二光栅以及莫尔条纹检测器；

其中，所述第二光栅和所述转轴相对位置固定；所述第二光栅和所述第一光栅用于设置于所述光源的输出光路上，且所述光源输出的光线经过所述第二光栅和所述第一光栅两个光栅，输出莫尔条纹；

所述莫尔条纹检测器用于检测随所述码盘旋转而变化的所述莫尔条纹，并根据所述莫尔条纹的干涉状态输出偏心数据，以便根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴的偏心量；

用于根据所述旋转角度和所述偏心数据，确定包括所述码盘相对于所述转轴的偏移方向和偏移距离的所述偏心量的处理器；所述处理器和所述旋转角检测器以及所述莫尔条纹检测器相连接。

2.如权利要求1所述的编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，所述第一光栅为反射光栅，所述第二光栅为透射光栅；所述第二光栅设置在所述第一光栅和所述光源之间或者设置在所述第一光栅和所述莫尔条纹检测器之间。

3.如权利要求1所述的编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，所述第一光栅为栅距为10μm~80μm的同心圆栅线形成的光栅。

4.如权利要求1所述的编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，所述莫尔条纹检测器包括光电传感器和光栅信号细分模块；

所述光电传感器用于根据检测到的所述莫尔条纹的干涉状态输出对应的电信号；

所述光栅信号细分模块用于根据所述电信号输出对应的偏心数据。

5.如权利要求1所述的编码器码盘偏心检测设备，其特征在于，还包括显微镜，用于对所述码盘相对于所述转轴的偏移进行粗调。

6.一种编码器码盘偏心调节方法，其特征在于，包括：

控制待测编码器的转轴带动码盘旋转；其中，所述码盘上设置有第一光栅，所述第一光栅为和所述码盘的码道同心设置的圆形光栅或圆环形光栅，且和所述码盘固定连接；

采集莫尔条纹检测器检测随所述码盘旋转而变化的莫尔条纹输出的偏心数据；其中，所述莫尔条纹为光线经过第二光栅和所述第一光栅形成的莫尔干涉条纹；所述第二光栅为和所述第一光栅位于同一光束的光路上且和所述转轴相对位置固定的光栅；

根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴之间的偏心量；并根据所述偏心量对所述码盘和所述转轴之间的相对位置进行调节；

根据所述偏心数据确定所述码盘相对于所述转轴之间的偏心量，包括：

根据所述转轴旋转至不同旋转角度时对应的所述偏心数据，确定极大偏心数据和极小偏心数据以及所述极大偏心数据对应的旋转角度和所述极小偏心数据对应的旋转角度；

根据所述极大偏心数据对应的旋转角度和所述极小偏心数据对应的旋转角度确定所述码盘相对于所述转轴的偏移方向，且以所述极大偏心数据的大小和所述极小偏心数据的大小的平均值为所述码盘相对于所述转轴的偏移距离，以获得包括所述偏移方向和所述偏移距离的所述偏心量。

7.如权利要求6所述的编码器码盘偏心调节方法，其特征在于，在控制待测编码器的转轴带动码盘旋转之前，还包括：

通过显微镜对所述转轴和所述码盘之间的相对偏移进行粗调。

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