1│引言
    本文重點闡述了安裝便捷的緊湊型光柵編碼器的設(shè)計策略——節(jié)約空間，安裝便捷是緊湊型光柵編碼器設(shè)計的關(guān)鍵，以下我們將通過一系列的解決方案，來說明研發(fā)工程師們是如何利用有限的空間，設(shè)計出具有出色性能，且安裝便捷的緊湊型光柵編碼器。

    首先，來了解一下伺服電機(jī)編碼器及其分類。

    伺服電機(jī)編碼器是安裝在伺服電機(jī)上，用來測量磁極位置和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器。按照輸出信號的形式可將伺服電機(jī)編碼器分為三大類，即增量式光柵編碼器、絕對式光柵編碼器和增量總線式光柵編碼器。

2│增量式光柵編碼器
    主要以2500線為代表，一般差分輸出A.B.Z.U.V.W六路方波信號，采用長線驅(qū)動器輸出，最高響應(yīng)頻率350kHz，是目前國內(nèi)伺服編碼器市場的主流產(chǎn)品，禹衡光學(xué)采用全新技術(shù)開發(fā)的全系列產(chǎn)品，最高響應(yīng)頻率可達(dá)500kHz。

3│絕對式光柵編碼器
    輸出絕對位置信息，分辨力高，廣泛應(yīng)用于高檔數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等對分辨力、控制精度有較高需求的應(yīng)用場合。禹衡光學(xué)所承擔(dān)的國家“十二五高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項，主要任務(wù)就是高精度高分辨力絕對式光柵編碼器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。

4│增量總線式光柵編碼器
    介于增量式光柵編碼器和絕對式光柵編碼器之間的產(chǎn)品類型，從其基本原理看仍屬于增量式光柵編碼器范疇。增量信號A.B.Z經(jīng)過處理與磁極控制信號U,V,W組成專有協(xié)議，通過RS485或者RS422接口輸出，既解決了增量式光柵編碼器輸出電纜線數(shù)多易接錯線、長線傳輸易產(chǎn)生傳輸誤差、邏輯判別復(fù)雜等問題，同時可以兼容如Biss、SSI、RS485、CAN等多種協(xié)議，提高了光柵編碼器的分辨力和抗干擾能力。由于在分辨力、傳輸速率等方面的提升，增量總線式光柵編碼器的應(yīng)用范圍，在增量式產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，向機(jī)器人、模切機(jī)、精雕機(jī)等領(lǐng)域都有所擴(kuò)展，大大開拓了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

    長春禹衡光學(xué)有限公司（簡稱禹衡光學(xué)）是中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)顯分會理事長單位，擁有國內(nèi)同行業(yè)中，唯一的國家編碼器工程中試基地、博士后科研工作站、省級企業(yè)技術(shù)中心、知識產(chǎn)權(quán)百強(qiáng)企業(yè)，“禹衡”牌光柵編碼器產(chǎn)品獲同行業(yè)唯一的中國名牌產(chǎn)品榮譽(yù)稱號，“禹衡”商標(biāo)被授予中國馳名商標(biāo)。作為中國最具實力的光柵編碼器、光學(xué)儀器及成套機(jī)電設(shè)備專業(yè)制造商，禹衡光學(xué)曾先后承擔(dān)了國家振興東北老工業(yè)基地高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項、國家信息產(chǎn)業(yè)振興和技術(shù)改造專項、國家“十二五高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項等多項國家級科研專項，積蓄了雄厚的科研及制造實力。

    為保證用戶機(jī)械接口的互換性，禹衡光學(xué)的伺服電機(jī)編碼器，都采用統(tǒng)一的機(jī)械接口，分為φ48外徑，φ37外徑，φ35外徑三大類，分別匹配□80及以上，□60，□40電機(jī)使用。

    為什么緊湊型光柵編碼器具有越來越多的市場需求？

    經(jīng)過多年的設(shè)計和驗證，□80和□60電機(jī)標(biāo)配的光柵編碼器，已經(jīng)基本建立了標(biāo)準(zhǔn)的外形結(jié)構(gòu)和安裝體系，但隨著國內(nèi)人力成本的逐年提高，以機(jī)器人為主導(dǎo)的自動化設(shè)備越來越受歡迎，在大幅提高生產(chǎn)效率的同時，生產(chǎn)安全也得到有效保障。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，則帶來了市場對伺服電機(jī)小型化的要求，同時也為與其配套的緊湊型光柵編碼器帶來了越來越多的市場需求。

5│緊湊型光柵編碼器設(shè)計的關(guān)鍵之一——節(jié)約空間
    成化的發(fā)光接收系統(tǒng)及電氣處理元件，同時還要具備高精度的機(jī)械零件加工技術(shù)，精準(zhǔn)的光柵刻劃及復(fù)制技術(shù)，成熟的整機(jī)裝配能力，這些恰好是禹衡光學(xué)多年來積累的寶貴財富。

6│緊湊型光柵編碼器設(shè)計的關(guān)鍵之二——安裝便捷
    伺服電機(jī)編碼器常規(guī)的安裝方式是：先將編碼器主軸與電機(jī)主軸連接，再將編碼器主體通過彈性連接板，與電機(jī)本體連接。增量式光柵編碼器安裝時，還要通過調(diào)整編碼器主軸與電機(jī)主軸的相對位置來對準(zhǔn)磁極?！?0和□60電機(jī)在安裝編碼器時，由于其所標(biāo)配編碼器外徑分別為φ48和φ37，所以連接板固定孔有足夠的空間設(shè)置在編碼器以外，如圖1所示。

    但□40電機(jī)，其標(biāo)配為φ35外徑編碼器，留給編碼器的安裝空間極小，為此，我們提供三種解決方案，供用戶選擇：

方案一：將彈性連接板上用于與電機(jī)連接的孔，設(shè)置在φ35以外，解決了彈性連接板安裝空間不足的問題。由圖2可以看出，這種設(shè)置會帶來了另一個問題，就是影響了電機(jī)原本的結(jié)構(gòu)。并且這種結(jié)構(gòu)占用了原本屬于電機(jī)后蓋密封結(jié)構(gòu)的空間，影響了密封效果，使編碼器容易受到外界環(huán)境的侵襲。

方案二：將彈性連接板上的用戶安裝孔設(shè)計在編碼器外徑范圍以內(nèi)，使用六角頭螺栓，從編碼器側(cè)面操作，固定連接板，如圖3所示，這種安裝雖然保證了電機(jī)原本的結(jié)構(gòu)和密封效果，但由于安裝是在一個十分狹小的空間內(nèi)進(jìn)行，觀察和操作都十分不便，且從側(cè)面操作每次只能擰半圈，這就嚴(yán)重降低了裝配效率，不適宜大批量生產(chǎn)。

    為了滿足用戶既不改變電機(jī)結(jié)構(gòu)又能操作方便的要求，我們提供了另外一種方案。

方案三：將編碼器彈性連接板上的用戶安裝孔仍然設(shè)置在編碼器外徑以內(nèi)，與以往不同的是，彈性連接板與編碼器主體連接的結(jié)構(gòu)，被我們設(shè)置在編碼器的側(cè)面，這樣，在用戶安裝時，可先將彈性連接板固定在電機(jī)本體上，再將編碼器固定在彈性連接板上，如圖4所示，既保留了電機(jī)原本的十分穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，又保證了用戶的安裝效率，解決了□40電機(jī)結(jié)構(gòu)和編碼器安裝上的一大難題。

7│結(jié)語
    如今業(yè)界風(fēng)起云涌，追逐緊湊型伺服電機(jī)用光柵編碼器的潮流方興未艾。如今，光柵編碼器研發(fā)工程師們面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是創(chuàng)造適應(yīng)當(dāng)今產(chǎn)品要求的緊湊型結(jié)構(gòu)和為用戶提供便捷舒適的安裝方式。禹衡光學(xué)在這一過程中，一方面開發(fā)最新的高集成化技術(shù)，另一方面緊抓最高效利用這些技術(shù)的設(shè)計實踐，開拓思路，著眼市場，解決更多使用中的難題。