DE3786550T2

DE3786550T2 - Verfahren zur montage eines impulscodierers an einen motor sowie motor mit derartigem impulscodierer.

Info

Publication number: DE3786550T2
Application number: DE87907673T
Authority: DE
Inventors: Shigeyuki Ushiyama; Tomonaga Yamamoto
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1987-11-19
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2007-11-20
Also published as: DE3786550D1; JPH0625673B2; EP0290622A4; JPS63134917A; WO1988004030A1; US4982084A; EP0290622A1; EP0290622B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Befestigen eines Impulscodierers, der in einem Motor eingebaut werden soll, an dem Motor, und befaßt sich mit dem Motor, an dem der Impulscodierer gemäß diesem Verfahren befestigt ist.

Technischer Hintergrund

Ein Verfahren, gemäß welchem eine drehbare codierte Platte zuerst befestigt wird und gemäß welchem eine stationäre codierte Platte dann an der Basis der drehbaren codierten Platte befestigt wird, wird gemäß dem Stand der Technik als ein Verfahren zum Befestigen des Impulscodierers an dem Motor angewandt. Im einzelnen wird die drehbare codierte Platte an einem Ende einer Abtriebswelle des Motors befestigt, so daß sie unter einem rechten Winkel zur Mittelachse der Welle angeordnet und zentral dazu ausgerichtet ist. Andererseits wird die stationäre codierte Platte auf einem Plattenelement befestigt, welches eine Aussparung zur Montage eines Lichtsensors aufweist, und zwar mit Hilfe eines Klebers, und die Position des Lichtsensors wird in zwei Richtungen (in einer Ebene) bezüglich der Positionen von Schlitzen in der stationären codierten Platte einjustiert, und der Lichtsensor wird mittels Schrauben befestigt. Zwischen dem Plattenelement und einem Ende des Motors wird ein Distanzelement angeordnet, so daß das Plattenelement mit dem Lichtsensor und die stationäre codierte Platte von der drehbaren codierten Platte durch einen Spalt vorgegebener Breite getrennt sind, und die Position des Plattenelements wird in zwei Richtungen eingestellt, so daß die Schlitze der drehbaren codierten Platte koaxial zu den Schlitzen der stationären codierten Platte sind, und das Plattenelement wird mittels Schrauben an einem Ende des Motors befestigt.
Üblicherweise wird ein Impulscodierer in der vorstehend erwähnten Weise in einem Motor montiert; es ist jedoch zeitraubend, den Impulscodierer an dem Motor in einer solchen Weise zu befestigen, und eine exakte Befestigung desselben kann nicht effektiv erreicht werden. Es ist nämlich ein Arbeitsschritt erforderlich, bei dem die stationäre codierte Platte getrennt von einem Ende des Motors und mit einer vorgegebenen Spaltbreite im Abstand von der zuerst montierten drehbaren codierten Platte montiert wird. Diese Spaltbreite (die Größe des Zwischenraums) muß kürzer gemacht werden, wenn das Auflösungsvermögen des Impulscodierers zunimmt, und somit wird die Einstelltätigkeit schwieriger. Weiterhin muß die Position des Plattenelements mit der stationären codierten Platte in zwei Richtungen eingestellt werden, so daß die Positionen der Schlitze der stationären codierten Platte koaxial zu den Positionen der Schlitze der drehbaren codierten Platte ausgerichtet werden.
Beispiele für bekannte Drehcodierer und Montageverfahren sind in der EP-OS 0 003 288 und in der GB-OS 2 051 353 offenbart.
Die EP-OS 0 003 288 offenbart ein Verfahren zur Montage eines Inkrementalcodierers unter Verwendung einer speziell geeigneten Ausrichthalterung. Ein Gehäuse wird an der Halterung positioniert, um eine Ausrichtung einer feststehenden codierten Platte bezüglich des Gehäuses zu erreichen. Eine codierte Platte wird auf einer Welle eines Motors unter Verwendung eines Nabenelements montiert, welches konzentrisch und senkrecht zu der Achse der Welle ist. Die Genauigkeit der dreidimensionalen Ausrichtung der feststehenden codierten Platte bezüglich des Gehäuses hängt von der Genauigkeit ab, mit der derjenige Teil des Gehäuses, der für die Montage des Rotorstators ausgebildet wurde, hergestellt wurde, und außerdem von der Genauigkeit der Herstellung der Montagehalterung bzw.
-einrichtung.
Das Dokument GB-OS 2 051 353 offenbart einen inkrementalen drehbaren Übertrager, in dem eine drehbare Impulsscheibe auf einer Verlängerung einer Motorwelle montiert ist. Ferner ist eine stationäre Platte auf derselben Welle über eine stationäre Buchse frei montiert. Die Buchse muß bezüglich der Welle exakt konzentrisch sein und einen Flanschteil haben, welcher es gestattet, daß die stationäre Platte an dem Flanschteil montiert wird und senkrecht zur Achse der Motorwelle positioniert ist. Eine weitere Buchse, an der die drehbare Impulsscheibe befestigt ist, wird so ausgebildet, daß sie konzentrisch und senkrecht zu der Motorwelle ist. Somit müssen die beiden Buchsenelemente sehr exakt hergestellt werden.

Offenbarung der Erfindung

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme dadurch zu lösen, daß eine Methode angegeben wird, um jedes Element eines Impulscodierers in einem Motor exakt und effizient herzustellen und somit durch das obige Verfahren einen Motor mit dem darin eingebauten Impulscodierer anzugeben.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Befestigen eines Impulscodierers unter Verwendung einer Abstandslehre angegeben, welches gekennzeichnet ist durch:
Schleifen eines Gehäuses des Motors zur Bildung einer ebenen Stirnfläche, welche senkrecht zur Drehachse einer Abtriebswelle des Motors ist;
Befestigen eines vorderen Endes der Abtriebswelle des Motors an einem Arbeitstisch in der Weise, daß das hintere Ende der Abtriebswelle des Motors in einem Teil des Gehäuses des Motors freiliegt;
Befestigen einer stationären codierten Platte des Impulscodierers an der ebenen Stirnfläche des Gehäuses mittels eines Verfahrens, welches umfaßt:
das zeitweilige Befestigen der stationären codierten Platte an der ebenen Stirnfläche des Gehäuses derart, daß ein kreisförmiges Spurmuster auf der stationären codierten Platte die Achse der Abtriebswelle umgibt,
Drehen des Gehäuses relativ zu der Welle zum Bestimmen der Abweichung des Mittelpunkts der kreisförmigen Spurmusters von der Achse der Abtriebswelle,
Bewegen der stationären codierten Platte zum fluchtenden Ausrichten des Mittelpunktes der kreisförmigen Spur bezüglich der Achse der Abtriebswelle;
Fixieren der stationären codierten Platte an der ebenen Stirnfläche des Gehäuses; und
Befestigen einer drehbaren codierten Platte des Impulscodierers am hinteren Ende der Abtriebswelle durch ein Verfahren, welches umfaßt:
Montieren einer Buchse, an der die drehbare codierte Platte befestigt ist, an der Abtriebswelle von dem hinteren Ende her, wobei die Abstandslehre zwischen die stationäre codierte Platte und die drehbare codierte Platte gelegt wird,
Weiterbewegen der Buchse auf der Abtriebswelle, bis sich die drehbare codierte Platte an der in Kontakt mit der stationären codierten Platte stehenden Abstandslehre abstützt,
Befestigen der Buchse an der Abtriebswelle und Entfernen der Abstandslehre nach Bestätigung der Befestigung der Abtriebswelle an der Buchse.
Vorzugsweise umfaßt das Verfahren zum Befestigen der drehbaren codierten Platte ferner, daß die Welle relativ zu dem Gehäuse gedreht wird, um die Abweichung des Mittelpunktes eines kreisförmigen Spurmusters auf der drehbaren codierten Platte von der Achse der Abtriebswelle zu bestimmen, daß die drehbare codierte Platte auf der Buchse bewegt wird, um den Mittelpunkt bezüglich der Achse fluchtend auszurichten, und daß die drehbare codierte Platte an der Buchse befestigt wird.
Das Verfahren umfaßt vorzugsweise ferner einen Schritt, gemäß welchem ein Lichtsensor des Impulscodierers an der stationären codierten Platte befestigt wird.
Gemäß dem vorstehend erwähnten Verfahren kann die stationäre codierte Platte zentral ausgerichtet werden, indem sie in einer radialen Richtung des kreisförmigen Spurmusters geschoben wird, woraufhin dann die -relative Positionierung der drehbaren codierten Platte und der stationären codierten Platte exakt erreicht werden kann, und zwar nur durch die (folgenden) Schritte: Die Abstandslehre wird auf die durch zentrales Ausrichten positionierte stationäre codierte Platte gelegt; die Buchse mit der daran befestigten drehbaren codierten Platte wird auf die Abtriebswelle gesteckt; und die Buchse wird derart an der Welle befestigt, daß sich die drehbare codierte Platte an der Abstandslehre abstützt. Auf diese Weise kann ein Motor mit einem sehr genauen Impulscodierer bereitgestellt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt eine Draufsicht dar, die die Befestigung der stationären codierten Platte des Impulscodierers gemäß dem Verfahren gemäß vor liegender Erfindung zeigt;
Fig. 2 stellt einen örtlichen Längsschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 dar;
Fig. 3 stellt einen örtlichen Längsschnitt dar, der einen Zustand des Arbeitsprozesses zeigt, durch den die drehbare codierte Platte an der Basis der stationären codierten Platte befestigt wird; und
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Federplattenring.

Beste Art der Ausführung der Erfindung

Es wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen, wo am hinteren Ende 12 eines Motorgehäuses ein C-förmiger, ringförmiger Teil 16 einstückig angeformt ist. Eine Stirnfläche 18 des ringförmigen Teils 16 ist unter einem rechten Winkel zu einer Mittelachse 10 einer Abtriebswelle 14 des Motors geschliffen, welcher die Abtriebswelle 14 hält. Andererseits wird eine Platte 22 mit Lichtsensoren auf eine ringförmige codierte Platte 20 geklebt, die so zu befestigen ist, daß die Lichtsensoren den Schlitzen 36 der befestigten stationären codierten Platte 20 entsprechen.
Die stationäre codierte Platte 20 mit der damit verklebten Lichtsensorplatte 22 wird auf eine Stirnfläche 18 des C-förmigen, ringförmigen Teils 16 des Motorgehäuses gelegt, welches an einem Arbeitstisch (nicht gezeigt) in einem solchen Zustand befestigt ist, daß das vordere Ende der Welle 14 des Motors nach unten gerichtet ist. Eine dreieckige Stützplatte 24, die im Bereich ihrer einen Spitze das andere Ende eines halbzylindrischen Elementes 26 haltert, welches auf seiner Außenfläche zumindest in der Nähe seines einen Endes mit einem Gewindeteil versehen ist, wird durch eine offene Seite des C-förmigen, ringförmigen Teils so eingesetzt, daß das halbzylindrische Element 26 die Welle 14 umgibt. Dann werden die beiden verbleibenden Scheitelbereiche bzw. Spitzen am hinteren Endbereich 12 des Motorgehäuses mittels Schraubelementen 32 befestigt. Nachdem das Element 26 auf diese Weise unbeweglich befestigt ist, wird die stationäre codierte Platte temporär auf die Stirnfläche 18 des ringförmigen Teils 16 gedrückt und mittels einer Mutter 30 gesichert.
Das Motorgehäuse wird um die feststehende Welle 14 in einen solchen Zustand gedreht, daß die stationäre codierte Platte 20 zeitweilig wie oben erwähnt befestigt ist, und eine kreisförmige Spur 34 für eine zentrale fluchtende Ausrichtung wird auf der stationären codierten Platte 20 koaxial zu den Schlitzen 36 gezogen. Mit Hilfe eines Mikroskops kann von oben exakt gesehen werden, daß die ringförmige Spur 34 während der Drehung am stärksten in einer Position vorspringt, welche eine imaginäre Radiuslinie kreuzt, die sich ausgehend von einem Punkt der Mittelachse 10 durch den Mittelpunkt der kreisförmigen Spur 34 erstreckt, und daß sich die kreisförmige Spur 34 in entgegengesetzter Richtung am weitesten zurückzieht, wenn die stationäre codierte Platte 20, die zeitweilig an dem Motorgehäuse befestigt ist, zusammen mit dem Motorgehäuse gedreht wird, wenn der Mittelpunkt der kreisförmigen Spur 34 nicht auf der Mittelachse 10 der Welle 14 liegt. Eine zentrale Ausrichtung wird daher allein dadurch erreicht, daß die stationäre codierte Platte 20, welche einen kreisförmigen äußeren Umfang besitzt, in Richtung der Mittelpunktsabweichung um einen Betrag der Abweichung verschoben wird, der auf der Basis der Größen des Vorspringens und des Zurückweichens mittels einer Anreißvorrichtung bzw. einer Lehre (nicht gezeigt) berechnet wird. Die stationäre codierte Platte wird dann exakt auf der Stirnfläche 18 des ringförmigen Teils 16 befestigt, indem man rings um die stationäre codierte Platte 20 eine Beschichtung aus einem Kleber einschließlich eines Epoxidharzes usw. aufbringt.
Anschließend wird dann die dreieckige Stützplatte 24 mit dem halbzylindrischen Element 26 durch Entfernen der Mutter 30 und der Schrauben 32 entfernt.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 das Verfahren zum Befestigen einer drehbaren codierten Platte an der Basis der stationären Platte 20 erläutert werden.
Eine Abstandslehre 50 mit einer vorgegebenen Dicke wird auf die stationäre Platte 20 gelegt. Andererseits wird die drehbare codierte Platte 48 temporär durch den von einem Federplattenring 56 (s. Fig. 4) ausgeübten Druck festgehalten, wobei der Ring 56 dazu dient, seine Federkraft auf eine Schulter 46 einer Buchse 42 auszuüben, wobei diese Schulter sehr eben ausgebildet ist. Die Buchse 42 ist mit einem Loch 44 mit einer vorgegebenen Tiefe versehen, um es zu ermöglichen, daß ein kleinerer Teil 40 (ein Teil geringeren Durchmessers) des hinteren Endes der Welle 14 an einem Ende desselben (des Loches) im Preßsitz eingesetzt werden kann, wobei ein kleinerer Teil 52 (ein Teil geringeren Durchmessers) am anderen Ende derselben (der Buchse 42) vorgesehen ist, um die Schulter 46 zu bilden. Die Buchse 42, welche die drehbare codierte Platte 48 zeitweilig haltert, wird auf das verjüngte Teilstück 40 der Welle 14 aufgesetzt, wobei das Teilstück 40 mit einem Kleber beschichtet ist, bis sich die drehbare codierte Platte 48 an der Lehre 50 abstützt,und dann in diesem Zustand belassen, bis der Kleber ausgehärtet ist. Anschließend wird die Lehre 50 entfernt, und die drehbare codierte Platte 48 wird in derselben Weise zentriert (zentral ausgerichtet) wie die stationäre codierte Platte 20. Es wird nämlich auch auf der drehbaren codierten Platte 48 eine kreisförmige Spur für eine koaxiale Zentrierung bezüglich jedes Schlitzes gezeichnet. Diese Zentrierung wird erreicht, indem man das Motorgehäuse befestigt und durch ein Mikroskop die Spur einer kreisförmigen Spur betrachtet, wenn die Abtriebswelle gedreht wird. Die Größe einer Mittelöffnung 54 der drehbaren codierten Platte 48 ist geringfügig größer als die Größe des verjüngten Teils 52 der Buchse 42 und kleiner als die Größe der Schulter, so daß die drehbare codierte Platte 48 derart auf der Schulter 46 angeordnet ist, daß sie mit Hilfe einer Lehre in radialer Richtung bewegt werden kann, wenn sie zentriert werden soll. Nachdem diese Zentrierung abgeschlossen ist, wird von oberhalb des Federplattenringes 56 ein Kleber eingefüllt, um die drehbare codierte Platte 48 an der Buchse 42 zu befestigen. Eine Öffnung 58 mit einem kleinen Durchmesser, welche längs einer Achse der Buchse 42 ausgebildet ist, gestattet das Austreten von Luft, wenn die Buchse 42 auf den verjüngten Teil 40 der Welle 14 aufgesetzt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das fluchtende Ausrichten der Lichtsensorplatte 22 bezüglich der stationären codierten Platte 20 leicht bewirkt werden, da erstere direkt mittels eines Klebers an der letzteren befestigt ist. Weiterhin kann das Positionieren (Zentrieren) der Buchse 42 fluchtend zu der drehbaren codierten Platte 48 durch einen separaten Prozeß erreicht, so daß das Aufpassen der Buchse 42 auf den verjüngten Teil 40 der Welle 14 exakt ausgeführt werden kann. In einem solchen Fall wird die Arbeitseffektivität beim Befestigen des Impulscodierers an dem Motor weiter erhöht.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird das Folgende deutlich. Die stationäre codierte Platte wird exakt unter einem rechten Winkel zur Mittelachse drehbar montiert, da die stationäre codierte Platte auf der großen Stirnfläche des Motorgehäuses aufliegt, welche maschinell so bearbeitet ist, daß sie unter einem rechten Winkel zur Mittelachse der Welle des Motors verläuft; das Zentrieren kann lediglich dadurch erreicht werden, daß man die stationäre codierte Platte bezüglich der kreisförmigen Spur in einer bestimmten radialen Richtung verschiebt, da die kreisförmige Spur zum Zentrieren auf die stationäre codierte Platte gezeichnet ist, so daß jegliche Mittenabweichung der kreisförmigen Spur während der Drehung des Motorgehäuses gesehen wird. Das Zentrieren kann also allein durch Einstellung derselben (der stationären codierten Platte) in nur einer Richtung längs eines Radius derselben erfolgen. Andererseits kann der Abstand zwischen der drehbaren codierten Platte und der stationären codierten Platte allein dadurch eingestellt werden, daß man die zeitweilig an der Buchse gehalterte drehbare codierte Platte an einer vorgegebenen Lehre abstützt, die auf die stationäre codierte Platte gelegt wird, welche in der oben beschriebenen Weise montiert wird. Das Zentrieren der drehbaren codierten Platte kann ebenfalls erreicht werden, indem man lediglich eine Einstellung derselben in einer einzigen Richtung längs eines Radius unter Verwendung der kreisförmigen Spur für das Zentrieren durchführt. Demgemäß kann der Impulscodierer exakt und effizient in den Motor eingebaut werden, und somit kann ein Motor mit einem Impulscodierer mit hoher Detektionsleistung bereitgestellt werden.

Liste der Bezugszeichen

10 - Mittelachse der Abtriebswelle
12 - hinteres Ende des Motorgehäuses
14 - Abtriebswelle des Motors
16 - C-förmiger, ringförmiger Teil des Motorgehäuses
18 - Stirnfläche des C-formigen, ringförmigen Teils
20 - stationäre, codierte Platte
22 - Lichtsensor
24 - dreieckige Stützplatte
26 - halbzylindrisches Element
30 - Mutter
34 - kreisförmiges Spurmuster zum Zentrieren
36 - Schlitze der stationären, codierten Platte
42 - Buchsenelement
48 - drehbare codierte Platte
50 - Abstandslehre
56 - Federplattenring.

Claims

1. Verfahren zum Befestigen eines Impulscodierers an einem Motor unter Verwendung einer Abstandslehre, gekennzeichnet durch:

Schleifen eines Gehäuses (16) des Motors zur Bildung einer ebenen Stirnfläche (18), welche senkrecht zur Drehachse einer Abtriebswelle (14) des Motors ist;

Befestigen eines vorderen Endes der Abtriebswelle des Motors an einem Arbeitstisch in der Weise, daß das hintere Ende der Abtriebswelle des Motors in einem Teil des Gehäuses (16) des Motors freiliegt;

Befestigen einer stationären codierten Platte (20) des Impulscodierers an der ebenen Stirnfläche (18) des Gehäuses mittels eines Verfahrens, welches umfaßt:

das zeitweilige Befestigen der stationären kodierten Platte (20) an der ebenen Stirnfläche (18) des Gehäuses derart, daß ein kreisförmiges Spurmuster (34) auf der stationären kodierten Platte die Achse der Abtriebswelle umgibt,

Drehen des Gehäuses (16) relativ zu der Welle zum Bestimmen der Abweichung des Mittelpunkts des kreisförmigen Spurmusters (34) von der Achse der Abtriebswelle,

Bewegen der stationären codierten Platte (20) zum fluchtenden Ausrichten des Mittelpunktes der kreisförmigen Spur (34) bezüglich der Achse der Abtriebswelle;

Fixieren der stationären codierten Platte (20) an der ebenen Stirnfläche (18) des Gehäuses; und Befestigen einer drehbaren codierten Platte (48) des Impulscodierers am hinteren Ende der Abtriebswelle durch ein Verfahren, welches umfaßt:

Montieren einer Buchse (42), an der die drehbare codierte Platte (48) befestigt ist, an der Abtriebswelle von dem hinteren Ende her, wobei die Abstandslehre (50) zwischen die stationäre codierte Platte (20) und die drehbare codierte Platte (48) gelegt wird,

Weiterbewegen der Buchse auf der Abtriebswelle (40), bis sich die drehbare codierte Platte (48) an der in Kontakt mit der stationären codierten Platte (20) stehenden Abstandslehre (50) abstützt,

Befestigen der Buchse (42) an der Abtriebswelle und Entfernen der Abstandslehre (50) nach Bestätigung der Befestigung der Abtriebswelle an der Buchse.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zum Befestigen der drehbaren codierten Platte ferner umfaßt, daß die Welle relativ zu dem Gehäuse gedreht wird, um die Abweichung des Mittelpunktes eines kreisförmigen Spurmusters auf der drehbaren codierten Platte von der Achse der Abtriebswelle zu bestimmen, daß die drehbare codierte Platte auf der Buchse bewegt wird, um den Mittelpunkt bezüglich der Achse fluchtend auszurichten und daß die drehbare codierte Platte an der Buchse befestigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen weiteren Schritt umfaßt, nämlich das Befestigen eines Lichtsensors des Impulscodierers an der stationären codierten Platte.