1、位置检测装置是数字控制机床中关键的组成部分，用于测量位移量。常见的位置检测装置包含光栅编码器、光栅尺、旋转变压器和测速发电机等。光栅编码器依照结构可分为整体式和分体式两种。整体式光栅编码器通常由轴系、圆光栅盘和读数头组成，具有自身的旋转基准。根据准确度的不同，光栅编码器可分为光栅旋转编码器和光栅角度编码器。光栅旋转编码器的准确度等级大于±，而光栅角度编码器的准确度等级小于等于±。
2、在现存技术中，光栅角度编码器的结构包括外壳、发光组件、光栅盘、读数头、信号处理器和轴系结构，轴系结构包括主轴、主体和轴承。如图1所示，编码器的主轴与光栅刚性连接，轴承内环穿过主轴设置于主轴外侧，滚动体设置于轴承内环另一侧，轴承外环与滚动体非间接接触，并固定在主体上，主体用于支撑光栅角度编码器中的非旋转部件。读数头位于光栅与主体之间，读数头主要由读数芯片和印制板组成，芯片焊接在印制板上，通过螺钉将印制板安装在主体的上表面。然而，这种结构在稳定性、可靠性、测量精度等方面都有所不足，对缺点阐述如下：
3、首先，现有编码器中，读数头是通过螺钉安装在主体的上表面，容易受到整机工作时旋转振动的干扰，导致读数芯片所输出的模拟信号质量下降，甚至会出现故障；并且读数芯片的管脚长时间在外裸漏，电路管脚容易受到氧化、污染物腐蚀等影响，可能会发生管脚虚焊、开焊等情况，导致可靠性下降。角度编码器在运行过程中整机工作时旋转会产生振动，但螺钉的固定力不足，难以完全抑制读数头相对于主体的微振动，这会导致测量电信号出现幅值、偏置、相位偏差，进而导致角度编码器测量精度差，此外，现有编码器的轴承结构设计多零件的相对固定，轴承内环需要与主轴固定，轴承外环需要与主体固定，多个零件的传动也会存在多个零件的加工误差累积以及多级振动传递。
1、本发明为解决以上问题，提供了一种高精度角度编码器，对轴承外环、主体和外壳进行了集成，并对读数头的封装方式和位置做了优化，在避免了多级振动传递的同时也提高了读数头的安装稳定性，解决了因振动导致读数精度降低等问题。
2、本发明提供的高精度角度编码器，包括：主轴、发光组件、光栅、读数头、集成式轴承外壳、滚动体以及连接在主轴外侧的轴承内环；
3、其中，集成式轴承外壳的外表面起到编码器外壳的作用，集成式轴承外壳的内表面具有向内的凸台，凸台的侧面与滚动体的一侧抵接，滚动体的另一侧与轴承内环抵接；凸台的上表面开有凹槽，凹槽尺寸大于读数头的尺寸，读数头嵌入在凹槽内，并通过灌封胶进行固定。
4、优选的，集成式轴承外壳的上端还连接有端盖，端盖为圆环状，端盖的内环套在主轴上，端盖的外环直径大于或等于集成式轴承外壳的径向尺寸；
5、集成式轴承外壳的上端直接与端盖连接，或端盖向下延伸有与集成式轴承外壳的上端连接的柱面结构，集成式轴承外壳的上端直接与柱面结构连接。
10、优选的，灌封胶的液面高于印制板的上表面，且低于或等于凹槽的上边缘。
14、本发明改进了现有的编码器结构，将轴承外环、主体和外壳集成为一个零件，从而避免了单独设置这些部件，这种集成设计有实际效果的减少了零件数量，避免了多个零件加工误差的叠加，此外，集成式设计也无需多个零件进行相互连接，从而避免了安装误差和多级振动传递。同时，这种设计还能降低编码器的体积和重量。
15、另外，本发明在集成式轴承外壳的凸台上开设了凹槽，用于将读数头胶封在凹槽内，提高了读数头的安装稳定性，可以轻松又有效地保护读数头免受编码器工作振动的影响，防止因振动对信号产生干扰，进而影响测量精度。此外，胶封后的读数芯片也能有效保护电路管脚，保持比较高的性能和可靠性，延长其使用寿命。
1.一种高精度角度编码器，包括：主轴、发光组件和光栅，其特征是，还包括：读数头、集成式轴承外壳、滚动体以及连接在所述主轴外侧的轴承内环；
2.如权利要求1所述的高精度角度编码器，其特征是，所述集成式轴承外壳的上端还连接有端盖，所述端盖为圆环状，所述端盖的内环套在所述主轴上，所述端盖的外环直径大于或等于所述集成式轴承外壳的径向尺寸；
3.如权利要求1所述的高精度角度编码器，其特征是，所述读数头包括读数芯片和印制板，所述读数芯片焊接在所述印制板上。
4.如权利要求3所述的高精度角度编码器，其特征是，所述凹槽的开口尺寸为按照所述印制板的尺寸外扩1mm。
5.如权利要求3所述的高精度角度编码器，其特征是，所述凹槽的深度大于所述印制板的厚度。
6.如权利要求5所述的高精度角度编码器，其特征是，所述凹槽的深度为所述印制板的厚度加上二分之一所述读数芯片的厚度。
7.如权利要求6所述的高精度角度编码器，其特征是，所述灌封胶的液面高于所述印制板的上表面，且低于或等于所述凹槽的上边缘。
8.如权利要求7所述的高精度角度编码器，其特征是，所述灌封胶的液面高于所述读数芯片的管脚高度。
9.如权利要求3所述的高精度角度编码器，其特征是，所述凹槽的底部开有螺纹孔，通过螺钉将所述印制板固定在所述凹槽的底部。
本发明涉及编码器技术领域，具体提供一种高精度角度编码器，设计集成式轴承外壳代替轴承外环、主体和外壳，集成式轴承外壳的外表面起到编码器外壳的作用，集成式轴承外壳的内表面具有向内的凸台，凸台的侧面与滚动体的一侧抵接，滚动体的另一侧与轴承内环抵接；凸台的上表面开有凹槽，凹槽尺寸大于读数头的尺寸，读数头嵌入在凹槽内，并通过灌封胶做固定。本发明将轴承外环、主体和外壳进行一体化设计，有实际效果的减少零件数量和加工误差，降低安装误差和振动传递，并在集成式轴承外壳设置凹槽胶封读数头，提高了读数头固定强度和稳定能力，保护读数头免受振动干扰，维持精准测量和电路保护，延长使用寿命。
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