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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung schafft einen optischen Drehcodierer, der in der Lage ist, an Auflösungen beliebiger Winkel oder beliebiger Graduierungsmuster in schneller Weise angepasst zu werden, und auch leicht einer Produktion unterschiedlicher Abwandlungen in kleinen Mengen angepasst werden kann. Der optische Drehcodierer umfasst eine Rotationsplatte mit einer längs eines Kreises eingeschriebenen Graduierung, ein Lichtemissionselement, eine Linse und einen optischen Leser mit einer Lichtabschirmungsplatte und einem Lichtempfangselement zum Auslesen der Graduierung aus der Rotationsplatte, wobei die Lichtabschirmungsplatte, die einen Schlitz aufweist, der der Graduierung auf der Rotationsplatte entspricht, vor der optischen Leseeinrichtung angeordnet ist, wobei das vom Lichtemissionselement eingestrahlte Licht durch die Linse zu parallelem Licht geformt wird und auf die Rotationsplatte eingestrahlt wird, womit die auf der Rotationsplatte eingeschriebene Graduierung gelesen wird. Die Graduierungen werden auf das Material für die Graduierungsplatte in radialer Weise eingeschrieben, indem ein Material für die Graduierungsplatte auf einem XYTHETA-Tisch einer Laserbearbeitungseinheit angeordnet wird und indem die Bewegung des XYTHETA-Tischs geeignet gesteuert wird, während eine Lasereinstrahlung erfolgt, womit die Graduierungsplatte erzeugt wird.
    公开号:DE102004012271A1
    申请号:DE200410012271
    申请日:2004-03-12
    公开日:2004-11-04
    发明作者:Mutsumi Kyoto Kirino；Minoru Kyoto Kobayashi；Hiro Kyoto Muraoka；Arata Kyoto Nakamura；Tetsuo Kyoto Ryugo；Hirokazu Kyoto Yauchi
    申请人:Omron Corp；Omron Tateisi Electronics Co；
    IPC主号:G01D5-30
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf einen optischen Drehcodierereines Absoluttyps oder eines Inkrementtyps zur Feststellung beispielsweise einesDrehwinkels, einer Anzahl von Umdrehungen, einer Drehgeschwindigkeitund dergleichen.
    [0002] Einoptischer Drehcodierer dieses Typs umfasst eine scheibenförmige Graduierungsplattemit radial eingeschriebenen Graduierungen, einen optischen Leserzum Ablesen der Graduierungen von der Graduierungsplatte und einevor dem optischen Leser angeordnete Abschirmungsplatte mit Schlitzen,die den Graduierungen auf der Graduierungsplatte entsprechen. DerAufbau der Graduierungsplatte ist unterschiedlich je nach dem optischenLeseverfahren, das der optische Leser vornimmt. Wenn das von demoptischen Leser vorgenommene Leseverfahren vom Transmissionstypist, ist der Graduierungsabschnitt der Graduierungsplatte so aufgebaut, dasser einen Lichtdurchgang zulässt. Ähnlich ist, wenndas vom optischen Leser vorgenommene Leseverfahren vom Reflexionstypist, der Graduierungsabschnitt der Graduierungsplatte so aufgebaut, dasser die Reflexion von Licht zulässt.Andererseits ist jeder der Schlitzabschnitte der Lichtabschirmungsplatteso aufgebaut, dass er den Durchgang von Licht zulässt. Dabeikann fürden Lichtdurchgang eine durchgehende Öffnung oder ein transparenter Abschnittvorgesehen sein.
    [0003] Auchsind bekanntlich ein Inkrementtyp und ein absoluter Typ für einenCodierer dieser Art bekannt. Im Falle des Inkrementtyps sind dieeinzelnen Graduierungen im Wesentlichen äquidistant voneinander angeordnet.Andererseits stellt im Fal le des absoluten Typs ein Mehrbit-Code,entsprechend einer jeden Winkelauflösung, die Graduierung dar.
    [0004] Herkömmlicherweisesind als Verfahren für dasEinschreiben der Graduierungen auf der Graduierungsplatte ein Stanzverfahrenund ein Photoätzverfahrenbekannt. Ein aufgedampfter Metallfilm wird auf einer Oberfläche einertransparenten Grundplatte ausgebildet und auf der Oberfläche desaufgedampften Metallfilms ein Lichtabschirmungsfilm, der sich auseinem lichtempfindlichen Material zusammensetzt, ausgebildet. Dannwerden durch Ätzendes Lichtabschirmungsfilms die Reflexionsmuster mit dem belichtetenAbschnitt des aufgedampften Metallfilms definiert (wie in japanischerPatentveröffentlichungNr. 10-82661 beschrieben).
    [0005] Gemäß der herkömmlichenGraduierungsplatte muss jedoch bei einer ein Stanzverfahren verwendendenGraduierungsplatte eine Presse entworfen und hergestellt werden.Andererseits muss bei einer ein Photoätzverfahren verwendenden Graduierungsplatteeine Maske entworfen und hergestellt werden. Es wurden daher Probleme,wie ein übermäßiger Zeitaufwandvom Zeitpunkt der Auftragsvergabe bis zum Lieferzeitpunkt, enormeKosten fürdas Entwerfen und Herstellen von Formen und von Masken und infolgeder Kosten die Unfähigkeit,einer Herstellung von vielfachen Abwandlungen in kleinen Größen zu entsprechen,angegeben.
    [0006] Dievorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Probleme desStandes der Technik gemacht, und ist eine erste Aufgabe der Erfindung,einen optischen Drehcodierer zu schaffen, der in der Lage ist, rascheiner beliebigen Auflösungoder beliebigen Graduierungsmustern zu entsprechen, und der leichteiner Herstellung von vielen Abwandlungen in kleinen Mengen angepasstwerden kann.
    [0007] Eineweitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einesoptischen Drehcodierers, der in der Lage ist, hohe Präzision inder Winkelauflösungoder im Graduierungsmuster zu erzielen.
    [0008] WeitereAufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmanndurch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung deutlich werden.
    [0009] Einoptischer Drehcodierer gemäß der Erfindungumfasst eine Rotationsplatte mit einer längs eines Kreises eingeschriebenenGraduierung, ein Lichtemissionselement, eine Linse, einen optischenLeser mit einer Lichtabschirmungsplatte und einem Lichtempfangselementzum Auslesen der Graduierung aus der Rotationsplatte, wobei dieeinen der Graduierung auf der Rotationsplatte entsprechenden Schlitzaufweisende Lichtabschirmungsplatte vor dem optischen Leser angeordnetist. Dadurch werden die auf der Rotationsplatte eingeschriebenen Graduierungenausgelesen, indem Licht vom Lichtemissionselement, durch die Linsezu parallelem Licht gemacht, auf die Rotationsplatte eingestrahltwird. Zusätzlichzu dem oben beschriebenen Grundaufbau ist das besondere Merkmalder Erfindung, dass die Graduierung auf der Rotationsplatte durchLasereinstrahlung eingeschrieben wird.
    [0010] Gemäß diesemAufbau wird die Graduierung unter Verwendung einer Laserbearbeitungsvorrichtungund Lasereinstrahlen auf die Graduierungsplatte eingeschrieben,weshalb das Entwerfen und Herstellen einer Pressform oder einerMaske fürdas Ätzenunnötigwird. Die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt der Annahme eines Auftragsbis zu dem Zeitpunkt der Auslieferung lässt sich daher wesentlich abkürzen. Außerdem lässt sich,da die Kosten fürden Entwurf und die Herstellung der Pressform oder Ätzmaskeebenfalls unnötigwerden, eine kostengünstigeProduktion auch fürdie Herstellung vielfacher Abwandlungen in klei nen Mengen erzielen.Ferner kann, verglichen mit den Verfahren des Einschreibens vonGraduierungen durch Pressform oder Photoätzen, das Einschreiben vonGraduierungen durch Lasereinstrahlung Graduierungen mit einem höheren Exaktheitsniveau,verglichen mit den herkömmlichen Verfahren,abhängigvon der Steuerung der Laser-Bearbeitungsvorrichtung einschreiben.
    [0011] Ineiner bevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung werden die Schlitze in der Lichtabschirmungsplatteauch durch Lasereinstrahlung eingeschrieben. Die Grunderfindungschließt hierbeiaus folgendem Grund nicht das Durchführen einer Laserbearbeitungbetreffend die Schlitze der Lichtabschirmungsplatte ein. Bei dieserArt von Drehcodierer variiert nämlichder Durchmesser der als Graduierungsplatte verwendeten Scheibe gemäß der gefordertenAuflösung.Andererseits ist es in Bezug auf die Schlitze in der Lichtabschirmungsplattenicht erforderlich, eine Eins-zu-eins-Entsprechung zur Graduierungsplattein exakter Weise einzuhalten. Dementsprechend kann eine gemeinsameLichtabschirmungsplatte fürGraduierungsplatten mit einem bestimmten Bereich von Teilungen verwendetwerden. Daher ist es nicht erforderlich, die Schlitze in der Lichtabschirmungsplattejedes Mal neu herzustellen, damit sie dem Teilungsabstand in derGraduierungsplatte entspricht.
    [0012] Ineiner bevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung kann das Leseverfahren der Rotationsplatteauf einen Reflexionstyp beschränkt sein.Eine Vielzahl von Verfahren ist beim Einschreiben der Graduierungdurch Lasereinstrahlung möglich.Wenn jedoch das Leseverfahren der Graduierungsplatte ein Reflexionstypist, kann die Graduierung auf die Graduierungsplatte durch einfacheVerfahren, wie etwa beispielsweise durch Ausbilden eines rauen Oberflächenbereichsdurch Lasereinstrahlung auf einen bestimmten Abschnitt einer Metallplattemit Spiegeloberflächeoder durch Vakuumabscheiden einer Metall dünnschicht auf einer Oberfläche einerGlasplatte und nachfolgendes ausgewähltes Entfernen der Metalldünnschichtdurch Lasereinstrahlung eingeschrieben werden.
    [0013] Ineiner bevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung kann die Graduierung auf der Rotationsplattein Form eines Trapezes ausgebildet sein. Bei einer solchen Graduierungmit Trapezform kann bei Anpassung an eine Laserbearbeitungsvorrichtungmit individuellen BühnenX, Y und θ eineTrapezgraduierung entlang der Form der Graduierung in hochpräziser Weisedurch intermittierendes Zustellen in Teilungen für die θ-Richtung mit einer kompliziertenSteuerung und schwieriger Zerhackungsbewegung und durch Durchführen einerFeinsteuerung betreffend nur die X- und Y-Stufen eingeschrieben werden.
    [0014] Untereinem anderen Blickwinkel kann die vorliegende Erfindung auch alsGraduierungsplatte füreinen optischen Drehcodierer aufgefasst werden. In Bezug auf einesolche Graduierungsplatte wird eine Graduierung längs einesKreises durch Lasereinstrahlung in radialer Weise eingeschrieben.Hierbei kann ähnlichobiger Beschreibung das Leseverfahren auf einen Reflexionstyp beschränkt sein,und die Graduierung kann in Trapezform ausgebildet sein. Die Betriebswirkungeines jeden Elements ist die gleiche wie die oben beschriebene.Ferner kann die Erfindung unter einem anderen Blickwinkel auch alsLichtabschirmungsplatte eines optischen Drehcodierers aufgefasstwerden. Hinsichtlich einer solche Lichtabschirmungsplatte kann einSchlitzfeld in einem bestimmten Muster durch Lasereinstrahlung einschriebensein.
    [0015] Alsnächstesbesteht ein Verfahren zur Herstellung einer Rotationsplatte einesoptischen Drehcodierers gemäß der Erfindungdarin, eine Graduierung auf einem Rotationsplattenmaterial längs eines Kreisesin radialer Weise durch Einstrahlen eines Laserstrahls auf ein Rotationsplattenmaterial,während das Rotationsplattenmaterialauf einem XYθ-Tischeiner Laserbearbeitungseinheit angeordnet wird, und geeignetes Steuernder Bewegung des XYθ-Tischs einzuschreiben.Gemäß diesemVerfahren werden eine Pressform oder Ätzmasken unnötig, weshalbes möglichist, eine Graduierungsplatte eines optischen Drehcodierers in mehrerenAbwandlungen in kleinen Mengen herzustellen.
    [0016] EineLaserbearbeitungskoordinate wird hierbei beruhend auf einer gefordertenForm und Auflösungder Rotationsplatte berechnet, und es kann eine Graduierungsplattemit einer beliebigen Spezifikation durch Steuern der Bewegung desXYθ-Tischsberuhend auf der berechneten Koordinate hergestellt werden.
    [0017] DurchSteuerung allein des XYθ-Tischsin seiner Bewegung, währendein Ablenkungswinkel der Laserstrahllichtakte festgelegt ist, kanneine hochgenaue Bearbeitung mit dem zur Vermeidung einer Drift fixiertenLaserstrahl durchgeführtwerden. Ferner lässtsich eine höherePräzisionbei der Graduierungsverarbeitung und eine verkürzte Verarbeitungszeit durchkontinuierliches Bewegen des XYθ-Tischs,währenddie Drehbewegung des θ-Tischsintermittierend durchgeführtwird, um eine Trapezgraduierung auf dem Rotationsplattenmaterial inradialer Weise einzuschreiben, gewinnen.
    [0018] AlsMaterial fürdie Graduierungsplatte kann eine Vielzahl von Materialien gewählt werden.Beispielsweise kann das Graduierungsplattenmaterial eine Metallplattemit einem als dünnenBereich ausgebildeten Laserbearbeitungsbereich und eine durch ausgewähltes Einstrahleneines Laserstrahls darin ausgebildete Durchgangsöffnung aufweisen. Gemäß diesemAufbau lässtsich die Einfachheit der Bearbeitung verbessern, während gleichzeitigdie Steifigkeit insgesamt beibehalten wird. Auch kann das Graduierungsplattenmaterialeine transparente Grundplatte mit einer auf einer Oberfläche abgeschiedenenMetalldünnschicht,die hohe Reflexions- oder Lichtabschirmungseigenschaften hat, undeine darin durch selektives Einstrahlen des Laserstrahls und Entfernender Metalldünnschichtausgebildete transparente Öffnungaufweisen. Gemäß diesemAufbau kann eine aufgedampfte Chromschicht als Metalldünnschichtausgewähltund dadurch das Einschreiben einer Graduierung ohne Erhöhung derLaserleistung ermöglichtwerden. Ferner kann das Graduierungsplattenmaterial eine Metallplattemit einer Spiegeloberflächeaufweisen, wobei ein rauer Oberflächenbereich darauf durch selektivesEinstrahlen des Laserstrahls ausgebildet wird. Gemäß diesemAufbau lässt sicheine Graduierungsplatte fürden Reflexionstyp leicht herstellen.
    [0019] EinVerfahren zur Herstellung einer Lichtabschirmungsplatte eines optischenDrehcodierers gemäß der Erfindungbesteht darin, einen durchgehenden Schlitz oder einen transparentenSchlitz auf einem Lichtabschirmungsplattenmaterial durch Einstrahleneines Laserstrahls, währenddas Lichtabschirmungsplattenmaterial auf einem XYθ-Tisch einerLaserbearbeitungseinheit angeordnet ist, und geeignetes Steuernder Bewegung des XYθ-Tischseinzuschreiben. Gemäß diesemVerfahren kann eine Lichtabschirmungsplatte bei niedrigen Kostenhergestellt werden. Auch kann hinsichtlich der Lichtabschirmungsplatteeine hochpräziseBearbeitung mit dem Laserstrahl, der zur Vermeidung einer Driftfixiert ist, durch Steuerung lediglich des XYθ-Tischs hinsichtlich seinerBewegung, währendein Ablenkungswinkel der Laserstrahllichtachse festgelegt ist, durchgeführt werden.Ferner lässtsich eine höherePräzisionbei der Schlitzfeldbearbeitung und eine verkürzte Bearbeitungszeit durchkontinuierliches Bewegen des XY-Tisches, während die Drehbewegung des θ-Tischsintermittierend durchgeführtwird, um eine trapezförmigeGraduierung auf dem Rotationsplattenmaterial in radialer Weise einzuschreiben,gewinnen.
    [0020] Auchkann eine Vielzahl von Materialien als Material für die Lichtabschirmungsplatteausgewählt werden.Beispielsweise kann das Lichtabschirmungsplattenmaterial eine Metallplattemit einem als dünnerBereich ausgebildeten Laserbearbeitungsbereich und eine darin durchausgewähltesEinstrahlen des Laserstrahls ausgebildete Durchgangsöffnung aufweisen.Gemäß diesemAufbau lässtsich die Einfachheit der Verarbeitung verbessern, während die Steifigkeitinsgesamt aufrechterhalten wird. Auch kann das Lichtabschirmungsplattenmaterialeine transparente Grundplatte mit einer auf einer Oberfläche abgeschiedenenMetalldünnschichtmit hohen Reflexions- oder Lichtabschirmungseigenschaften und einedarin durch ausgewähltesEinstrahlen des Laserstrahls und Entfernen der Metalldünnschicht ausgebildetetransparente Öffnungaufweisen. Gemäß diesemAufbau kann eine aufgedampfte Chromdünnschicht als die Metalldünnschichtgewähltwerden, womit das Einschreiben eines Schlitzfeldes ohne Erhöhung derLaserleistung ermöglichtwird.
    [0021] 1 ist eine Figur, die dieAußenansichteines optischen Drehcodierers des Reflexionstyps zeigt;
    [0022] 2 ist eine Figur, die denAufbau eines optischen Drehcodierers des Reflexionstyps zeigt;
    [0023] 3 ist eine Figur, die denAufbau eines optischen Drehcodierers des Transmissionstyps zeigt;
    [0024] 4 ist eine Figur, die dieVorderansicht einer Rotationsplatte eines optischen Drehcodierers zeigt;
    [0025] 5 ist eine Figur, die einevergrößerte Ansichtdes Schnitts A in 4 zeigt;
    [0026] 6 ist eine Erläuterungsfigur,die eine Lichtabschirmungsplatte (vor der Laserbearbeitung) einesoptischen Drehcodierers zeigt;
    [0027] 7 ist eine Erläuterungsfigur,die eine Lichtabschirmungsplatte (nach der Laserbearbeitung) einesoptischen Drehcodierers zeigt;
    [0028] 8 ist eine Figur, die einevergrößerte Ansichteines Schlitzfelds auf der Lichtabschirmungsplatte eines optischenDrehcodierers zeigt;
    [0029] 9 ist eine Erläuterungsfigur,die ein Laserbearbeitungsverfahren für eine Rotationsplatte undeine Lichtabschirmungsplatte eines optischen Drehcodierers zeigt;
    [0030] 10 ist eine Figur, die denAufbau eines Laserbearbeitungssystems eines optischen Drehcodiererszeigt;
    [0031] 11 ist ein Flussdiagramm,welches ein Steuerprogramm einer Recheneinheit in dem Laserbearbeitungssystemdes optischen Drehcodierers zeigt;
    [0032] 12 ist eine Figur, die Formenvon Graduierungen auf der Rotationsplatte des optischen Drehcodiererszeigt.
    [0033] DieErfindung wird im Folgenden ausführlicherim Sinne konkreter Ausführungsformenunter Bezugnahme auf die beigefügtenZeichnungen beschrieben. Die unten beschriebene Ausführungsform zeigtlediglich ein Beispiel der Erfindung, der Gegenstand der Erfindungwird ausschließlichdurch die beigefügtenAnsprüchedefiniert.
    [0034] Deroptische Drehcodierer der vorliegenden Erfindung umfasst sowohleinen Reflexionstyp als auch einen Transmissionstyp.
    [0035] 1 zeigt eine Außenansichteines optischen Drehcodierers bei entferntem Gehäuse. In der Fig. ist ein optischerDrehcodierer des Reflexionstyps als Beispiel gezeigt. Der in diesemBeispiel gezeigte optische Drehcodierer 1000 umfasst einescheibenförmigeRotationsplatte 1a, eine Welle 2, die die Mitte derRotationsplatte 1a durchsetzt und sie in Stellung hält, einWellenlager 3 zur Lagerung der Welle 2, einenoptischen Leser (Optikmodul) 52, welcher ein Lichtemissionselement,eine Linse und ein Lichtempfangselement, die später noch beschrieben werden, enthält, eineMontagebasis 51 zur Montage des optischen Lesers 52 undeine Schaltungsplatte 53 zur Ausgabe von durch den optischenLeser 52 erzeugten Signalen nach außen.
    [0036] 2 zeigt einen detailliertenAufbau eines erfindungsgemäßen optischenDrehcodierers des Reflexionstyps. Für den optischen Drehcodiererdes Reflexionstyps bildet die Welle 2 eine Nachweisachseund erfasst ein Messobjekt.
    [0037] DasLichtemissionselement 5 wird durch Aktivierung einer Lichtemissionsschaltung 4 betrieben. Einvom Lichtemissionselement 5 eingestrahltes Lichtbündel L11durchsetzt einen Halbspiegel 6, wobei es einen gleich bleibendenSpreizwinkel aufrechterhält.Das LichtbündelL11 wird dann durch eine Linse 7 zu Parallellicht gebündelt undauf eine Oberflächeder Rotationsplatte 1a eingestrahlt. Das von der Rotationsplatte 1a reflektierteLicht wird durch Durchgang durch die Linse 7 und nachfolgendesReflektieren durch den Halbspiegel 6 auf ein Lichtempfangselement 9 gerichtet.Eine späternoch beschriebene Lichtabschirmungsplatte 8 mit Schlitzenist vor dem Lichtempfangselement 9 angeordnet. Ein vomHalbspiegel 6 reflektiertes Lichtbündel L12 geht durch den Schlitzder Lichtabschirmungsplatte 8 und in das Lichtempfangselement 9.Ein vom Lichtempfangselement 9 erzeugtes elektrisches Signalwird nach Verstärkungauf eine Signalverarbeitungseinheit 11 übertragen und es wird durcheine Lichtempfangsschaltung 10 eine Signalformung durchgeführt. Im Falleeines optischen Drehcodierers vom Inkrementtyp erzeugt die Signalverarbeitungseinheit 11 und gibtdie Signalverarbeitungseinheit 11 ein Impulsfeld aus, das einerWinkelauflösungentspricht. Im Falle eines optischen Drehcodierers vom Absoluttypandererseits erzeugt die Signalverarbeitungseinheit 11 undgibt die Signalverarbeitung 11 ein Codesignal aus, dasden einzelnen Winkelorten entspricht. Die so mit der Signalverarbeitungseinheit 11 gewonnenenSignale werden übereine Ausgangsschaltung 12 nach außen übertragen. Obige Beschreibungbeschreibt den Aufbau und im Grundsatz das Arbeiten des optischenDrehcodierers vom Reflexionstyp.
    [0038] 3 zeigt einen detailliertenAufbau eines optischen Drehcodierers vom Transmissionstyp als eineAusführungsformder vorliegenden Erfindung. Aufbau und Arbeiten des optischen Drehcodierers vomTransmissionstyp sind im Grundsatz die gleichen wie bei dem in 2 beschriebenen optischen Drehcodierervom Reflexionstyp. Nachfolgend werden daher lediglich die Unterschiedebeschrieben. In 3 sindhinsichtlich der gleichen Komponenten, wie sie in 2 beschrieben wurden, die gleichen Bezugszeichenvergeben, wobei die Erläuterung weggelassenist.
    [0039] DieRotationsplatte 1b füreinen Transmissionstyp hat einen Aufbau, der einen Durchgang von Lichtentsprechend dem Graduierungsabschnitt gestattet. Das vom Lichtemissionselement 5 eingestrahlteLichtbündelL21 wird unter Aufrechterhaltung eines gleich bleibenden Spreizwinkelsauf eine Linse 7 eingestrahlt und zu einem Parallellichtbündel L22 geformt.Das LichtbündelL22 durchläuftdann die Rotationsplatte 1b und strahlt auf das Lichtempfangselement 9 ein,das in Bezug auf die Rotationsplatte 1b entgegengesetztzum Lichtemissionselement 5 liegt. Eine später nochbeschriebene Lichtabschirmungsplatte 8 mit Schlitzen istvor dem Lichtempfangselement 9 angeordnet. Das Lichtempfangselement 9 erzeugtmit Einstrahlung des LichtbündelsL22 durch die Lichtabschirmungsplatte 8 hindurch und indas Lichtempfangselement 9 entsprechende elektri sche Signale.Die elektrischen Signale werden übereine Lichtempfangsschaltung 10, eine Signalverarbeitungseinheit 11 undeine Ausgangsschaltung 12, wie weiter oben in Bezug auf 2 beschrieben, nach außen gesendet.Obige Beschreibung beschreibt den Aufbau und im Grundsatz das Arbeitendes optischen Drehcodierers vom Transmissionstyp.
    [0040] Zusätzlich zudem oben beschriebenen Aufbau steuert der optische Drehcodierergemäß der ErfindungVerbesserungen zur Herstellung der Rotationsplatte 1a und 1b sowieder Lichtabschirmungsplatte 8 bei. Im Einzelnen werdendie Rotationsplatte 1a und 1b sowie die Lichtabschirmungsplatte 8 unter Verwendungeiner Laserbearbeitungsvorrichtung hergestellt. Eine ein Beispieldarstellende Vorderansicht einer Rotationsplatte eines Inkrementtypseines Reflexionstyps oder eines Transmissionstyps ist in 4 gezeigt.
    [0041] Wiein der Fig. gezeigt, ist eine Rotationsplatte 1 in Formeiner Scheibe ausgebildet. Ein Graduierungsfeldband 13 istauf den Randabschnitt der Rotationsplatte 1 ausgebildet.Im Mittelabschnitt der Rotationsplatte 1 ist eine Wellenöffnung 14 ausgebildet, inder die Welle 2 durchtritt und in der sie sicher in Stellunggehalten wird.
    [0042] 5 zeigt eine vergrößerte Ansichtdes Schnitts A der 4.Wie in der Figur gezeigt, wird das Graduierungsfeldband 13 durchdrei Graduierungsfelder gebildet, die ein erstes Graduierungsfeld 13a,ein zweites Graduierungsfeld 13b und ein drittes Graduierungsfeld 13c umfassen.Wie späternoch beschrieben, werden die Graduierungsfelder unter Benutzungeiner Laserbearbeitungsvorrichtung eingeschrieben. Anders ausgedrückt, werdendie Graduierungen durch Lasereinstrahlung im Unterschied zu derherkömmlichenRotationsplatte eingeschrieben, bei welcher Graduierungen mittelseines Stanzvorgangs oder eines Photoätzvorgangs ausgebildet werden.Das zweite Gra duierungsfeld 13b umfasst ein Phase-A-Musterund ein Phase-B-Musterzur Ausgabe von Impulsfeldern und zum Nachweis der Drehrichtungder Rotationsplatte 1 als eines Drehcodierers vom Inkrementtyp.Das erste Graduierungsfeld 13a und das dritte Graduierungsfeld 13c sindein Phase-Z-Muster zur Feststellung der Lage des Ursprungs.
    [0043] Die 6 bis 8 zeigen ein Beispiel einer Lichtabschirmungsplatte 8 gemäß dem optischen Drehcodiererder vorliegenden Erfindung. In den Figuren bezeichnen 8 eineLichtabschirmungsplatte, 81 und 82 Lagebestimmungsöffnungenzur Verwendung, wenn die Lichtabschirmungsplatte 8, wiespäternoch beschrieben, auf einer Laserbearbeitungsvorrichtung montiertwird, 83 einen dicken Bereich hinsichtlich der Dicke derLichtabschirmungsplatte 8, 84 einen dünnen Bereichhinsichtlich der Dicke der Lichtabschirmungsplatte 8, 85 einezwischen dem dicken Bereich und dem dünnen Bereich definierte Grenzlinie, 86a einerstes Schlitzfeld, 86b ein zweites Schlitzfeld, 86c eindrittes Schlitzfeld und 86d ein viertes Schlitzfeld.
    [0044] DerAufbau und das Herstellungsverfahren der Lichtabschirmungsplatteder vorliegenden Erfindung werden später noch im Einzelnen beschrieben, hieraber wird die Schlitzanordnung auf der Lichtabschirmungsplatte beschrieben.Die Anordnung des Schlitzfelds hat keine Relevanz für den Querschnittsaufbaunoch das Material der Lichtabschirmungsplatte und ist bei allenLichtabschirmungsplatten aller optischen Drehcodierer gleich.
    [0045] Andersausgedrückt,sind, wie in 7 gezeigt,vier Schlitzfelder, die ein erstes Schlitzfeld 86a, einzweites Schlitzfeld 86b, ein drittes Schlitzfeld 86c undein viertes Schlitzfeld 86d umfassen, im Mittelabschnittder Lichtabschirmungsplatte ausgebildet. Jeder einzelne das Schlitzfeldausbildende Schlitz ist entweder eine Durchgangsöffnung oder eine transparente Öffnung undgestattet damit den Durchtritt von Licht nur im Schlitzabschnitt.Die Schlitzfelder stehen in einer konstanten Beziehung zum Graduierungsfeldder in den 4 und 5 gezeigten Rotationsplatte 1.
    [0046] AlsNächsteszeigt 9 eine Erläuterungsdarstellungfür einBearbeitungsverfahren der Rotationsplatte und der Lichtabschirmungsplatteeines optischen Drehcodierers der vorliegenden Erfindung. In derFigur zeigen (a) und (b) den Querschnittsaufbau der Rotationsplatte 1 und(c) und (d) den Querschnittsaufbau der Lichtabschirmungsplatte 8.
    [0047] AlsErstes wird ein Querschnittsaufbau (Beispiel 1) einer Rotationsplatte,wie er in 9(a) gezeigtist, erläutert.Eine durch dieses Beispiel wiedergegebene Rotationsplatte kann für einenoptischen Drehcodierer des Reflexionstyps eingerichtet sein. Aufeiner Oberflächeder Rotationsplatte werden ein Bereich mit regelmäßiger Reflexionund ein Bereich mit unregelmäßiger Reflexiondurch ausgewähltes Einstrahleneines Laserbündelsauf eine Metallgrundplatte 100 mit einer Spiegeloberfläche, umdamit eine raue Oberflächeauszubilden, ausgebildet. Als die Metallbasisplatte 100 werdenbeispielsweise rostfreier Stahl (SUS) und dergleichen verwendet, unddie Dicke d1 ist auf ungefähr100 μm eingestellt. Inder Figur bezeichnen 100a einen Spiegeloberflächenbereichund 100b einen Rauoberflächenbereich. Der Spiegeloberflächenbereich 100a istdie ursprünglicheOberflächeder Metallbasisplatte 100, die exponiert wird, und derraue Oberflächenbereich 100b istein Abschnitt, der durch Einstrahlen des Laserbündels in eine raue Oberfläche abgeändert wird. Gemäß diesemAufbau wird ein auf den rauen Oberflächenbereich 100b ausdem Lichtemissionselement einfallendes Lichtbündel L1 zerstreut und kehrt nurin geringem Maßezum Lichtempfangselement zurück.Andererseits wird ein auf den Spiegeloberflächenbereich 100a ausdem Lichtemissionselement einfallendes Lichtbündel L2 spiegelreflektiertund kehrt größtenteilszum Lichtempfangselement zurück.Der Spiegeloberflächenbereich 100a entspricht demGraduierungsbereich 8a in der in 5 gezeigten vergrößerten. Ansicht des SchnittsA. Andererseits entspricht der raue Oberflächenbereich 100b demRandbereich 8b in der in 5 gezeigtenvergrößerten Ansichtdes Schnitts A. Durch Einstrahlen des Lichtbündels aus dem Lichtemissionselement aufeine Oberflächeder Rotationsplatte und durch photoelektrisches Umwandeln des reflektierten Lichtskönnendaher elektrische Signale, die dem ersten Graduierungsfeld 13a,dem zweiten Graduierungsfeld 13b und dem dritten Graduierungsfeld 13c entsprechen,gewonnen werden.
    [0048] AlsNächsteswird ein Querschnittsaufbau (Beispiel 2) einer Rotationsplatte,wie sie in 9(b) gezeigtist, erläutert.Eine durch dieses Beispiel wiedergegebene Rotationsplatte kann für einenoptischen Drehcodierer eines Reflexionstyps oder eines Transmissionstypseingerichtet sein. Die Rotationsplatte umfasst eine transparenteGrundplatte 110 und eine auf einer Oberfläche dertransparenten Grundplatte 110 abgeschiedene Metalldünnschicht 120.Als Material fürdie transparente Grundplatte 110 kann Glas, Kunststoffund dergleichen verwendet werden. Andererseits kann als Materialfür dieMetalldünnschicht 120 einmetallenes Material mit hohen Reflexionseigenschaften, wie etwaChrom (Cr), vorgesehen sein. In diesem Beispiel wird ein scheibenförmiges Material,welches eine metallene Dünnschicht 120 (eineaufgedampfte Chromschicht), abgeschieden auf einer Oberfläche dertransparenten Grundplatte 110 (einer Glasplatte), aufweist,hergestellt. Dann wird durch ausgewähltes Einstrahlen eines Laserbündels aufdie Oberflächedie Metalldünnschicht 120 ausgewählt entfernt(Sublimationsentfernung), womit ein Dünnschichtentfernungsbereich 120a aus gebildetwird. Gemäß diesemAufbau wird ein aus dem Lichtemissionselement auf die Spiegelfläche (denBereich, wo die Dünnschichtnicht entfernt worden ist) eingestrahltes Lichtbündel L3 gerichtet zurück zum Lichtempfangselementreflektiert. Andererseits geht ein aus dem Lichtemissionselementauf den Dünnschichtentfernungsbereich 120a eingestrahltesLichtbündelL4 durch die transparente Grundplatte 110 hindurch undkehrt nur in geringem Maßezum Lichtempfangselement zurück.Wenn die Rotationsplatte füreinen Reflexionstyp zu verwenden ist, wird die Spiegeloberfläche derMetalldünnschicht 120,wie in der vergrößerten Ansichtdes Schnitts A der 5 gezeigt,zum Graduierungsbereich 8a. Alternativ wird der Dünnschichtentfernungsbereich 120a,wie in der vergrößerten Ansichtdes Schnitts A der 5 gezeigt,zum Randbereich 8b. Wenn andererseits die Rotationsplattefür einen Transmissionstypverwendet wird, wird der Dünnschichtentfernungsbereich 120a,wie in vergrößerter Ansichtdes Schnitts A der 5 gezeigt,zum Graduierungsbereich 8a. Alternativ wird die Spiegeloberfläche derMetalldünnschicht 120,wie in der vergrößerten Ansichtdes Schnitts A der 5 gezeigt,zum Randbereich 8b. Wenn eine Glasplatte als transparenteGrundplatte 120 zu verwenden ist, ist ein B270 für den Reflexionstypund ein BK-7 fürden Transmissionstyp bevorzugt. Das BK-7 hat hohen Durchlassgrad,weshalb BK-7 beim Transmissionstyp vorteilhaft ist. Alternativ istes im Falle des Reflexionstyps nicht notwendig, den Durchlassgradzu berücksichtigen,weshalb wegen seiner niedrigen Kosten die Wahl von B270 bevorzugtist. Wenn ferner eine Glasplatte als transparente Grundplatte 110 zuverwenden ist, soll die Dicke d2 ungefähr 1,1 mm betragen, und wenneine aufgedampfte Schicht aus Chrom als Metalldünnschicht 120 zu verwendenist, wird die Dicke der Schicht d3 auf ungefähr 1400 Angstrom eingestellt.
    [0049] AlsNächsteswird der Querschnittsaufbau (Beispiel 1) einer Lichtabschirmungsplatteeines optischen Drehcodierers, wie er in 9(c) gezeigt ist, erläutert. In diesem Beispiel umfasstdie Lichtabschirmungsplatte hauptsächlich eine dünne Metallplatte 130.Eine galvanisch aufgebrachte Metallschicht 140 wird aufeiner Oberflächeder dünnen Metallplatte 130 erzeugtund ausgebildet, wobei ein dünnerBereich 150 als Gegenstand der Laserbehandlung belassenwird. Als Material fürdie dünne Metallplatte 130 wirdbeispielsweise Nickel (Ni) gewählt,und fürdie galvanisch abgeschiedene Metallschicht 140 wird in ähnlicherWeise Nickel (Ni) gewählt.Die Dicke d4 des dünnenBereichs 150 soll ungefähr0,01 mm messen, und die Dicke d5 der galvanisch abgeschiedenen Metallschicht 140 andererseitsungefähr0,04 mm. Die Dicke des dicken Bereichs als Ganzen soll daher ungefähr 0,05mm messen.
    [0050] Dasin 9(c) gezeigte Beispielentspricht der Lichtabschirmungsplatte für den in den 6 bis 8 gezeigtenoptischen Drehcodierer. Anders ausgedrückt, ist in diesem Beispieldie Lichtabschirmungsplatte so hergestellt, dass der dünne Bereich 84,der mit der rechteckigen Grenzlinie 85, wie sie in 6 gezeigt ist, zum dünnen Bereich 150 wird,und der dicke Bereich 83, der, wie in 6 gezeigt, der Umfangsabschnitt desselbenist, der Bereich wird, wo die galvanisch abgeschiedene Metallschicht 140 entwickeltund ausgebildet wird.
    [0051] DieseLichtabschirmungsplatte wird auf einer Bühne der Laserbearbeitungsvorrichtungfür einen optischenDrehcodierer, die späternoch beschrieben wird, überLagebestimmungsöffnungen 81 und 82 befestigt.Durch Einstrahlung eines Laserbündelsim dünnenBereich 84 werden dann Schlitzfelder durch das durchdringendeLaserbündel,wie durch das erste Schlitzfeld 86a, das zweite Schlitzfeld 86b,das dritte Schlitzfeld 86c und das vierte Schlitzfeld 86d in 7 gezeigt, ausgebildet.
    [0052] Wiein 9(c) gezeigt, wirdder mit dem Laserbündelbestrahlte Abschnitte ein perforierter Bereich 130a. Alternativverbleibt der Abschnitt, der vom Laserbündel nicht bestrahlt wird,als die dünneMetallplatte 130. Der perforierte Bereich 130a entspricht hierbeidem Schlitzbereich 8c in der vergrößerten Ansicht der 8. Andererseits entsprichtdie Oberflächeder dünnenMetallplatte 130, die die Lichtabschirmungseigenschafthat, dem Randbereich 8d in der vergrößerten Ansicht der 8. Wie aus 9(c) ersichtlich ist, geht ein auf denperforierten Bereich 130a eingestrahltes Lichtbündel L5auf die entgegengesetzte Seite durch, und ein auf die dünne Metallplatte 130 eingestrahltesLichtbündelL6 reflektiert zurück.
    [0053] AlsNächsteswird der Querschnittsaufbau (Beispiel 2) einer Lichtabschirmungsplatteeines optischen Drehcodierers, wie er in 9(d) gezeigt ist, erläutert. In diesem Beispiel umfasstdie Lichtabschirmungsplatte eine transparente Grundplatte (Glasoder Kunststoff) 111 und eine Metalldünnschicht 121 (eineaufgedampfte Dünnschichtaus Chrom und dergleichen), die auf einer Oberfläche der transparenten Grundplatte 111 abgeschiedenist. Die Lichtabschirmungsplatte 8 wird durch Ausbildeneines Dünnschichtbeseitungsbereichs 121a durchausgewähltesEinstrahlen eines Laserbündelsund Beseitigen der Metalldünnschicht 121 erzeugt.Wenn eine Glasplatte als transparente Grundplatte 111 zu verwendenist, soll ferner die Dicke d6 im Bereich von 0,5 bis 1,2 mm betragen.Wenn eine aufgedampfte Chromdünnschichtals die Metalldünnschicht 121 zu verwendenist, dann wird ferner zur vollständigenAbschirmung des Lichts die Dicke der Schicht d7 so eingestellt,dass sie ungefähr1400 Angströmmisst. Der Bereich mit der darauf abgeschiedenen Metalldünnschichtentspricht hierbei dem Randbereich 8d, wie er in der vergrößerten Ansichtder 8 gezeigt ist, undder Dünnschichtbeseitigungsbereich 121 entsprichtdem Schlitzbereich 8c.
    [0054] AlsNächsteszeigt 10 den Aufbaueines Laserbearbeitungssystems eines optischen Drehcodierers gemäß der Erfindung.Wie in der Figur gezeigt, umfasst das Laserbearbeitungssystem 700 eineLaserbearbeitungseinheit 710, eine Recheneinheit 720 undeine optische Erkennungseinheit 730.
    [0055] DieLaserbearbeitungseinheit 710 umfasst eine Werkstückanordnungs-und -steuerbühnezur Bestimmung der Position eines Werkstücks W. Die Steuerbühne umfassteinen X-Tisch 711 zur Durchführung einer Bewegung in X-Richtung,einen Y-Tisch 712 zur Durchführung einer Bewegung in Y-Richtungund einen θ-Tisch 713 zurDurchführung einerBewegung in der θ-Richtung(Drehrichtung). Das WerkstückW wird auf dem θ-Tisch 713 angeordnetund befestigt. In der vorliegenden Erfindung kann das Werkstück W dieRotationsplatte 1 oder die Lichtabschirmungsplatte 98 sein.
    [0056] EineLasereinheit 716 umfasst einen YAG-Laser (in diesem Beispielzweite Harmonische: 532 nm, Ausgangsleistung: ungefähr 0,5 mJ,Wiederholfrequenz: 5–40kHz) und ist mit einer Spannungsquelleneinheit 717 undeiner Kühleinheit 718 versehen.Ein aus der Lasereinheit 716 eingestrahlter Laserstrahlwird nach Reflexion durch einen Spiegel 715 und Kondensierung über eineKondensorlinse 714 auf die Oberfläche eines Werkstücks W eingestrahlt.Insbesondere bei diesem Beispiel ist zur Ermöglichung einer exakten Bearbeitungein Galvanospiegel, der normalerweise in dieser Art von Laserbearbeitungsvorrichtungenthalten ist, in seinem Zustand fixiert und das Arbeiten des Bündels aufdem WerkstückW wird gänzlichdurch die Steuerbühnenseitevorgenommen. Anders ausgedrückt,ist das Laserbündelzur Vermeidung einer Drift fixiert und die gewünschten Graduierungsmusterund Schlitzmuster werden durch Bewegen des Werkstücks W inder X-Richtung, Y-Richtung und θ-Richtunggeeignet in unabhängigerWeise gezeichnet und eingeschrieben.
    [0057] EineRechenverarbeitungseinheit 720 umfasst eine Laser/Werkstück-NC-Einheit 721 und CAD-Daten(Datenbank) 722. Die Laser/Werkstück-NC-Einheit 721 steuertgeeignet die Lasereinheit 716 und die Werkstückanordnungs-und -steuerbühne(X-Tisch 711,Y-Tisch 712 und θ-Tisch 713). DerSteuermodus wird beruhend auf den CAD-Daten 722 (beispielsweiseAutoCAD (eingetragene Marke) und dergleichen) gesteuert.
    [0058] Eineoptische Erkennungseinheit 730 umfasst eine Kamera 731,welche eine CCD enthält,einen Halbspiegel 732 und eine Lichtquelle 733.Licht der Lichtquelle 733 wird durch den Halbspiegel 732 reflektiertund beleuchtet das WerkstückW direkt von oben. Das vom Werkstück W reflektierte Licht geht durchden Halbspiegel 732 und wird in die Kamera 731 genommen.Dann werden Daten, die einer Lagebeziehung zwischen dem Werkstück W unddem Laserbündelentsprechen, gewonnen und die gewonnenen Daten auf die Laser/Werkstück-NC-Einheit 721 zurückgeführt .
    [0059] Dementsprechendwird das WerkstückW (die Rotationsplatte 1 oder die Lichtabschirmungsplatte 8),das auf der Werkstückanordnungs-und -steuerbühneangebracht ist, gemäß einemgewünschtenGraduierungsmuster oder einem gewünschten Schlitzmuster durchgeeignetes Bewegen der Werkstückanordnungs-und -steuerbühnebei gleichzeitiger Festlegung des Laserstrahls in einem festen Zustandbearbeitet. Es werden also die Graduierungen auf einer Rotationsplatteund die Schlitze auf einer Lichtabschirmungsplatte eingeschrieben.
    [0060] AlsNächsteszeigt 11 ein Flussdiagramm,welches ein Steuerprogramm einer Recheneinheit eines Laserbearbeitungssystemsfür einen optischenDrehcodierer gemäß der vorliegenden Erfindungzeigt. Das Steuerprogramm ist von der Laser/Werkstück-NC-Steuereinheit 721 auszuführen.
    [0061] Zunächst wirdein Einstellvorgang durchgeführt,um die Spezifikation der Rotationsplatte, wie etwa die Form unddie Auflösungzu bestimmen (Schritt 116). Dann werden Prozesse der Berechnungder Bearbeitungsanfangs- und -endpunktposition eines Graduierungsmustersoder Schlitzmusters (Schritt 117), der Berechnung der Zustellschrittweite θ (Schritt 118)und der Berechnung der Bearbeitungsanfangs- und -endpunktpositiondes Phase-Z-Musters (Schritt 119) durchgeführt. Dannwird ein WerkstückW vor Ausbildung des Schlitzes auf eine in der Figur nicht gezeigteSpannvorrichtung auf der Bühnegesetzt (Schritt 111) und es wird eine Initiierungsoperationdurchgeführt(Schritt 112). Nach den obigen Vorgängen werden eine Bewegung indie Bilderkennungsposition (Schritt 113), eine Ursprungssuche(Schritt 114) und eine Ursprungskoordinaten-Inkonsistenzgewinnung(Schritt 115) durchgeführt,und es wird eine provisorische Position des Werkstücks W zuder Bearbeitungs-X-Y-θ-Koordinate bewegt(Schritt 120). Nach Abwarten der Stabilisierung des Laserlichts(Schritt 121 und 122) wird ein Verschluss für die Lasereinheitgeöffnet(Schritt 123), womit Laserlicht eingestrahlt (Schritt 124)und die Laserbearbeitung durchgeführt wird (Schritt 125).Bei der Laserbearbeitungsausführung(Schritt 125) wird, wie weiter oben beschrieben, eine geeigneteBetätigungder X-Y-θ-Bühne beruhendauf den CAD-Daten 722 durchgeführt (Schritt 126).Dann wird der Verschluss geschlossen (Schritt 127) undder Abschluss der Schlitzbearbeitung bestätigt (Schritt 128),und wenn eine weitere Bearbeitung vorliegt, ein Bewegungsvorgangin die nächsteBearbeitungsposition durchgeführt(Schritt 129), wobei die obigen Vorgänge wiederholt werden, bisdie Bearbeitung vollständig ist (Schritt 128,vollständig)und ein Bearbeitungsbeendigungsprozess durchgeführt wird (Schritt 130).
    [0062] Wieoben beschrieben wird die Graduierungs- und Schlitzbearbeitung derRotationsplatte 1 und der Lichtabschirmungsplatte 8 desoptischen Drehcodierers der Erfindung automatisch über ein Laserbearbeitungssystem 700 durchgeführt. Dadurchkann, verglichen mit der Verwendung des herkömmlichen Stanzverfahrens oderdes herkömmlichenPhotoätzverfahrens,die Zeitspanne vom Zeitpunkt des Erhalts eines Auftrags bis zumZeitpunkt des Bearbeitungsabschlusses deutlich verkürzt werden,da das Entwerfen und Herstellen von Pressformen oder Masken nichterforderlich sind. Auch kann eine signifikante Kosteneffizienz,verglichen mit einer Durchführungeines solchen Entwerfens und Herstellens, erzielt werden. Daherlässt sichgemäß dem optischenDrehcodierer der vorliegenden Erfindung eine Anpassung an die Herstellungvieler Abwandlungen in kleinen Mengen leicht gewinnen und gleichzeitigein solches Herstellungsverfahren bei niedrigen Kosten erzielen.
    [0063] Zusätzlich lässt sichgemäß dem optischen Drehcodiererder vorliegenden Erfindung die Bearbeitungspräzision bei jedem einzelnenGraduierungselement verbessern, indem Verbesserungen auf die Steuerungdes X-Tischs 711, des Y-Tischs 712 und des θ-Tischs 713 angewandtwerden.
    [0064] 12 zeigt die Form einzelnerGraduierungen auf einer Rotationsplatte eines optischen Drehcodierersgemäß der vorliegendenErfindung. Das in 12(a) gezeigteGraduierungselement 161 hat Fächerform. Diese ist die gleiche,wie die Graduierungsformen es sind, die das herkömmliche Stanzverfahren oderherkömmlichePhotoätzverfahrenverwenden. In diesem Fall wird ein fächerförmiges Graduierungselement 161 beispielsweisedurch Bewegen des X-Tischs 711, des Y-Tischs 712 unddes θ-Tischs 713 ineiner ineinander greifenden Bewegung bei der Lasereinstrahlung,wie gezeigt durch die Zickzack-Spur in der Figur ausgebildet.
    [0065] EinGraduierungselement 162, wie es in 12(b) gezeigt ist, ist ein neuartig geformtesGraduierungselement, besonders entwickelt von den Erfindern dieserErfindung. Der Außenranddieses Graduierungselements ist gänzlich von geraden Linien umgebenund weist einen deutlichen Unterschied gegenüber dem herkömmlichenfächerförmigen Graduierungselementauf. Dieses neuartige Graduierungselement wurde entwickelt, um einhochpräzisesGraduierungselement unter Vorsehen des Einsatzes des in 10 gezeigten Laserbearbeitungssystemsund durch einfache Steuerung des X-Tischs, des Y-Tischs und des θ-Tischsauszubilden. Anders ausgedrückt,muss bei der Bearbeitung des trapezförmigen Graduierungselements 182 der θ-Tisch 713 nur einintermittierendes Zustellen wiederholen, und in Situationen, inder der θ-Tischstationärist, kann eine Bearbeitung innerhalb der trapezförmigen Kontur mit Präzision durchBewegen des X-Tischs 711 und des Y-Tischs 712 ineiner gleichzeitigen ineinander greifenden Bewegung, die durch dieZickzack-Spur inder Figur gezeigt ist, leicht durchgeführt werden. Durch Verwendeneiner solchen trapezförmigenGraduierung ist es möglich,die lagebestimmende Präzision derGraduierung, verglichen mit dem herkömmlichen Stanzverfahren oderPhotoätzverfahren,zu verbessern und gleichzeitig eine Graduierung, die eine nahezuidentische Funktion wie die herkömmlichefächerförmige Graduierungausführt,leicht und in kurzer Zeitdauer auszubilden.
    [0066] Wieaus der obigen Beschreibung klar ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindungeine Herstellung mehrfacher Abwandlungen in kleinen Mengen bei niedrigenKosten füroptische Drehcodierer eines Reflexionstyps oder Transmissionstypsund ferner für einenAbsoluttyp oder einen Inkrementtyp möglich.
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Optischer Drehcodierer aufweisend eine Rotationsplattemit einer längseines Kreises eingeschriebenen Graduierung, ein Lichtemissionselement,eine Linse, einen optischen Leser, welcher eine Lichtabschirmungsplatteund ein Lichtempfangselement zum Auslesen der Graduierung aus derRotationsplatte aufweist, wobei die Lichtabschirmungsplatte, dieeinen Schlitz aufweist, der der Graduierung auf der Rotationsplatteentspricht, vor dem optischen Leser angeordnet ist, womit dieauf der Rotationsplatte eingeschriebenen Graduierungen mit einerEinstrahlung von Licht des Lichtemissionselements, das durch dieLinse zu Parallellicht geformt wird, auf die Rotationsplatte gelesen werden,wobei die Graduierung auf der Rotationsplatte durch Lasereinstrahlungeingeschrieben ist.
    [2] Optischer Drehcodierer nach Anspruch 1, wobei derSchlitz auf der Lichtabschirmungsplatte durch Lasereinstrahlungeingeschrieben ist.
    [3] Optischer Drehcodierer nach Anspruch 1 oder 2, wobeiein Leseverfahren der Rotationsplatte ein Reflexionstyp ist.
    [4] Optischer Drehcodierer nach einem der Ansprüche 1 bis3, wobei die Graduierung auf der Rotationsplatte trapezförmig ausgebildetist.
    [5] Rotationsplatte eines optischen Drehcodierers, wobeieine Graduierung längseines Kreises durch Lasereinstrahlung eingeschrieben ist.
    [6] Rotationsplatte eines Drehcodierers nach Anspruch5, wobei ein Leseverfahren ein Reflexionstyp ist.
    [7] Rotationsplatte eines optischen Drehcodierers nachAnspruch 5 oder 6, wobei die Graduierung trapezförmig ausgebildet ist.
    [8] Lichtabschirmungsplatte eines Drehcodierers, wobeiein Schlitzfeld durch Lasereinstrahlung eingeschrieben ist.
    [9] Verfahren zur Herstellung einer Rotationsplatte einesoptischen Drehcodierers, wobei ein Laserbündel auf ein Rotationsplattenmaterialunter Anordnung des Rotationsplattenmaterials auf einem XYθ-Tisch einerLaserbearbeitungsvorrichtung eingestrahlt wird, und wobei eine Graduierungauf dem Rotationsplattenmaterial längs eines Kreises durch geeignetesSteuern einer Bewegung des XYθ-Tischs eingeschriebenwird.
    [10] Verfahren zur Herstellung einer Rotationsplatteeines optischen Drehcodierers nach Anspruch 9, wobei eine Laserbearbeitungskoordinateberuhend auf einer geforderten Form und Auflösung der Rotationsplatte berechnetwird, und wobei eine Graduierungsplatte mit einer beliebigen Spezifikation durchSteuerung der Bewegung des XYθ-Tischsberuhend auf der berechneten Koordinate erzeugt wird.
    [11] Verfahren zur Herstellung einer Rotationsplatteeines optischen Drehcodierers nach Anspruch 9, wobei nur der XYθ- Tisch in der Bewegunggesteuert wird, währendein Ablenkungswinkel einer Laserbündel-Lichtachse festgelegtist.
    [12] Verfahren zur Herstellung einer Rotationsplatteeines optischen Drehcodierers nach Anspruch 10, wobei eine Trapezgraduierungauf einem Rotationsplattenmaterial längs eines Kreises durch kontinuierlichesBewegen des XY-Tischs, währenddie Drehbewegung des θ-Tischsintermittierend durchgeführtwird, eingeschrieben wird.
    [13] Verfahren zur Herstellung einer Rotationsplatteeines Drehcodierers nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Rotationsplattenmaterialeine Metallplatte mit einem Laserbearbeitungsbereich als einen dünnen Bereichaufweist und wobei eine Durchgangsöffnung darin durch ausgewähltes Einstrahlendes Laserbündelsausgebildet wird.
    [14] Verfahren zur Herstellung einer Rotationsplatteeines optischen Drehcodierers nach einem der Ansprüche 9 bis11, wobei das Rotationsplattenmaterial eine transparente Grundplattemit einer auf einer Oberflächeabgeschiedenen stark reflektierenden oder lichtabschirmenden Metalldünnschichtaufweist, wobei eine transparente Öffnung durch ausgewähltes Einstrahlendes Laserbündelsund Entfernen der Metalldünnschichtausgebildet wird.
    [15] Verfahren zur Herstellung einer Rotationsplatteeines optischen Drehcodierers nach einem der Ansprüche 9 bis11, wobei das Rotationsplattenmaterial eine Metallplatte mit einerSpiegeloberflächeaufweist und wobei ein rauer Oberflächenbereich durch ausgewähltes Einstrahlendes Laserbündelsausgebildet wird.
    [16] Verfahren zur Herstellung einer Lichtabschirmungsplatteeines optischen Drehcodierers, wobei ein Laserbündel auf ein Lichtabschirmungsplattenmaterialeingestrahlt wird, währenddas Lichtabschirmungsplattenmaterial auf einem XYθ-Tisch einerLaserbearbeitungsvorrichtung angeordnet ist, und wobei ein Durchgangsschlitzoder ein transparenter Schlitz auf dem Lichtabschirmungsplattenmaterial durchgeeignetes Steuern der Bewegung der XYθ-Tabelle eingeschrieben wird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-11-04| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2009-09-24| 8131| Rejection|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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