Design and Fabrication of High Resolution Optical Rotary Encoder and Signal Process System

現今製造業與自動化設備的蓬勃發展，使得量測設備的需求也隨之大量增加，台灣雖為工具機及馬達的生產大國，但其中的高解析度旋轉編碼器卻均仰賴國外如日本、歐洲進口的產品，因此成本無法降低，而使得缺乏與外國頂尖廠商競爭之條件，故本研究設計發展一高解析度光學旋轉編碼器及其訊號處理系統，以期降低成本且掌握關鍵技術以提高產業競爭力。 本研究設計一易組裝、微小化之編碼器機構，在旋轉編碼器組裝過程中尤其重要的對心問題，本研究發展出比起傳統對心方法更為簡便、快速、低成本之夾治具與流程。 而在訊號處理的部分本研究選用微控制器作為開發介面，微控制器成本低廉且整合許多周邊又有足夠的運算性能，搭配周邊電路後能與編碼器機構整合以達到微小化之需求，而校正處理演算法的部分將以往使用PC為開發介面之演算法以微控制器實作，配合微控制器之DSP核心等級指令來達到即時運算之需求，成功的以微控制器實現訊號校正與運算功能。 本研究完成旋轉編碼器各部份的設計後整合各部分以完成一21-bit高解析度光學旋轉編碼器，並用適用於高階儀器等級之光學旋轉編碼器驗證其性能，經過測試後誤差量在60秒以下，而整體結構符合原先之低成本、易組裝、微小化設計目標