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編碼器

2019-5-24  閱讀(814)

編碼器可按以下方式來(lái)分類。

1、按碼盤的刻孔方式不同分類

(1)增量型:就是每轉(zhuǎn)過(guò)單位的角度就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)(也有發(fā)正余弦信號(hào),

編碼器(圖1)編碼器(圖1)  編碼器(圖1)

然后對(duì)其進(jìn)行細(xì)分,斬波出頻率更高的脈沖),通常為A相、B相、Z相輸出,A相、B相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出,根據(jù)延遲關(guān)系可以區(qū)別正反轉(zhuǎn),而且通過(guò)取A相、B相的上升和下降沿可以進(jìn)行2或4倍頻;Z相為單圈脈沖,即每圈發(fā)出一個(gè)脈沖。

(2)值型:就是對(duì)應(yīng)一圈,每個(gè)基準(zhǔn)的角度發(fā)出一個(gè)與該角度對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的數(shù)值,通過(guò)外部記圈器件可以進(jìn)行多個(gè)位置的記錄和測(cè)量。

2、按信號(hào)的輸出類型分為:電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補(bǔ)輸出和長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)輸出。

3、以編碼器機(jī)械安裝形式分類

(1)有軸型:有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。

(2)軸套型:軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。

4、以編碼器工作原理可分為:光電式、磁電式和觸點(diǎn)電刷式。

折疊編輯本段常見故障

1、編碼器本身故障:是指編碼器本身元器件出現(xiàn)故障,

編碼器(圖2)編碼器(圖2)

編碼器(圖2)

導(dǎo)致其不能產(chǎn)生和輸出正確的波形。這種情況下需更換編碼器或維修其內(nèi)部器件。

2、編碼器連接電纜故障:這種故障出現(xiàn)的幾率 高,維修中經(jīng)常遇到,應(yīng)是優(yōu)先考慮的因素。通常為編碼器電纜斷路、短路或接觸不良,這時(shí)需更換電纜或接頭。還應(yīng)特別注意是否是由于電纜固定不緊,造成松動(dòng)引起開焊或斷路,這時(shí)需卡緊電纜。

3、編碼器+5V電源下降:是指+5V電源過(guò)低, 通常不能低于4.75V,造成過(guò)低的原因是供電電源故障或電源傳送電纜阻值偏大而引起損耗,這時(shí)需檢修電源或更換電纜。

4、式編碼器電池電壓下降:這種故障通常有含義明確的報(bào)警,

編碼器(圖3)編碼器(圖3)

編碼器(圖3)

這時(shí)需更換電池,如果參考點(diǎn)位置記憶丟失,還須執(zhí)行重回參考點(diǎn)操作。

5、編碼器電纜屏蔽線未接或脫落:這會(huì)引入干擾信號(hào),使波形不穩(wěn)定,影響通信的準(zhǔn)確性,必須保證屏蔽線可靠的焊接及接地。

6、編碼器安裝松動(dòng):這種故障會(huì)影響位置控制 精度,造成停止和移動(dòng)中位置偏差量超差,甚至剛一開機(jī)即產(chǎn)生伺服系統(tǒng)過(guò)載報(bào)警,請(qǐng)?zhí)貏e注意。

7、光柵污染 這會(huì)使信號(hào)輸出幅度下降,必須用脫脂棉沾*輕輕擦除油污。

折疊編輯本段安裝使用

型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝使用:

型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝有高速端安裝、低速端安裝、

編碼器(圖4)編碼器(圖4)

編碼器(圖4)

輔助機(jī)械裝置安裝等多種形式。

高速端安裝:安裝于動(dòng)力馬達(dá)轉(zhuǎn)軸端(或齒輪連接),此方法優(yōu)點(diǎn)是分辨率高,由于多圈編碼器有4096圈,馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)在此量程范圍內(nèi),可充分用足量程而提高分辨率,缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)減速齒輪后,來(lái)回程有齒輪間隙誤差,一般用于單向高精度控制定位,例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端,馬達(dá)抖動(dòng)須較小,不然易損壞編碼器。

低速端安裝:安裝于減速齒輪后,如卷?yè)P(yáng)鋼絲繩卷筒的軸端或后一節(jié)減速齒輪軸端,此方法已無(wú)齒輪來(lái)回程間隙,測(cè)量較直接,精度較高,此方法一般測(cè)量長(zhǎng)距離定位,例如各種提升設(shè)備,送料小車定位等。

輔助機(jī)械安裝:

常用的有齒輪齒條、鏈條皮帶、摩擦轉(zhuǎn)輪、收繩機(jī)械等。

折疊編輯本段工作原理

由一個(gè)中心有軸的光電碼盤,其上有環(huán)形通、暗的刻線,

編碼器(圖5)編碼器(圖5)

編碼器(圖5)

有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差(相對(duì)于一個(gè)周波為360度),將C、D信號(hào)反向,疊加在A、B兩相上,可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào);另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。

由于A、B兩相相差90度,可通過(guò)比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),通過(guò)零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩(wěn)定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí),塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的,其成本低,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

分辨率-編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

折疊編輯本段主要作用

它是一種將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號(hào)的旋轉(zhuǎn)式傳感器,

編碼器(圖6)編碼器(圖6)

編碼器(圖6)

這些脈沖能用來(lái)控制角位移,如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結(jié)合在一起,也可用于測(cè)量直線位移。

編碼器產(chǎn)生電信號(hào)后由數(shù)控制置CNC、可編程邏輯控制器PLC、控制系統(tǒng)等來(lái)處理。這些傳感器主要應(yīng)用在下列方面:機(jī)床、材料加工、電動(dòng)機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)量和控制設(shè)備。在ELTRA編碼器中角位移的轉(zhuǎn)換采用了光電掃描原理。讀數(shù)系統(tǒng)是基于徑向分度盤的旋轉(zhuǎn),該分度由交替的透光窗口和不透光窗口構(gòu)成的。此系統(tǒng)全部用一個(gè)紅外光源垂直照射,這樣光就把盤子上的圖像投射到接收器表面上,該接收器覆蓋著一層光柵,稱為準(zhǔn)直儀,它具有和光盤相同的窗口。接收器的工作是感受光盤轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的光變化,然后將光變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電變化。一般地,旋轉(zhuǎn)編碼器也能得到一個(gè)速度信號(hào),這個(gè)信號(hào)要反饋給變頻器,從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出數(shù)據(jù)。故障現(xiàn)象:1、 旋轉(zhuǎn)編碼器壞(無(wú)輸出)時(shí),變頻器不能正常工作,變得運(yùn)行速度很慢,而且一會(huì)兒變頻器保護(hù),顯示"PG斷開"...聯(lián)合動(dòng)作才能起作用。要使電信號(hào)上升到較高電平,并產(chǎn)生沒有任何干擾的方波脈沖,這就必須用電子電路來(lái)處理。編碼器pg接線與參數(shù)矢量變頻器與編碼器pg之間的連接方式,必須與編碼器pg的型號(hào)相對(duì)應(yīng)。一般而言,編碼器pg型號(hào)分差動(dòng)輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種,其信號(hào)的傳遞方式必須考慮到變頻器pg卡的接口,因此選擇合適的pg卡型號(hào)或者設(shè)置合理.

編碼器一般分為增量型與型,它們存著大的區(qū)別:在增量編碼器的情況下,

編碼器(圖7)編碼器(圖7)

編碼器(圖7)

位置是從零位標(biāo)記開始計(jì)算的脈沖數(shù)量確定的,而型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。在一圈里,每個(gè)位置的輸出代碼的讀數(shù)是的; 因此,當(dāng)電源斷開時(shí),型編碼器并不與實(shí)際的位置分離。如果電源再次接通,那么位置讀數(shù)仍是當(dāng)前的,有效的; 不像增量編碼器那樣,必須去尋找零位標(biāo)記。

現(xiàn)在編碼器的廠家生產(chǎn)的系列都很全,一般都是的,如電梯型編碼器、機(jī)床編碼器、伺服電機(jī)型編碼器等,并且編碼器都是智能型的,有各種并行接口可以與其它設(shè)備通訊。

編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。前者成為碼盤,后者稱碼尺.按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種.接觸式采用電刷輸出,一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是"1"還是"0";非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是"1"還是"0"。

按照工作原理編碼器可分為增量式和式兩類。

編碼器(圖8)編碼器(圖8)

編碼器(圖8)

增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào),再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖,用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān),而與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。

旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖,通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置,當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí),依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置。這樣,當(dāng)停電后,編碼器不能有任何的移動(dòng),當(dāng)來(lái)電工作時(shí),編碼器輸出脈沖過(guò)程中,也不能有干擾而丟失脈沖,不然,計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移,而且這種偏移的量是無(wú)從知道的,只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點(diǎn),編碼器每經(jīng)過(guò)參考點(diǎn),將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前,是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此,在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn),開機(jī)找零等方法。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的,它不受停電、干擾的影響。

編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的,它無(wú)需記憶,無(wú)需找參考點(diǎn),而且不用一直計(jì)數(shù),什么時(shí)候需要知道位置,什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。



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