絕對式編碼器

1、絕對式編碼器絕對型編碼器以光電掃描分度盤(與轉(zhuǎn)動軸相連)上的格雷碼模型以確定絕對位置值，輸出數(shù)碼信號，其有如下顯著特點: 絕對型編碼器的每一個位置是唯一的(即絕對的)，與增量型編碼器不同。 增量型編碼器的位置是由原位基準(zhǔn)的計數(shù)脈沖累計來決定位置，讀數(shù)狀態(tài)要始終連續(xù)，不可間斷，抗干擾能力差，主要用于短時的相對位移或速度測量; 絕對型編碼器是以即時讀出數(shù)據(jù)碼系統(tǒng)，以建立信息，沒有兩個位置是相同的。當(dāng)?shù)綦姇r， 絕對型編碼器的位置不會丟失，其數(shù)據(jù)碼盤通過轉(zhuǎn)軸與機(jī)械聯(lián)動，每一個位置是唯一的，一旦電源接通，它即可讀出現(xiàn)時準(zhǔn)確的位置信號，不需要退回到基準(zhǔn)原點使系統(tǒng)從初始位置開始。同樣，在經(jīng)過一陣干擾后，可通

2、過復(fù)讀重新獲得準(zhǔn)確的位置信號。因此，絕對型編碼器與增量型編碼器相比，不存在掉電信號丟失問題，抗干擾能力強(qiáng)，可用于長期的定位控制。絕對型編碼器讀出的信號可以是格雷碼等數(shù)字信號，其錯碼幾率較小，對于后部二次儀表的運(yùn)算，因是數(shù)字量計算，不易增加其誤差，因此，其傳輸及計算的數(shù)據(jù)的可靠性高。脈沖編碼器介紹 我們目前生產(chǎn)和使用的數(shù)控機(jī)床大多采用的是半閉環(huán)控制方式，大多數(shù)的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家均將位置編碼器內(nèi)置于驅(qū)動電機(jī)端部，間接測量執(zhí)行部件的實際位置或位移。 1、  脈沖編碼器概念 脈沖編碼器是一種光學(xué)式位置檢測元件，編碼盤直接裝在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，以測出軸的旋轉(zhuǎn)角

3、度位置和速度變化，其輸出信號為電脈沖。 這種檢測方式的特點是：非接觸式的，無摩擦和磨損，驅(qū)動力矩小，響應(yīng)速度快。缺點是抗污染能力差，容易損壞。按其編碼化方式，可分為增量式和絕對值式。 1）增量式編碼器 增量式編碼器工作原理 增量式編碼器工作原理如上圖a所示。在圖中，E為等節(jié)距的輻射狀透光窄縫圓盤，"Q1、"Q2 為光源，Da、Db、Dc為光電元件（光敏二極管或光電池），Da與Db錯開90度相位角安裝。當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)一個節(jié)距時，在光源照射下，光電元件Da，Db上得到圖b( 所示的光電波形輸出，A，B信號為具有90度相位差

4、的正弦波，這組信號經(jīng)放大器放大與整形，得到圖c) 的輸出方波，A相比B相導(dǎo)前90度，其電壓幅值為5V。設(shè)A相導(dǎo)前B相時為正方向旋轉(zhuǎn)，則B相導(dǎo)前A相時即為負(fù)方向旋轉(zhuǎn)，利用A相與B相的相位關(guān)系可以判別編碼器的旋轉(zhuǎn)方向，C相產(chǎn)生的脈沖為基準(zhǔn)脈沖，又稱零點脈沖，它是軸旋轉(zhuǎn)一周在固定位置上產(chǎn)生一個脈沖，在數(shù)控車床上切削螺紋時，可將它作為車刀進(jìn)刀點和退刀點的信號使用，以保證切削的螺紋不會亂扣。在加工中心上可作為主軸準(zhǔn)停信號，以保證主軸和刀庫間的可*換刀。AB相脈沖信號經(jīng)頻率電壓變換后，得到與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速成比例的電壓信號，便可測得速度值及位移量。 2）絕對值式編碼器 絕對值式編碼器

5、是通過讀取編碼盤上的圖案來表示數(shù)值的。下圖所示的為葛萊編碼盤，圖中空白的部分透光，用“0”表示；涂黑的部分不透光，用“1”表示。此碼盤共有四環(huán)，由里向外每一環(huán)配置的光電變換器對應(yīng)2的3次方，2的2次方，2的1次方，2的0次方。圖中的碼盤共分為16份，要提高檢測精度，可多分。 葛萊編碼盤 3）增量式編碼器和絕對值式編碼器比較 在實際應(yīng)用中，通過比較，發(fā)現(xiàn)增量式結(jié)構(gòu)簡單，成本低；但其移距是由測量信號計數(shù)讀出的，基點特別重要，每次開機(jī)或因故停機(jī)后，都要重回參考點；并且排除故障后不能再找到事故前的正確位置，而且由于干擾易產(chǎn)生計數(shù)誤差。這種增量式編碼器多用于精度要求不是很高

6、的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。而絕對值式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；但其坐標(biāo)值直接從碼盤中讀出，不會有累積誤差；編碼器本身具有機(jī)械式存儲功能（需要外加電池），即使因停電或其它原因造成坐標(biāo)值清除，通電后，仍可找到原絕對坐標(biāo)位置。這種編碼器多用于精度和速度要求較高的數(shù)控機(jī)床，特別是控制軸數(shù)多達(dá)四、五個的加工中心機(jī)床上。 2、全閉環(huán)位置檢測裝置 附：伺服電機(jī)和主軸電機(jī)的區(qū)別 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不一樣,主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子與鼠籠電機(jī)的轉(zhuǎn)子一樣,由于沒有磁極,因而不需要相應(yīng)的檢測轉(zhuǎn)子位置的信號,1PH7主軸電機(jī)的編碼器型號為ERN1381,1FT6/1FK6電機(jī)的編碼器型號為ERN1387,其主要區(qū)別就是ER

7、N1381沒有附加的C相和D相信號,故更換編碼器不需要重新調(diào)整,ERN1387可以用在1PH電機(jī)上,但反過來ERN1381不能用在進(jìn)給電機(jī)上. 主軸電機(jī)一般功率很大,因而電機(jī)的結(jié)構(gòu)對散熱要求更高. 工作范圍不一樣,伺服電機(jī)工作在最低轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速之間的恒轉(zhuǎn)矩區(qū),而主軸電機(jī)工作在額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間的恒功率區(qū),由于要達(dá)到很大的調(diào)速范圍,主軸電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一般都很低 ERN1387編碼器更換方法 1. 卸開電機(jī)后蓋,編碼器的后蓋 2. 松開編碼器安裝螺絲 3. 旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸,使編碼器轉(zhuǎn)子上的標(biāo)志和編碼器殼上的標(biāo)志重合 4. 卸下編碼器 , 注意在裝卸的時候盡量使用特制螺絲頂出來,免得損壞編碼器 5. 旋轉(zhuǎn)新的編碼器,使編碼器的兩個標(biāo)志重合 6. 按以上相反的順序安裝編碼器 注意:在安裝編碼器的過程中,要保證電機(jī)的轉(zhuǎn)子不同,否則會失去轉(zhuǎn)子的相對位置,如果失去了相對位置 , 老電機(jī)則需要用示波器來調(diào)整編碼器的安裝位置, 新電機(jī)則可以依據(jù)