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數(shù)控機(jī)床脈沖編碼器工作原理 | ||||||
發(fā)布者:admin 發(fā)布時(shí)間:2019/4/21 12:36:22 點(diǎn)擊:10924 | ||||||
脈沖編碼器是一種光學(xué)式位置檢測(cè)元件,編碼盤(pán)直接裝在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上,以測(cè)出軸的旋轉(zhuǎn)角度位置和速度變化,其輸出信號(hào)為電脈沖。 這種檢測(cè)方式的特點(diǎn)是:非接觸式的,無(wú)摩擦和磨損,驅(qū)動(dòng)力矩小,響應(yīng)速度快。缺點(diǎn)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(duì)值式。
根據(jù)檢測(cè)原理,編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號(hào)輸出形式,可分為增量式、絕對(duì)式以及混合式三種。
1.增量式編碼器工作原理
增量式旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)內(nèi)部?jī)蓚€(gè)光敏接受管轉(zhuǎn)化其角度碼盤(pán)的時(shí)序和相位關(guān)系,得到其角度碼盤(pán)角度位移量增加(正方向)或減少(負(fù)方向)。
下面對(duì)增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的內(nèi)部工作原理
A,B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)兩個(gè)光敏接受管,A,B兩點(diǎn)間距為 S2 ,角度碼盤(pán)的光柵間距分別為S0和S1。
通過(guò)輸出波形圖可知每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期的時(shí)序?yàn)?/span>
這樣通過(guò)AB相就可以知道編碼器當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向和速度。
2.絕對(duì)值編碼器工作原理
絕對(duì)編碼器光碼盤(pán)上有許多道光通道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排,這樣,在編碼器的每一個(gè)位置,通過(guò)讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼(格雷碼),這就稱(chēng)為n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤(pán)的機(jī)械位置決定的,它不受停電、干擾的影響。
絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置是唯一的,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。 圖從單圈絕對(duì)值編碼器到多圈絕對(duì)值編碼器
旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)值編碼器,以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光電碼盤(pán)各道刻線,以獲取唯一的編碼,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)360度時(shí),編碼又回到原點(diǎn),這樣就不符合絕對(duì)編碼唯一的原則,這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以?xún)?nèi)的測(cè)量,稱(chēng)為單圈絕對(duì)值編碼器。
如果要測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度范圍,就要用到多圈絕對(duì)值編碼器。 編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理,當(dāng)中心碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí),通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組碼盤(pán)(或多組齒輪,多組碼盤(pán)),在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼,以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍,這樣的絕對(duì)編碼器就稱(chēng)為多圈式絕對(duì)編碼器,它同樣是由機(jī)械位置確定編碼,每個(gè)位置編碼唯一不重復(fù),而無(wú)需記憶。 多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大,實(shí)際使用往往富裕較多,這樣在安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn),將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了,而大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試難度。
3.編碼器的信號(hào)輸出類(lèi)型
a) 增量式編碼器的接線和輸出
增量式編碼器一般使用A、B、Z三相輸出信號(hào),外加+24V和0V;A、B輸出相位相差90度的脈沖信號(hào),Z相每圈輸出一個(gè)脈沖作為零點(diǎn)信號(hào)。
如單相聯(lián)接,用于單方向計(jì)數(shù),單方向測(cè)速?! ?/span>
A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速?! ?/span>
A、B、Z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測(cè)量。
A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對(duì)稱(chēng)負(fù)信號(hào)的連接,電流對(duì)于電纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0,衰減最小,抗干擾最佳,可傳輸較遠(yuǎn)的距離。
增量式編碼器連接PLC上的FM350、FM450高速計(jì)數(shù)模塊,通過(guò)累積計(jì)算當(dāng)前位置。
b) 絕對(duì)值編碼器的接線和輸出
絕對(duì)值編碼器接線上有時(shí)鐘信號(hào)C+、C-,數(shù)據(jù)信號(hào)D+、D-,外加+24V和0V;數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送的是二進(jìn)制或者格雷碼,大部分使用SSI同步串行通訊和DP通訊,傳輸距離短的話也有使用并行通訊的。
絕對(duì)值編碼器連接PLC上的SM338模塊,每個(gè)模塊有3個(gè)通道。
4. 增量式編碼器和絕對(duì)值編碼器的區(qū)別和應(yīng)用
絕對(duì)值編碼器可以在斷電以后記憶當(dāng)前位置,輸出的是SSI串行通訊和DP通訊信號(hào)。增量式編碼器需要開(kāi)機(jī)找參考點(diǎn),斷電以后不能記憶當(dāng)前位置。
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上一頁(yè):增量旋轉(zhuǎn)編碼器選型有哪些注意事項(xiàng)? | ||||||
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