主轴编码器的作用及工作原理
数控机床主轴驱动装置及维修
5．功能参数设定错误报警
OPE01：变频器容量设定不当。 OPE02：参数设定不当（参数设定超过设定范围）。 OPE03：多功能输入设定不当（多功能输入有2个以上相 同的值）。 OPE06：控制方式参数选择错误（参数A1—02设定与变 频器实际控制方式不符）。 OPE10：U/F参数设定不当（最高频率、基本频率、中间 频率、最低频率之间设定矛盾）。 首先进行变频器初始化操作．如果故障解除，则为变频 器参数设定不当．如果故障还存在，则需更换变频器．
（3）输出侧短路故障SC（Short Circuit）
产生故障的可能原因有：变频器的逆变块击穿短路；电动机短路； 变频器电流检测电路不良。
（4）主回路熔断器故障PUF（DC Bus Flues Open）
产生故障的可能原因有：变频器的逆变块击穿短路；电动机相间短 路。
3．散热板片过热故障OH（Heat sink Over Tmp）
2.FANUC系统α系列主轴模块的连接
CX1A：交流200V电压输入 连接到电源模块的CX2B
CX2A：DC24V输入接口 与电源模块的CX2B相连
JX1A ： 模 块 之 间 信 息 接 口 连接到电源模块的JX1B
JY2：主轴电动机内装传感 器信号及定子绕组温度开关 信号
DC Link：DC300V输入，连接 到电源模块的直流电压输出
663 4133 4133 3
651 4019#7 4019#
9#7
7
650 4001.2 4002.1
1#2
6577 4077
4077
电机代码
初始化位
是否使用位置 27# 编码器 主轴定向位置 偏移量
4003#2 /3
主轴定向旋转 方向
主轴编码器的工作原理及常见故障分析
主轴编码器的工作原理及常见故障分析摘要：本文介绍了主轴编码器在数控车床上的作用、工作原理以及常见故障和解决方法。
关键词：数控车床主轴编码器数控故障一、主轴编码器的作用和工作原理主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1∶1地同步传动。
数控车床的车螺纹加工时，为了满足切削螺距的需要，要求主轴每转一周，刀具准确地移动一个螺距（导程）。
系统通过主轴编码器的反馈脉冲信号实现主轴旋转与进给轴的插补功能，完成主轴位置脉冲的计数与进给同步控制。
此外，主轴编码器还可实现恒线速度切削控制。
光电脉冲发生器的原理如图1所示。
在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。
在光栏上，刻有透光条纹a、b、c，a与b之间的距离应保证当条纹a与漏光盘上任一条纹重合时，条纹b应与漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。
在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。
图1 光电脉冲发生器的原理图灯泡发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘与主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。
由于条纹a与漏光盘条纹重合时，条纹b与另一条纹错位1/4周期，因此 a、b两通道输出的波形相位也相差1/4周期。
脉冲发生器中漏光盘内圈的一条刻线与光栏上条纹c重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。
利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。
数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。
主轴编码器一般与主轴采用1∶1齿轮传动且采用同步带连接，编码器为1024脉冲／转，经过系统４倍频电路得到4096个脉冲。
其信号及连接如图2所示。
二、主轴编码器常见故障及处理1.不执行螺纹加工的故障及处理系统工作原理：数控车床螺纹加工的工作原理是主轴旋转与ｚ轴进给之间的插补。
机电设备实验报告
实验一振动检测故障诊断一、实验内容与目的1、了解振动信号采集、分析与处理的整个过程及注意事项；2、了解并掌握测试仪器的连接、信号的敏感参数选取、测点布置及各注意事项；3、掌握信号的时域分析、频域分析理论与特点。
二、实验设备⑴振动实验台，电机及数据线等；⑵振动加速度传感器YD36(2只）：电荷灵敏度SC=7。
99 PC/m.s-2；⑶DLF2通道四合一放大滤波器;⑷INV306DF 16通道智能信号采集仪；⑸Coinv Dasp2003专业版信号采集分析与处理系统。
信号采集与分析系统基本框图如图1－1所示。
图1 信号采集与分析系统框图另外，简易诊断设备有BZ－8701A便携式测振仪。
三、实验原理1、振动测量敏感参数的选取常用的振动测量参数有加速度a(t）、速度v(t)和位移x（t）。
假定振动位移信号x（t）为：x(t)= Asin（ωt+ϕ）（1)则振动速度信号为：v(t）= Aωcos(ωt+ϕ) （2)ωsin（ωt+ϕ） (3）振动加速度信号为：a(t）=-A2由上式可知，当传感器拾取的信号很微弱时,位移信号x（t）和速度信号v(t)幅值很小,由于频率的放大作用，加速度的信号的幅值相比相应的位移和速度分量的幅值要大得多,加速度参数在高频范围更加敏感，所以选择加速度振动信号.实用上，参数的选定可参考以下频率范围进行：低频范围（10~100Hz）―位移参数;中频范围(10～1000Hz）―速度或称振动烈度（Vrms)；高频范围（＞1000Hz)―加速度参数。
2、振动信号分析与处理（傅里叶级数)对于一个复杂的周期振动信号可以用傅里叶级数展开,即可将这个信号分解成许多不同的频率的正弦和余弦的线性叠加.四、实验步骤1、根据选取的敏感参数选择振动传感器；2、合理布置测点，测点布置的是否合理，直接关系到采集信号的真空性。
要注意以下：⑴所布置的测点要固定，且固定面要光滑、绝缘，并且要用特殊明显的标记符号标出。
数控机床维修复习题答案
1、填空题1、按所用的进给伺服系统的不同数控机床可为开环、半闭环、闭环。
2、数控机床主要由输入输出装置、数控装置、伺服驱动装置、位置检测装置和机床本体组成。
3、数控机床故障的外部原因主要有：供电电压、环境温度和湿度、外来震动和干扰、和人为因素。
2、现代数控机床的辅助动作，如刀具的更换和切削液的启停等是用可编程序进展控制的。
3、伺服系统的作用是以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。
4、当滚珠丝杠在静态或低速情况下工作时，滚珠丝杠副的破坏形式主要是在滚珠接触面上产生_____点蚀__。
5、数控机床的伺服系统由控制系统和反应装置和电动机组成。
6、导轨的润滑方式有脂润滑和油润滑两种方式。
7、直观法包括问，看，听，嗅，振等方法。
10、导轨间隙调整有两个环节：侧向约束是指镶条和侧导轨，上下约束是指压板。
11、机械十字滑台是进给运动的执行部件。
12、浴盆曲线包含早期故障期、偶然故障期和寿命终了期三个阶段。
13、系统和I/O单元之间通过 JD1A-JD1B 方式串行连接，离系统最近的单元称为第0组。
14、变频模拟主轴驱动系统一般由主轴驱动器和主轴电动机组成。
16、在数控系统中，常有一样型号的电路板、模块、集成电路和其他零部件，我们可以将一样局部相互交换，观察故障的转移情况，以快速确定故障部位17、JD51A连接到 I/O模块，以便于I/O信号与数控系统交换数据。
18、导轨间隙调整有两个环节：外表间隙和上下间隙。
19、3190号参数是00001000，它的#4位数值是 0 。
20、三菱变频FR-D700的 0变频器端口控制主轴的转速， SG 端口控制主轴的正反转。
21、数控机床主要由输入输出装置、数控装置、驱动装置、位置检测装置和机床本体组成。
22、点检的层次分为：专职点检、日常点检和定点点检。
23、增量式数控机床，开机后，首先进展回零操作。
24、数控车床的主运动由电动机系统提供。
25、主轴是进给运动的执行部件。
编码器的分类、特点及其应用详解
编码器的分类、特点及其应用详解编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。
按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。
绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式，根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
1.1 增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z 相；A、B两组脉冲相位差90度，从而可方便的判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2 绝对式编码器绝对式编码器是直接输出数字的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘，每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区树木是双倍关系，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在吗盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当吗盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读书一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，吗道必须N条吗道。
目前国内已有16位的绝对编码器产品。
1.3 混合式绝对编码器混合式绝对编码器，它输出两组信息，一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。
二、光电编码器的应用增量型编码器与绝对型编码器区别1、角度测量。
主轴编码器的工作原理及常见故障分析
主轴编码器的工作原理及常见故障分析作者：王建国王银洲来源：《职业·中旬》2013年第02期摘要：本文介绍了主轴编码器在数控车床上的作用、工作原理以及常见故障和解决方法。
关键词：数控车床主轴编码器数控故障一、主轴编码器的作用和工作原理主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1∶1地同步传动。
数控车床的车螺纹加工时，为了满足切削螺距的需要，要求主轴每转一周，刀具准确地移动一个螺距（导程）。
系统通过主轴编码器的反馈脉冲信号实现主轴旋转与进给轴的插补功能，完成主轴位置脉冲的计数与进给同步控制。
此外，主轴编码器还可实现恒线速度切削控制。
光电脉冲发生器的原理如图1所示。
在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。
在光栏上，刻有透光条纹A、B、C，A与B之间的距离应保证当条纹A与漏光盘上任一条纹重合时，条纹B应与漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。
在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。
图1 光电脉冲发生器的原理图灯泡发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘与主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。
由于条纹A与漏光盘条纹重合时，条纹B与另一条纹错位1/4周期，因此 A、B两通道输出的波形相位也相差1/4周期。
脉冲发生器中漏光盘内圈的一条刻线与光栏上条纹C重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。
利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。
数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。
主轴编码器一般与主轴采用1∶1齿轮传动且采用同步带连接，编码器为1024脉冲／转，经过系统４倍频电路得到4096个脉冲。
编码器工作原理
编码器工作原理编码器是一种用来将输入信号转换成特定编码形式的设备，它在各种领域都有着广泛的应用，比如数字通信、控制系统、计算机等。
编码器的工作原理是通过将输入信号进行编码，然后输出特定的编码信号，以便于传输、存储或者处理。
在这篇文档中，我们将深入探讨编码器的工作原理及其应用。
首先，我们来了解一下编码器的基本结构。
编码器通常由输入端、编码电路和输出端组成。
输入端接收来自外部的信号，比如声音、图像、运动等，然后将这些信号传输给编码电路。
编码电路会根据特定的编码规则，将输入信号转换成对应的编码形式，最后输出给输出端。
接下来，让我们详细了解一下编码器的工作原理。
编码器的工作原理主要包括信号采样、量化和编码三个步骤。
首先是信号采样。
信号采样是指将连续的模拟信号转换成离散的数字信号的过程。
在这一步中，编码器会以一定的时间间隔对输入信号进行采样，获取一系列离散的信号样本。
接着是量化。
量化是指将采样得到的模拟信号样本转换成数字信号的过程。
在这一步中，编码器会根据一定的量化规则，将连续的模拟信号样本转换成离散的数字信号值。
最后是编码。
编码是指将量化得到的数字信号转换成特定编码形式的过程。
在这一步中，编码器会根据特定的编码规则，将量化得到的数字信号转换成对应的编码形式，比如二进制、格雷码等。
除了以上的基本工作原理，编码器还有许多不同的类型和应用。
常见的编码器类型包括数字编码器、模拟编码器、旋转编码器等。
每种类型的编码器都有着不同的工作原理和适用范围，比如数字编码器适用于数字信号的编码和传输，而模拟编码器适用于模拟信号的编码和处理。
在实际应用中，编码器有着广泛的用途。
比如在数字通信系统中，编码器可以将声音、图像等模拟信号转换成数字信号，以便于传输和处理；在控制系统中，编码器可以将机械运动转换成数字信号，以便于监控和控制；在计算机系统中，编码器可以将各种数据转换成特定的编码形式，以便于存储和处理。
总的来说，编码器是一种非常重要的设备，它通过将输入信号进行采样、量化和编码，将其转换成特定的编码形式，以便于传输、存储或者处理。
提升机主轴编码器
提升机主轴编码器山东泰鼎矿山机械公司培训中心提升机主轴编码器（光电编码器)■外形图：本编码器安装 安装在提升机滚筒主轴一侧。
，通过联轴器 与主轴连接。
■用途及特点：广泛用于自动控制、自动测量、遥控、计算技术以及在数控技术上作角度和纵坐标的测量等。
在提升机上使用光电编码器主要用来自动测量、自动控制提升机的上、下过卷、上、下第一、二次减速、超速安全保护（通过PLC 、触摸屏等组成的控制系统）和适时显示提升机的速度及井深等。
其特点是坚固、可靠性高、寿命长、耐环境强等。
■工作原理：采用圆光栅，经光电转换，将轴的角度位移转换成电脉冲信号。
（见下图）旋转轴 光栅盘 接收元件 狭缝 发光元件■产品型号及编号：LF-100BM-C5-26A （15m 电缆）型号 零位信号 插座、电源电压A 、B 路输出脉冲的1／10 90度相位差二信号信号处理 输出 PLCX0\X 1\X2上型号的编码器接线时注意：电缆线中的白线接DC24V正极，黑线接DC24V 负极，红线接PLCCPU的输入点X0；绿色线接PLCCPU的输入点X1，X2与X1短接。
（其他型号的编码器按说明书的接线表接线）■主轴编码器使用注意事项：一、机械方面：1、由于编码器属于高精度机电一体化设备，所以编码器轴与用户端输出轴之间需要采用弹性软连接，以免因用户轴的串动、跳动而造成编码器轴系和码盘的损坏。
2、安装时注意允许的轴负载。
3、应保证编码器轴与用户输出轴的不同周度小于0.15mm，与轴线的偏角小于2°4、安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴系和码盘。
5、长期使用时，定期检查固定编码器的螺钉是否松动。
二、电气方面：1、配线时应采用屏蔽电缆。
2、接地线尽量粗一些，一般应大于1.5平方，应接地良好，不要有静电。
3、编码器的输出线彼此不要搭接在一起，以免损坏电路。
4、编码器的信号线不要接到电源上，以免损坏输出电路或与编码器相连的设备。
5、开机前应仔细检查，接线要严格按照产品说明书进行。
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•主轴编码器应用于在数控车床车螺纹时，是利用其同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号,从而保证车削螺纹不会乱扣。
它主要用于测量主轴的旋转速度，安装在主轴
上来对元件进行检测。
目录
•主轴编码器的作用
•主轴编码器的原理
•主轴编码器的安装
主轴编码器的作用
•主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1:1地同步传动。
数控车床主轴的转动与进给运动之间，没有机械方面的直接联系，为了加工螺纹，就要求给定进给伺服电动机的脉冲数与主轴的转速应有相对应的关系，主轴脉冲发生器起到了对主轴转动与进给运动的联系作用。
主轴编码器的原理
•如下图，在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。
在光栏上，刻有透光条纹A、B、C，A与B之间的距离应保证当条纹A与漏光盘上任一条纹重合时，条纹B应与漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。
在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。
光源发光→经过聚光镜聚光后成为平行光线→漏光盘与主轴同步旋转→漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位→光敏接收信号并通过计数装置计数→反映主轴转速。
光源发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘与主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。
由于条纹A 与漏光盘条纹重合时，条纹B与另一条纹错位1/4周期，因此A、B两通道输出的波形相位也相差1/4周期。
主轴编码器中漏光盘内圈的一条刻线与光栏上条纹C重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。
利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。
数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。
主轴编码器的安装
•因为原车床没有安装主轴编码器，为寻找安装主轴编码器的位置，对该车床主轴结构分析发现，只有主轴后端才能安装编码器。
由此有两种安装方法：一种是将大齿轮固定在皮带轮上，小齿轮与编码器固定在一起，安装在支座上。
另一种方法是将编码器通过联轴器直接与主轴后端相联接，编码器支架安装在主轴后端防护盖上。
而第二种方法相对来说比较好。
为保证编码器的安装可靠性、稳定性和安装精度，在主轴后端防护盖3与主轴之间用螺栓联接固定在一起，并采用两个定位销保证重复安装的进度。