伺服电机编码器

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伺服电机编码器

伺服电机编码器

伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器,从物理介质的不同来分,伺服电机编码器可以分为光电编码器和磁电编码器,另外旋转变压器也算一种特殊的伺服编码器,市场上使用的基本上是光电编码器,不过磁电编码器作为后起之秀,有可靠,便宜,抗污染等特点,有赶超光电编码器的趋势。

基本信息

中文名称

伺服电机编码器

OC输出

输出

推挽输出

接口连接方便

分类

abz uvw

目录1

2

3

4 5 6

7

8

原理

伺服编码器这个基本的功能与普通编码器是一样的,比如绝对型的有A,A反,B,B反,Z,Z反等信号,除此之外,伺服编码器还有着跟普通编码器不同的地方,那就是伺服电机多数为同步电机,同步电机启动的时候需要知道转子的磁极位置,这样才能够大力矩启动伺服电机,这样需要另外配几路信号来检测转子的当前位置,比如增量型的就有UVW等信号,正因为有了这几路检测转子位置的信号,伺服编码器显得有点复杂了,以致一般人弄不懂它的道理了,加上有些厂家故意掩遮一些信号,相关的资料不齐全,就更加增添了伺服电机编码器的神秘色彩。

由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,

金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率-编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。

输出信号

1、OC输出:就是平常说的输出,连接需要考虑输入阻抗和电路回路问题.

2、电压输出:其实也是OC输出一种格式,不过内置了有源电路.

3、推挽输出:接口连接方便,不用考虑NPN和PNP问题.

4、差动输出:抗干扰好,传输距离远,大部分伺服编码器采用这种输出.

分类

增量编码除了普通编码器的ABZ信号外,增量型伺服编码器还有UVW信号,国产和早期的进口伺服大都采用这样的形式,线比较多。

以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。

解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。

比如,打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理,每次开机,我们都能听到噼哩啪啦的一阵响,它在找参考零点,然后才工作。

这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置),于是就有了绝对编码器的出现。

绝对型旋转光电编码器,因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆,已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。

绝对编码器码盘上有许多道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。

绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于伺服电机上。绝对型编码器因其高精度,输出位数较多,如仍用并行输出,其每一位输出信号必须确保连接很好,对于较复杂工况还要隔离,连接电缆芯数多,由此带来诸多不便和降低可靠性,因此,绝对编码器在多位数输出型,一般

均选用串行输出或总线型输出,德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI(同步串行输出)。

从单圈到多圈绝对式编码器旋转单圈绝对式编码器,以转动中测量光码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈绝对式编码器。如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对式编码器。

生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复,而无需记忆。

多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度。多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显,欧洲新出来的伺服电机基本上都采用多圈绝对值型编码器。

正余弦

由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

普通的正余弦编码器具备一对正交的sin,cos 1Vp-p 信号,相当于方波信号的增量式编码器的AB正交信号,每圈会重复许许多多个信号周期,比如2048等;以及一个窄幅的对称三角波Index信号,相当于增量式编码器的Z信号,一圈一般出现一个;这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。另一种正余弦编码器除了具备上述正交的sin、cos信号外,还具备一对一圈只出现一个信号周期的相互正交的1Vp-p 的正弦型C、D信号,如果以C信号为sin,则D信号为cos,通过sin、cos信号的高倍率细分技术,不仅可以使正余弦编码器获得比原始信号周期更为细密的名义检测分辨率,比如2048线的正余弦编码器经2048细分后,就可以达到每转400多万线的名义检测分辨率,当前很多欧美伺服厂家都提供这类高分辨率

伺服电机编码器

伺服电机编码器 伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器,从物理介质的不同来分,伺服电机编码器可以分为光电编码器和磁电编码器,另外旋转变压器也算一种特殊的伺服编码器,市场上使用的基本上是光电编码器,不过磁电编码器作为后起之秀,有可靠,便宜,抗污染等特点,有赶超光电编码器的趋势。 基本信息 ?中文名称 伺服电机编码器 ?OC输出 三极管输出 ?推挽输出 接口连接方便 ?分类 abz uvw 目录1原理 2输出信号 3分类 4正余弦 5维修更换 6注意事项 7选型注意 8订货代码 原理 伺服编码器这个基本的功能与普通编码器是一样的,比如绝对型的有A,A反,B,B反,Z,Z反等信号,除此之外,伺服编码器还有着跟普通编码器不同的地方,那就是伺服电机多数为同步电机,同步电机启动的时候需要知道转子的磁极位置,这样才能够大力矩启动伺服电机,这样需要另外配几路信号来检测转子的当前位置,比如增量型的就有UVW等信号,正因为有了这几路检测转子位置的信号,伺服编码器显得有点复杂了,以致一般人弄不懂它的道理了,加上有些厂家故意掩遮一些信号,相关的资料不齐全,就更加增添了伺服电机编码器的神秘色彩。

由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率-编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。 输出信号 1、OC输出:就是平常说的三极管输出,连接需要考虑输入阻抗和电路回路问题. 2、电压输出:其实也是OC输出一种格式,不过置了有源电路. 3、推挽输出:接口连接方便,不用考虑NPN和PNP问题. 4、差动输出:抗干扰好,传输距离远,大部分伺服编码器采用这种输出. 分类 增量编码除了普通编码器的ABZ信号外,增量型伺服编码器还有UVW信号,国产和早期的进口伺服大都采用这样的形式,线比较多。 增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。 解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。 比如,打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理,每次开机,我们都能听到噼哩啪啦的一阵响,它在找参考零点,然后才工作。 这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置),于是就有了绝对编码器的出现。

编码器工作原理及作用

编码器工作原理及作用-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

编码器工作原理及作用 工作原理 德国siko编码器 由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。 由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。 作用 它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面:机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。一般地,旋转编码器也能得到一个速度信

交流伺服电机的工作原理

交流伺服电机的工作原理 伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。 4. 什么是伺服电机?有几种类型?工作特点是什么? 答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降, 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别? 答:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。 永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有: ⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。 ⑵定子绕组散热比较方便。 ⑶惯量小,易于提高系统的快速性。 ⑷适应于高速大力矩工作状态。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。 自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统,这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期,各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能完全满足运动控制的要求,近年来随着微处理器、新型数字信号处理器(DSP)的应用,出现了数字控制系统,控制部分可完全由软件进行,分别称为摪胧 只瘮或摶旌鲜綌、撊只瘮的永磁交流伺服系统。 到目前为止,高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机,控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。 日本安川电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器,其中D系列适用于数控机床(最高转速为1000 r/min,力矩为0.25~2.8N.m),R系列适用于机器人(最高转速为3000r/min,力矩为0.016~0.16N.m)。之后又推出M、F、S、H、C、G 六个系列。20世纪90年代先后推出了新的D系列和R系列。由旧系列矩形波驱动、8051单片机控制改为正弦波驱动、80C、154CPU和门阵列芯片控制,力矩波动由24%降低到7%,并提高了可靠性。这样,只用了几年时间形成了八个系列(功率范围为0.05~6kW)较完整的体系,满足

伺服电机旋转编码器旋变安装

伺服电机旋转编码器安装 一.伺服电机转子反馈的检测相位与转子磁极相位的对齐方式 1.永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐 其唯一目的就是要达成矢量控制的目标,使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦,令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场,从而获得最佳的出力效果,即“类直流特性”,这种控制方法也被称为磁场定向控制(FOC),达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,如下图所示: 图1 因此反推可知,只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,就可以达成FOC控制目标,使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交,即波形间互差90度电角度,如下图所示: 图2 如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢?由图1可知,只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位,然后就可以相对容易地根据电角度相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了。 在此需要明示的是,永磁交流伺服电机的所谓电角度就是a相(U相)相反电势波形的正弦(Sin)相位,因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对齐关系;另一方面,电角度也是转子坐标系的d轴(直轴)与定子坐标系的a轴(U轴)或α轴之间的夹角,这一点有助于图形化分析。 在实际操作中,欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时,在无外力条件下,初级电磁场与磁极永磁场相互作用,会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上,如下图所示:

西门子伺服电机编码器的正确安装法

雒补清关于西门子伺服电机内置编码器的正确安装方法 一、工作内容 1、这项技术适用于对德国西门子伺服电机(型号为1FT603-1FT613, 1FK604-1FK610)内置编码器损坏后的安装、调试,配置的增量型编码器为德国海德汉公司的ERN1387.001/020, 绝对值编码器为海德汉公司EQN1325.001。 2、使用工具公制内六方扳手一套,自制专用工具一个,十字改锥及一 字改锥各一把,梅花改锥6件套。 3、可解决的问题对有故障的西门子伺服电机进行修理或更换损坏的 伺服电机内置编码器,做到修旧利废,节约维修费用。 二、操作方法 1、该操作方法和一般操作方法的区别 在数控机床配置的西门子数控系统中,驱动电机分主轴电机和伺服电机两种。当电机定子、转子、轴承有故障或其电机内置编码器损坏时,我们都需要对编码器拆卸进行修理或更换。对主轴电机来说,更换或安装编码器只要用专用工具将其安装到相应位置就可以试车了,不需要调整电机轴或编码器的角度及位置。但对伺服电机来说,则必须按照编码器的安装要求,严格执行安装步骤。只要安装过程中出一点差错,就会出现编码器方面的报警而不能起动机床或出现飞车事故,导致电机报废或机械部件损坏。因此正确安装非常重要。 2、该项技术的操作步骤 2.1拆卸损坏的编码器 关掉机床电源,解掉伺服电机的电源电缆及反馈电缆,把电机从机床

上拆下来放到工作台案上,用内六方扳手去掉电机端盖上的四条螺栓,打开端盖,先卸下编码器盖,拔下编码器上的插接电缆,用十字改锥卸下支持盘上的两条小螺丝,用内六方扳手卸出编码器中心孔内的螺栓,然后用自制专用工具把编码器从电机轴上顶出来。这样第一步工作即告完成。 图1自制专用工具尺寸图 2.2安装海德汉公司ERN1387.001/020或EQN1325.001编码器 2.2.1先安装支持盘 不同型号的电机,其支持盘的外形也不一样,如图2和图3,这由购买的备件提供。用4条M2.5*6的小螺丝将支持盘安装到编码器的轴端。注意事项:确保支持盘面和编码器的底面间距为 5.2mm或12mm。 1.支持盘 2.编码器 图2 1FT606-1FT613/1FK606-1FK613电机内置编码器的支持盘

伺服电机编码器

编码器的工作原理及作用:它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面:机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。一般地,旋转编码器也能得到一个速度信号,这个信号要反馈给变频器,从而调节变频器的输出数据。故障现象:1、旋转编码器坏(无输出)时,变频器不能正常工作,变得运行速度很慢,而且一会儿变频器保护,显示“PG 断开”...联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平,并产生没有任何干扰的方波脉冲,这就必须用电子电路来处理。编码器pg接线与参数矢量变频器

与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理. 编码器一般分为增量型与绝对型,它们存着最大的区别:在增量编码器的情况下,位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的,而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里,每个位置的输出代码的读数是唯一的;因此,当电源断开时,绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通,那么位置读数仍是当前的,有效的;不像增量编码器那样,必须去寻找零位标记。 现在编码器的厂家生产的系列都很全,一般都是专用的,如电梯专用型编码器、机床专用编码器、伺服电机专用型编码器等,并且编码器都是智能型的,有各种并行接口可以与其它设备通讯。 编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘,后者称码尺.按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种.接触式采用电刷输出,一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”;非接触式的接受敏感元件是光敏

编码器的工作原理及分类

编码器的工作原理及分类 编码器的工作原理及作用:它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面:机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。一般地,旋转编码器也能得到一个速度信号,这个信号要反馈给变频器,从而调节变频器的输出数据。 故障现象:旋转编码器坏(无输出)时,变频器不能正常工作,变得运行速度很慢,而且一会儿变频器保护,显示“PG断开”。。。联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平,并产生没有任何干扰的方波脉冲,这就必须用电子电路来处理。编码器pg接线与参数矢量变频器与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理。 编码器一般分为增量型与绝对型,它们存着最大的区别:在增量编码器的情况下,位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的,而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里,每个位置的输出代码的读数是唯一的;因此,当电源断开时,绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通,那么位置读数仍是当前的,有效的;不像增量编码器那样,必须去寻找零位标记。 现在编码器的厂家生产的系列都很全,一般都是专用的,如电梯专用型编码器、机床专用

伺服电机维修之编码器对位调零

伺服电机转子反馈的检测相位与转子磁极相位的对齐方式 论坛中总是有人问及伺服电机编码器相位与转子磁极相位零点如何对齐的问题,这样的问题论坛中多有回答,本人也曾在多个帖子有所回复,鉴于本人的回复较为零散,早就想整理集中一下,只是一直未能如愿,今借十一长假之际,将自己对这一问题的经验和体会整理汇总一下,以供大家参考,或者有个全面的了解。 永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐 其唯一目的就是要达成矢量控制的目标,使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦,令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场,从而获得最佳的出力效果,即“类直流特性”,这种控制方法也被称为磁场定向控制(FOC),达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,如下图所示: 图1 因此反推可知,只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,就可以达成FOC控制目标,使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交,即波形间互差90度电角度,如下图所示: 图2 如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢?由图1可知,只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位,然后就可以相对容易地根据此相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了,因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对齐关系。

在实际操作中,欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时,在无外力条件下,初级电磁场与磁极永磁场相互作用,会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上,如下图所示: 图3 对比上面的图3和图2可见,虽然U相绕组(红色)的位置同处于电磁场波形的峰值中心(特定角度),但FOC控制下,U相中心与永磁体的q轴对齐,而空载定向时,U相中心却与d轴对齐,也就实现了a轴或|á轴与d轴间的对齐关系,此时相位对齐到电角度0度,电机绕组中施加的转子定向电流的方向为U相入,VW出,由于V相与W相是并联关系,流经V相和W相的电流有可能出现不平衡,从而影响转子定向的准确性。 实用化的转子定向电流施加方法是U入,V出,即U相与V相串联,可获得幅值完全一致的U相和V相电流,有利于定向的准确性,此时U相绕组(红色)的位置与d轴差30度电角度,即a轴或|á轴对齐到与d差(负)30度的电角度位置上,如图所示: 图4 上述两种转子定向方法对应的绕组相反电势波形和线反电势,以及电角度的关系如下图所示,棕色线为a轴或|á轴与d轴对齐,即直接对齐到电角度0点,紫色线为a轴或|á轴对齐到与d差(负)30度的电角度位置,即对齐到-30度电角度点:

西门子伺服电机编码器的正确安装法

关于西门子伺服电机内置编码器的正确安装方法 一、工作内容 1、这项技术适用于对德国西门子伺服电机(型号为1FT603-1FT613, 1FK604-1FK610)内置编码器损坏后的安装、调试,配置的增量型编码器为德国海德汉公司的ERN1387.001/020, 绝对值编码器为海德汉公司EQN1325.001。 2、使用工具公制内六方扳手一套,自制专用工具一个,十字改锥及一 字改锥各一把,梅花改锥6件套。 3、可解决的问题对有故障的西门子伺服电机进行修理或更换损坏的 伺服电机内置编码器,做到修旧利废,节约维修费用。 二、操作方法 1、该操作方法和一般操作方法的区别 在数控机床配置的西门子数控系统中,驱动电机分主轴电机和伺服电机两种。当电机定子、转子、轴承有故障或其电机内置编码器损坏时,我们都需要对编码器拆卸进行修理或更换。对主轴电机来说,更换或安装编码器只要用专用工具将其安装到相应位置就可以试车了,不需要调整电机轴或编码器的角度及位置。但对伺服电机来说,则必须按照编码器的安装要求,严格执行安装步骤。只要安装过程中出一点差错,就会出现编码器方面的报警而不能起动机床或出现飞车事故,导致电机报废或机械部件损坏。因此正确安装非常重要。 2、该项技术的操作步骤 2.1拆卸损坏的编码器 关掉机床电源,解掉伺服电机的电源电缆及反馈电缆,把电机从机床

上拆下来放到工作台案上,用内六方扳手去掉电机端盖上的四条螺栓,打开端盖,先卸下编码器盖,拔下编码器上的插接电缆,用十字改锥卸下支持盘上的两条小螺丝,用内六方扳手卸出编码器中心孔内的螺栓,然后用自制专用工具把编码器从电机轴上顶出来。这样第一步工作即告完成。 图1自制专用工具尺寸图 2.2安装海德汉公司ERN1387.001/020或EQN1325.001编码器 2.2.1先安装支持盘 不同型号的电机,其支持盘的外形也不一样,如图2和图3,这由购买的备件提供。用4条M2.5*6的小螺丝将支持盘安装到编码器的轴端。注意事项:确保支持盘面和编码器的底面间距为 5.2mm或12mm。 1.支持盘 2.编码器 图2 1FT606-1FT613/1FK606-1FK613电机内置编码器的支持盘

伺服电机编码器调零

万能增量式光电编码器控制的伺服电机零位调整技巧 下述述两种调法完全取决于你的手工能力和熟练程度, 一般来说, 每款伺服电机都有自己专门的编码器自动调零软件. 不外传仅是出于商业羸 利和技术保密. 如果你是一家正规的维修店,请不要采用以下方法, 应通过正常渠道购买相应的专业设备. 实践证明, 手工调整如果技巧掌握得当, 工作仔细负责, 也可达到同样的效果. 大批量更换新编码器调零方法 第一步: 折下损坏的编码器 第二步: 把新的编码器按标准固定于损坏的电机上 第三步:按图纸找出Z信号和两根电源引出线,一般电源均为5V. 第四步:准备好一个有24V与5V两组输出电源的开关电源和一个略经改装的断 线报警器,把0V线与Z信号线接到断线报警器的两个光耦隔离输入 端上 第五步:在电机转动轮上固定一根二十厘米长的横杆, 这样转动电机时转角精度很容易控制. 第六步:所有连线接好后用手一点点转动电机轮子直到报警器发出报警时即为编码器零位, 前后反复感觉一下便 可获得最佳的位置,经实测用这种方法校正的零位误差极小,很适于批量调整, 经实际使用完全合格. 报警器也可用示波器代替, 转动时 当示波器上的电压波形电位由4V左右跳变0V时或由0V跳变为4V左右 即是编码器的零位.这个也很方便而且更精确.杆子的长度越长精度则越高,实际使用还是用报警器更方便又省钱.只要用耳朵感知就行了. 在编码器的转子与定圈相邻处作好零位标记, 然后拆下编码器 第七步:找一个好的电机, 用上述方法测定零位后在电机转轴与处壳相邻处作好电机的机械零位标记.

第八步:引出电机的U V W动力线,接入一个用可控制的测试端子上,按顺序分别对其中两相通入24V直流电,通电时间设为2秒左右,观察各个电 机最终停止位置(即各相的机械零位位置)其中一个始必与刚才所作的机械零位标记是同一个位置. 这就是厂方软件固定的电机机械零 位, 当然能通过厂方专用编码器测试软件直接更改编码器的初始零位数据就更方便了. 如果你只有一台坏掉的伺服电机,你就要根据以上获得的几个相对机械零位逐个测试是不是我们所要的那个位置,这一步由伺服放大器 的试运行模式来进行测试.有关资料是必须的, 否则不要轻易动手,以免损坏编码器. 第九步:把编码器装上电机后端, 这一步要小心,以确保编码器零位记号和电机械械零位位置无偏移, 最后固定柱头镙钉和可调固定底座.. 对于同类电机来说获得了一个正确的零位位置后以后也就知道了24V的正负极该正确地连接至UVW的哪两个端子上,以后就不必再逐 个搞试验了, 这一型号的编码器调零算是搞定了. 第十步:正确连接电机与伺服放大器,并把工作模式定为试运行,各厂商的测试方式均有些差异, 请仔细阅读说明书, 如无任何硬件损坏, 测试应 当一次成功. 第十一步:用自动调谐功能自动设定合适的PID 数据. 以保证平稳运行的实际需要. 由于损坏的有些电机很难判别电机轴承是否能承受额定高速运转的要 求, 经这样处理的电机还应进行抽样力矩测试和轴承测试, 如果 轴承磨损严重, 应同时更换轴承. 二:应急调零方法, 简单而且实用. 但必须把电机拆离设备并依靠设备来进行调试试好后再装回设备再可. 事实上经过大量的调零试验, 每个伺服电机都有一个角度小于10 度的零速静止区域, 和350度的高速反转区域, 如果你是偶而更换一只编码器 , 这样的做法确实是太麻烦了, 这里有一个很简便的应急方法也能很快搞定. 第一步:拆下损坏的编码器 第二步: 装上新的编码器, 并与轴固定. 而使可调底座悬空并可自由旋转, 把电

伺服电机常见故障与维修

伺服电机常见故障与维修 第一。电机上电,机械振荡(加/减速时) 引发此类故障的常见原因有:①脉冲编码器出现故障。此时应检查伺服系统是否稳定,电路板维修检测电流是否稳定,同时,速度检测单元反馈线端子上的电压是否在某几点电压下降,如有下降表明脉冲编码器不良,更换编码器;②脉冲编码器十字联轴节可能损坏,导致轴转速与检测到的速度不同步,更换联轴节;③测速发电机出现故障。修复,更换测速机。维修实践中,测速机电刷磨损、卡阻故障较多,此时应拆下测速机的电刷,用纲砂纸打磨几下,同时清扫换向器的污垢,再重新装好。 第二.电机上电,机械运动异常快速(飞车) 出现这种伺服整机系统故障,应在检查位置控制单元和速度控制单元的同时,还应检查:①脉冲编码器接线是否错误;②脉冲编码器联轴节是否损坏;③检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。一般这类现象应由专业的电路板维修技术人员处理,负责可能会造成更严重的后果。 第三.主轴不能定向移动或定向移动不到位 出现这种伺服整机系统故障,应在检查定向控制电路的设置调整、检查定向板、主轴控制印刷电路板调整的同时,还应检查位置检测器(编码器)的输出波形是否正常来判断编码器的好坏(应注意在设备正常 时测录编码器的正常输出波形,以便故障时查对)。 第四.坐标轴进给时振动

应检查电机线圈、机械进给丝杠同电机的连接、伺服系统、脉冲编码器、联轴节、测速机。 第五.出现NC错误报警 NC报警中因程序错误,操作错误引起的报警。如FANUC6ME系统的Nc出现090.091报警,原因可能是:①主电路故障和进给速度太低引起;②脉冲编码器不良;③脉冲编码器电源电压太低(此时调整电源15V电压,使主电路板的+5V端子上的电压值在4.95-5.10V内); ④没有输人脉冲编码器的一转信号而不能正常执行参考点返回。 第六。伺服系统报警 伺服系统故障时常出现如下的报警号,如FANUC6ME系统的416、4 26、436、446、456伺服报警;STEMENS880系统的1364伺服报警;STEEMENS8系统的114、104等伺服报警,此时应检查:①轴脉冲

伺服电机编码器常用概念

编码器常用概念 线:编码器光电码盘的一周刻线,增量式码盘刻线可以10线、100线、2500线的刻线,只要你码盘能刻得下,可任意选数;绝对值码盘其码盘刻线因格雷码的编排方式,决定其基本是2的幂次方线,如256线、1024线、8192线等。 位:2的n次方,由于绝对值码盘常常是2的幂次方线输出,所以,大部分的绝对值码盘是以“位”来表达,但绝对值码盘也有特别的格雷余码输出的,如360线、720线、3600线等。增量值编码器也有用位来表示的,如15位、17位,其是通过内部细分,将计算的线数倍增后,一般大于10000线了,就用“位”来表达。 分辨率:编码器可以分辨的角度,对于一般计算,以360度/刻线数计算,目前大部分就直接用多少线来表达了。但这样就有一些概念的混淆,如增量值编码器,如用上A/B两相的四倍频,2500线的,分辨率实际可以是360/10000的,如果内部细分计算的“线”可以更多,达到15位、17位的,所以,常常的增量编码器用“线”来表达的,代表还没有倍频细分,用“位”来表达的,是已经细分过的了。分辨率:又称位数、脉冲数、几线制(绝对型编码器中会有此称呼),对于增量型编码器而言就是轴旋转一圈编码器输出的脉冲个数;对于绝对型编码器来说,则相当于把一圈360°等分成多少份,例如分辨率是256P/R,则等于把一圈360°等分成了256,每旋转1.4°左右输出一个码值。分辨率的单位是P/R。 增量式:码盘内刻线是两道:A/B,Z,通过数线累加(增量)计算旋转角度,有的增加了U\V\W,将编码器通过120度的分割,分成三个区来判断位置,称为混合型编码器。有的通过内部细分电路,提高分辨“线”,并用内部电池记忆及用“位”来表达,常常混称为“绝对值”,实际应该是“伪绝对”。 绝对式:码盘内刻线是n道,以2,4,8,16。。。编排组合,读数是以“0”“1”编码方式光盘直接读取,而非累加,故不受停电、干扰影响。至于增量,绝对哪个分辨率及精度更高,如果是实际的码盘刻线,绝对值码盘分辨“数”可以是增量码盘的一倍,如果是倍频技术,那增量值码盘分辨"数”又可以大于绝对值,但注意,我用的是“分辨数”,不代表精度,因为细分倍频是电气模拟技术,并不改善精度,精度是由码盘刻线、轴的机械安装、电气的响应综合因数决定的。综合来看,分辨率,是增量的可以做的比绝对的高,而精度,就是绝对值的高了,因为它是不受停电、干扰、速度、电气响应的影响的,尤其是高精度又要高速的情况下,增量细分是无法满足要求的。 欧洲市场伺服用绝对值多圈:每圈分辨率:11位是2048;12位4096;13位(即2的13次方)是8192;14位是16384;15位是32768;16位(即2的16次方)是65536;17位131072;18位262144;19位524288;20位1048576;.....25位33554432(德国海德汉的单圈最高可以到25位,国产的单圈16位)。连续测量圈数:大多数12位4096,少数14位16384,总位数25位--37位。(德国海德汉目前可以提供的分辨率+圈数最高可以到37位,;国产的28位GEMPLE) 输出信号:SSI+sin/cos,1MHz,格雷码 Biss,2MHz,纯二进制码 Hipeface+sin/cos,2MHz,纯二进制码(含校验)

伺服电机编码器

伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器,从物理介质的不同来分,伺服电机编码器可以分为光电编码器和磁电编码器,另外旋转变压器也算一种特殊的伺服编码器,目前市场上使用的基本上是光电编码器,不过磁电编码器作为后起之秀,有可靠,价格便宜,抗污染等特点,有赶超的光电编码器趋势。 编辑本段二、伺服电机编码器原理 伺服编码器这个基本的功能与普通编码器是一样的,比如增量型的有A,A反,B,B反,Z,Z反等信号,除此之外,伺服编码器还有着跟普通编码器不同的地方,那就是伺服电机多数为同步电机,同步电机启动的时候需要知道转子的磁极位置,这样才能够大力矩启动伺服电机,这样需要另外配几路信号来检测转子的当前位置,比如增量型的就有UVW等信号,正因为有了这几路检测转子位置的信号,伺服编码器显得有点复杂了,以致一般人弄不懂它的道理了,加上有些厂家故意掩遮一些信号,相关的资料不齐全,就更加增添了伺服电机编码器的神秘色彩。 由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。 编辑本段三、伺服电机编码器分类 1、增量型编码器 除了普通编码器的ABZ信号外,增量型伺服编码器还有UVW信号,目前国产和早期的进口伺服大都采用这样的形式,线比较多。 2、绝对值型伺服电机编码器 增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,

伺服电机编码器

编码器的工作原理及作用:它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面:机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。一般地,旋转编码器也能得到一个速度信号,这个信号要反馈给变频器,从而调节变频器的输出数据。故障现象:1、旋转编码器坏(无输出时,变频器不能正常工作,变得运行速度很慢,而且一会儿变频器保护,显示“PG 断开”...联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平,并产生没有任何干扰的方波脉冲,这就必须用电子电路来处理。编码器pg接线与参数矢量变频器 与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理. 编码器一般分为增量型与绝对型,它们存着最大的区别:在增量编码器的情况下,位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的,而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里,每个位置的输出代码的读数是唯一的;因此,当电源断开时,绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通,那么位置读数仍是当前的,有效的;不像增量编码器那样,必须去寻找零位标记。 现在编码器的厂家生产的系列都很全,一般都是专用的,如电梯专用型编码器、机床专用编码器、伺服电机专用型编码器等,并且编码器都是智能型的,有各种并行接口可以与其它设备通讯。

三菱伺服电机解释伺服电机在使用中的常见问题

深圳三菱伺服电机-伺服电机编码器正确安装法对于一些三菱伺服电机的安装和正确的使用方法一直是广大厂家和技术员争议,那么我公司对一些做出了整理和好的工作方法,具体如下: 一、工作内容 1、这项技术适用于对德国西门子伺服电机(型号为1FT603-1FT613,1FK604-1FK610)内置编码器损坏后的安装、调试,配置的增量型编码器为德国海德汉公司的ERN1387.001/020, 绝对值编码器为海德汉公司EQN1325.001。 2、使用工具公制内六方扳手一套,自制专用工具一个,十字改锥及一字改锥各一把,梅花改锥6件套。 3、可解决的问题对有故障的西门子伺服电机进行修理或更换损坏的伺服电机内置编码器,做到修旧利废,节约维修费用。 二、操作方法 1、该操作方法和一般操作方法的区别 在数控机床配置的西门子数控系统中,驱动电机分主轴电机和伺服电机两种。当电机定子、转子、轴承有故障或其电机内置编码器损坏时,我们都需要对编码器拆卸进行修理或更换。对主轴电机来说,更换或安装编码器只要用专用工具将其安装到相应位置就可以试车了,不需要调整电机轴或编码器的角度及位置。但对伺服电机来说,则必须按照编码器的安装要求,严格执行安装步骤。只要安装过程中出一点差错,就会出现编码器方面的报警而不能起动机床或出现飞车事故,导致电机报废或机械部件损坏。因此正确安装非常重要。 2、该项技术的操作步骤 2.1拆卸损坏的编码器 关掉机床电源,解掉伺服电机的电源电缆及反馈电缆,把电机从机床上拆下来放到工作台案上,用内六方扳手去掉电机端盖上的四条螺栓,打开端盖,先卸下编码器盖,拔下编码器上的插接电缆,用十字改锥卸下支持盘上的两条小螺丝,用内六方扳手卸出编码器中心孔内的螺栓,然后用自制专用工具把编码器从电机轴上顶出来。这样第一步工作即告完成。 2.2.1先安装支持盘 不同型号的电机,其支持盘的外形也不一样,如图2和图3,这由购买的备件提供。用4条M2.5*6的小螺丝将支持盘安装到编码器的轴端。注意事项:确保支持盘面和编码器的底面间距为5.2mm或12mm。 2.2.2调整电机轴 依据电机的型号,用手转动电机轴,把电机轴上的标记调整到如图4中箭头所示位置,即标记要和安装支持盘的孔保持一致。 2.2.3调整编码器 揭掉编码器盖,对ERN1387.001/020来说,把编码器内部玻璃盘上的标记1调整到和电路板上的标记2相重合;对EQN1325.001来说,把编码器内部齿轮上的标记3调整到和外壳上标记鼻4相重合,如图5所示 2.2.4安装编码器到电机轴上 把调整好标记的编码器锥形轴对准已调好位置的电机轴轻轻地推上去,确保电缆出口位于正确的位置上,如图 1FT606-1FT613和1FK606-1FK610电机,其安装支持盘的螺孔必须要位于支持盘上的长孔中间,对于 1FT603-604和1FK604电机来说,安装支持盘的螺孔必须要位于支持盘的焊接区域中间。其调整角度范围如图7 2.2.5固定编码器 --对ERN1387.001/020编码器来说,用M5*50螺栓穿过中心孔将其固定 --对EQN1325.001编码器来说,用M5*70螺栓穿过中心孔将其固定

伺服电机编码器原理伺服电机编码器分类

上网时间: 2010-11-11 伺服电机编码器原理伺服电机编码器分类,伺服电机编码器使用注意的事项 伺服电机编码器原理 伺服编码器这个基本的功能与普通编码器是一样的,比如增量型的有A,A反,B,B反,Z,Z反等信号,除此之外,伺服编码器还有着跟普通编码器不同的地方,那就是伺服电机多数为同步电机,同步电机启动的时候需要知道转子的磁极位置,这样才能够大力矩启动伺服电机,这样需要另外配几路信号来检测转子的当前位置,比如增量型的就有UVW等信号,正因为有了这几路检测转子位置的信号,伺服编码器显得有点复杂了,以致一般人弄不懂它的道理了,加上有些厂家故意掩遮一些信号,相关的资料不齐全,就更加增添了伺服电机编码器的神秘色彩。 由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。 伺服电机编码器分类 1、增量型编码器

除了普通编码器的ABZ信号外,增量型伺服编码器还有UVW信号,目前国产和早期的进口伺服大都采用这样的形式,线比较多。 2、绝对值型伺服电机编码器 增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。 解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。 比如,打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理,每次开机,我们都能听到噼哩啪啦的一阵响,它在找参考零点,然后才工作。 这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置),于是就有了绝对编码器的出现。 绝对型旋转光电编码器,因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆,已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。 绝对编码器光码盘上有许多道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷),这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。 绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于伺服电机上。绝对型编码器因其高精度,输出位数较多,如仍用并行输出,其每一位输出信号必须确保连接很好,对于较复杂工况还要隔离,连接电缆芯数多,由此带来诸多不便和降低可靠性,因此,绝对编码器在多位数输出型,一般均选用串行输出或总线型输出,德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI(同步串行输出)。 从单圈绝对式编码器到多圈绝对式编码器旋转单圈绝对式编码器,以转动中测量光码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈绝对式编码器。如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对式编码器。 编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测

伺服电机使用的编码器-增量式和绝对式之探究

线、位、分辨率、增量式、绝对式: 线:编码器光电码盘的一周刻线,增量式码盘刻线可以10线100线、2500线的刻线,只要你码盘能刻得下,可任意选数;绝对值码盘其码盘刻线因格雷码的编排方式,决定其基本是2的幂次方线,如256线、1024线、8192线等。但绝对值码盘也有特别的格雷余码输出的,如360线、720线、3600线等。 位:2的n次方,由于绝对值码盘常常是2的幂次方线输出,所以,大部分的绝对值码盘是以“位”来表达,但也有例外,如360线、720线、3600线的(格雷余码)。增量值编码器也有用位来表示的,如15位、17位,其是通过内部细分,将计算的线数倍增后,一般大于10000线了,就用“位”来表达。 分辨率:编码器可以分辨的角度,对于一般计算,以360度/刻线数计算,目前大部分就直接用多少线来表达了。但这样就有一些概念的混淆,如增量值编码器,如用上A/B两相的四倍频,2500线的,分辨率实际可以是360/10000的,如果内部细分计算的“线”可以更多,达到15位、17位的,所以,常常的增量编码器用“线”来表达的,代表还没有倍频细分,用“位”来表达的,是已经细分过的了。 增量式:码盘内刻线是两道:A/B,Z,通过数线累加(增量)计算旋转角度,有的增加了U\V\W,将编码器通过120度的分割,分成三个区来判断位置,称为混合型编码器。有的通过内部细分电路,提高分辨“线”,并用内部电池记忆及用“位”来表达,常常混称为“绝对值”,实际应该是“伪绝对”。 绝对式:码盘内刻线是n道,以2,4,8,16。。。编排组合,读数是以“0”“1”编码方式光盘直接读取,而非累加,故不受停电、干扰影响。 至于增量绝对哪个分辨率及精度更高,如果是实际的码盘刻线,绝对值码盘分辨“数”可以是增量码盘的一倍,如果是倍频技术,那增量值码盘分辨"数”又可以大于绝对值,但注意,我用的是“分辨数”,不代表精度,因为细分倍频是电气模拟技术,并不改善精度,精度是由码盘刻线、轴的机械安装、电气的响应综合因数决定的。综合来看,分辨率,是增量的可以做的比绝对的高,而精度,就是绝对值的高了,因为它是不受停电、干扰、速度、电气响应的影响的,尤其是高精度又要高速的情况下,增量细分是无法满足要求的。 过去,绝对值的价格高高在上,大家普遍用增量式的,而最近,由于绝对值码盘的技术发展,绝对值的价格已下来,欧美的伺服已逐渐向绝对值靠拢,据了解,这两年,欧美在增量上的研发投入与在绝对上的研发投入相比,几乎已经是“0”了。希望国内的伺服厂家能尽早地关注绝对值的应用。 欧洲市场伺服用绝对值多圈 每圈分辨率:13位8192线;16位65536线;17位131072线;25位33554432线!(德国海德汉的,目前我们可以提供的最高可以到25位每圈,国产的每圈16位)。 连续测量圈数:大多数12位4096圈,少数14位16384圈。 总位数25位--37位。(目前我们可以提供的分辨率+圈数最高可以到37位,德国海德汉;国产的28位GEMPLE) 输出信号: SSI+sin/cos,1MHz,格雷码 Biss,2MHz,纯二进制码 Hipeface+sin/cos,2MHz,纯二进制码(含校验) Endat,8MHz,纯二进制码,CRC( 最高每圈25位,真的是高精度高速啊。) 过去SSI较多,现在Hipeface和EnDat是趋势,尤其是EnDat2.2,技术发展后劲明显。注: 增量编码器的分辨率,倍频与细分

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