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如何正確調(diào)試德國(guó)Lenord+Bauer編碼器

　　Lenord+Bauer編碼器的安裝調(diào)試技術(shù)進(jìn)行了研究，從磁編碼器的工作原理入手，分析了幾何位置誤差對(duì)磁編碼器檢測(cè)信號(hào)的影響，詳細(xì)地介紹了一種磁編碼器安裝調(diào)整的方法，經(jīng)實(shí)踐此種方法實(shí)際可行，達(dá)到了預(yù)期的調(diào)整效果，對(duì)于此類(lèi)磁編碼器的更換、調(diào)整具有重要的借鑒意義。

　　德國(guó)Lenord+Bauer編碼器的安裝與調(diào)整

　　MiniCode對(duì)于實(shí)現(xiàn)狹小空間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的齒輪、電機(jī)、高速電主軸的非接觸式測(cè)量提供了技術(shù)解決方案，與其配合使用的是一個(gè)高精度的齒輪盤(pán)，齒的模數(shù)為0.3mm或0.5mm，磁編碼器輸出信號(hào)為兩路正弦信號(hào)，相位相差90度，頻率范圍為0～200kHz，編碼器線(xiàn)纜最大長(zhǎng)度為100m，工作電壓為5V，原點(diǎn)的檢測(cè)形式為凹槽，為了齒輪盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)有良好的動(dòng)平衡，減小離心力造成的偏擺，應(yīng)該在齒輪盤(pán)對(duì)稱(chēng)的位置打孔。

　　蘭寶編碼器共有6路信號(hào)輸出，其中可以分為3對(duì)，分別為U1、U2和UN，在進(jìn)行轉(zhuǎn)速或位置測(cè)量時(shí)，為增強(qiáng)號(hào)強(qiáng)度，提高抗干擾能力，將腳標(biāo)為正的信號(hào)與腳標(biāo)為負(fù)的信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算。當(dāng)齒輪盤(pán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，U1的相位超前于U290度，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，U2的相位超前于U190度，編碼器每轉(zhuǎn)一圈有一個(gè)UN脈沖輸出。

　　德國(guó)Lenord+Bauer編碼器信號(hào)輸出插頭為標(biāo)準(zhǔn)插頭，通過(guò)轉(zhuǎn)接可以與常用的主軸驅(qū)動(dòng)相連，兼容性很好，插頭接線(xiàn)方式如圖1所示，圖中插頭的引腳序號(hào)與表1中的引腳序號(hào)相對(duì)應(yīng)，8、9引腳為溫度傳感器的接線(xiàn)引腳，即溫度傳感器的信號(hào)通過(guò)8、9引腳輸入到伺服模塊中。

　　在表2所列尺寸中，d為最重要的尺寸，此參數(shù)若偏大，輸出信號(hào)幅值降低，影響速度及位置檢測(cè)精度，若d偏小，由于齒輪盤(pán)制造精度的限制，在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，很容易在離心力的作用下發(fā)生偏擺，出現(xiàn)齒輪盤(pán)將編碼器表面刮傷的情況，造成編碼器不可修復(fù)的損壞，表中給出的推薦值可以使兩方面的影響得到均衡，使編碼器穩(wěn)定、地工作更長(zhǎng)時(shí)間。

　　編碼器調(diào)整時(shí)應(yīng)先需根據(jù)齒輪盤(pán)齒的模數(shù)選擇塞尺，若模數(shù)為0.3mm應(yīng)使用0.15mm的塞尺，模數(shù)為0.5mm應(yīng)使用0.20mm的塞尺。首先將編碼器固定到安裝位置，不帶緊螺釘，然后將相應(yīng)的塞尺放到齒輪盤(pán)的齒頂與編碼器的中間，使三者貼緊并盡量保證編碼器的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)經(jīng)過(guò)齒輪盤(pán)的圓心，即編碼器對(duì)稱(chēng)線(xiàn)與齒輪盤(pán)的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)重合，然后用扭矩扳手帶緊螺釘，最大扭矩為60Ncm，螺釘擰緊后將塞尺抽出，再使用專(zhuān)用的電子設(shè)備對(duì)編碼器的位置進(jìn)行精調(diào)。

　　蘭寶編碼器的檢測(cè)設(shè)備為L(zhǎng)enord+Bauer公司生產(chǎn)的便攜式手持檢測(cè)儀器，型號(hào)為GEL 210Y005，通過(guò)對(duì)U1、U2和UN相關(guān)信號(hào)的檢測(cè)，可以精確調(diào)整磁編碼器相對(duì)于齒輪盤(pán)的幾何安裝位置。首先制作編碼器的轉(zhuǎn)接頭，導(dǎo)線(xiàn)的連接方式如表1所示，轉(zhuǎn)接頭制作完成后，將磁編碼器與檢測(cè)儀器連接，通過(guò)檢測(cè)儀器左側(cè)的開(kāi)關(guān)切換檢測(cè)項(xiàng)目，然后手動(dòng)盤(pán)主軸，檢測(cè)儀器上會(huì)顯示相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目的數(shù)值，根據(jù)數(shù)值的大小可以判斷出幾何位置偏差，然后手動(dòng)向偏差減小的方向微調(diào)，再次進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整后使測(cè)量數(shù)值在允許的范圍內(nèi)。

　　氣隙是磁編碼器調(diào)整的一個(gè)重要參數(shù)，其直接影響信號(hào)幅值的大小，信號(hào)幅值與磁編碼器檢測(cè)表面區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，而磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁編碼器距齒輪盤(pán)的距離成反比。Amplitude Spur A/B、Peak Refernezspur 分別表示信號(hào)U1/U2、參考點(diǎn)信號(hào)的幅值，通常檢測(cè)數(shù)值在AC 290～400mV范圍內(nèi)，表示氣隙范圍滿(mǎn)足要求，如圖3所示。

　　信號(hào)基準(zhǔn)偏移調(diào)整應(yīng)在氣隙調(diào)整完成之后進(jìn)行，Offset Spur A、Offset Spur B和Offset Referenzspur分別代表U1、U2和UN的信號(hào)基準(zhǔn)偏移。從圖4中可以看出磁編碼器安裝時(shí)出現(xiàn)了偏轉(zhuǎn)，這種位置安裝誤差主要影響正負(fù)信號(hào)合成后信號(hào)波形整體沿縱向移動(dòng)的距離，合成信號(hào)可以用公式y(tǒng)=Asinx+c表示，其中c值大小代表信號(hào)偏移的距離，通常c在DC±20mV范圍內(nèi)滿(mǎn)足安裝要求，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是編碼器位置偏轉(zhuǎn)后靠近齒形盤(pán)的一端信號(hào)幅值偏大，導(dǎo)致合成的信號(hào)基準(zhǔn)出現(xiàn)偏移，基準(zhǔn)偏移后U1、U2的最大值也發(fā)生了變化，要U1與U2的比值在0.9至1.1之間編碼器才能正常工作。

　LENORD+BAUER編碼器是指將信號(hào)(如位流)或數(shù)據(jù)編譯和轉(zhuǎn)換為可用于通信、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)的設(shè)備。編碼器將角位移或線(xiàn)位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，前者稱(chēng)為碼盤(pán)，后者稱(chēng)為碼尺。編碼器按讀出方式分為接觸式和非接觸式；根據(jù)工作原理，編碼器可分為增量型和絕對(duì)型。

　　LENORD+BAUER編碼器的工作原理：

　　中心有一個(gè)軸的光電碼盤(pán)上有一條環(huán)通暗刻線(xiàn)，由光電發(fā)射接收裝置讀取，得到四組組合成A、B、C和D的正弦波信號(hào)，每一正弦波的相位差為90度(相對(duì)于一個(gè)周期波為360度)。C和D信號(hào)倒置并疊加在A和B相，以增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；此外，每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖，以表示零參考位。

　　由于A和B之間的相位差為90度，因此可以通過(guò)比較相位A和相位B來(lái)確定編碼器的正向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)，并且可以通過(guò)零脈沖獲得編碼器的零參考位。編碼器碼盤(pán)由玻璃、金屬和塑料制成。玻璃碼盤(pán)由沉積在玻璃上的細(xì)劃線(xiàn)制成。它具有良好的熱穩(wěn)定性和高精度。金屬碼盤(pán)直接連接有刻線(xiàn)和無(wú)刻線(xiàn)，不易碎。然而，由于金屬的厚度，精度有限，其熱穩(wěn)定性比玻璃差一個(gè)數(shù)量級(jí)。塑料碼盤(pán)經(jīng)濟(jì)、成本低，但其精度、熱穩(wěn)定性較差，使用壽命較差。

　　分辨率-編碼器每360度旋轉(zhuǎn)提供的通過(guò)或暗線(xiàn)數(shù)稱(chēng)為分辨率，也稱(chēng)為分析索引，或直接調(diào)用的線(xiàn)數(shù)，通常在每轉(zhuǎn)5至10000行的范圍內(nèi)。

如何正確調(diào)試德國(guó)Lenord+Bauer編碼器