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東莞市廣聯自動化科技有限公司
主營產品： kubler庫伯勒編碼器，kubler旋轉編碼器，HYDAC壓力傳感器，EGE傳感器，力士樂比例閥 |
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2024-6-25 閱讀(171)
嚴格來講,庫伯勒編碼器只會告訴你改如何定位,要如何執行, 是需要靠數控系統(或者PLC之類控制器)控制伺服或者步進電機來實現定位的,編碼器好比人的眼睛,知道電機軸或者負載處于當前某個位置,工
業上用的一般是光電類型編碼器,下邊簡單說明一下:
電編碼器是在一一個很薄很輕的圓盤子 上,通過緊密儀器來腐蝕雕刻了很多條細小的縫,相當于把一-個360度 ,細分成很多等分,比如成1024組,這樣每組之間的角度差是360/1024度=0.3515625度。
然后有個精密的發光源,安裝在碼盤的一面,碼盤的另外- -面，會有個接收器之類的 ,使用了光敏電阻這些元件加放大和整形電路組成,這樣碼盤轉動時候,有縫隙的地方會適光過去,接收器會瞬間收到光脈沖,
經過電路處理后,輸出一個電脈沖信號,這樣碼盤旋轉了- 周，會對應輸出1024個脈沖 ,第一個脈沖位置如果是0 , 第二個脈沖位置就是0.3515625° , 第三個脈沖位置是03515625*2 ,以此類推,這樣只要有儀器
能讀到脈沖個數,就可以知道碼盤對應在什么位置了。
如果把編碼器安裝到電機的軸上,電機軸和碼盤是剛性連接,兩者的位置關系會一對應 ,通過讀編碼器脈沖,就可以知道電機的軸位置。
而電機軸,比如會通過同步帶，齒輪 ,鏈條等帶動-些負載,比如控制絲桿,這樣會有個所謂電子齒輪比的關系,電機轉-圈,絲桿會前進多少毫米,這樣讀到了對應編碼器上輸出多少給脈沖,通過脈沖數
就可以反推出當前絲桿的位置。
但是編碼器是圓的,如果無限制旋轉下去,角度會無窮大,所以設計了-種增量型的編碼器, 轉-圈,會輸出三組信號ABZ ,其中AB是一樣的脈沖 ,比如上邊說的一國有1024個脈沖, AB相脈沖對應一圈內
的圓周角度,而且兩種脈沖是處于正交狀態的,如果是正反轉,通過判斷AB相脈沖的上升沿和下降沿的先后順序,就可以知道編碼器當前是順時針還是逆時針方向旋轉的,
另外有個Z相脈沖, 是因為圓周雖然會不停轉下去, 角度會,但是都是一周- -周的重復而已,零相脈沖固定在圓周某個位置，編碼器每轉一 圈,只輸出- -個零相脈沖, 這樣如果以Z相脈沖為基準點,這樣每
次讀到這個脈沖時候,系統就清零- -次 ,就可以讓角度最大值控制在360°以內,相當于一-個零基準點了。 這樣即使系統斷掉了，重新上電 ，只要能找到這個基準點,就可以知道絲桿的初始位置在什么地方
了。
以上這種定位叫增量坐標系,所以編碼器就是增量型編碼器,應用比較廣泛,因為靈活而且價格便宜。
如果只設備只需要轉一圈的 ,也就是角度在360°內的,編碼器可以細分精密點,比如有13位,相當于2^13次方個脈沖-圈, 對應著360° ,這種脈沖數和角度一對應 ,不怕系統斷電需要重新調整零位,這種編
碼器叫單圈絕對值編碼器。如果負載需要轉多圈的,但是這個圈數也不能非常多,比如5圈,相當于5*360°=1800° ,這樣脈沖和1800°--對應 ,這些在-些高檔的數控機床 上應用比較多,可以知道絲桿或者-些
旋轉工作的當前精密位置,而且不用擔心系統斷電歸零問題。
此外,編碼器還有磁電方式的,比如在碼盤上加工了很多個南北間隔的小磁鐵,通過霍爾去讀小磁鐵信號,輸出信號 , 同樣經過放大和整形變成了電脈沖, 這點和光電編碼器是類似的,而且價格會便宜點,可靠性
會鎬，但是精度就比光電要差點。
PLC能輸入開關量,也就是一高-低的電平電壓 ,而編碼器脈沖信號,可以理解一定時間內 ,用極快的速度完成的一組開關量。但是因為這種開關量的頻率太高了,所以PLC的普通/O口是無法準確讀到這
些脈沖的個數的,因為PLC工作過程中存在掃描周期，需要每個-段時間才去刷新一下普通I/O口的數據 ,而編碼器的精度太高了,單位時間內輸出的脈沖個數太多,普通/O是無法勝任的。
-般PLC會設計有高速計數端口,本質是利用了底層單片機的硬件邏輯來完成這些編碼器計數的,避開了掃描周期問題, PLC都設計有專[ ]的高速計數指令, 使用的時候,直接調用這些指令就可以讀到當前
的脈沖值了。
但是脈沖的計算和輸出上,由于掃描周期存在,往往也會存在著滯后影響,如果用來控制一-些執行機構,比如氣缸來動作裁切動作,這樣要考慮提前量的補償問題。
提醒一下,如果想用PLC來控制伺服或者步進系統,往往并不需要通過編碼器反饋來判斷位置,通過一 些PLS指令 之類的來發出位置脈沖給伺服驅動器,位置環在伺服驅動器內部構成就好 ,而PLC這邊只是
一個指令機構,并沒有構成位置閉環,當然如果是專門定位模塊控制,使用了NC之類的控制方式,是可以在里邊構建位置閉環的。
