1、编码器的零位编码器(英文名称:coder;encoder )定义:一种按照给定的代码产生信息表达形式的器件。 旋转编码器是一种光电式旋转测量装置,它将被 测的角位移直接 转换成数字信号(高速脉冲信号),主要应用于机床、电梯、伺服电机配套、纺织机械、包装机械、印刷机械、起重机械等行业。按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。A 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;B 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。二者区别:增量型的位置从零位标记开始计算的脉冲
2、数量确定的;而绝对型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。A 图(结构原理)(1)注:光敏元件一般由极管组成。(2)B 图(与变频器接线)C 图(增量型)D 图(绝对型)我们通常用的是增量型编码器,可将旋 转编码器的输出脉冲信号直接 输入给 PLC,利用 PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数,以 获得测量结果。这里所讲的确定零位指的是增量型。1、编码器轴转动找零,编码器在安装时,旋转转轴对应零位,一般增量值
3、与单圈绝对值会用这种方法,而轴套型的编码器也用这种方法。缺点,零点不太好找,精度较低。2、与上面方法相当,只是编码器外壳旋转找零,这主要是对于一些紧凑型安装的同步法兰(也有叫伺服法兰)外壳所用。 3、通电移动安装机械对零,通电将安装的机械移动到对应 的编码器零位对应位置安装。4、偏置计算,机械和编码器都不需要找零,根据编码器读数与实际位置的偏差计算,获得偏置量,以后编码器读数后减去 这个偏置量。例如 编码器的读 数为 100,而实际位置是 90,计算下在实际位置 0 位时,编码 器的读数应该是 10,而 这个 “10”就是偏置量,以后编码器读到的数,减去这个偏置量就是位置 值。可重复多次,修正
4、偏置量。对于增量值编码器,是 读取原始机械零位到第一个 Z 点的读数,作为偏置量。精度 较高的编码器,或者量程 较大的绝对值多圈编码器,多用这种方法。5、智能化外部置零,有些带智能化功能的编码器,可提供外部置位功能,例如通过编码器附带的按键,或外带的软件设置功能置零。6、需要说明的是,绝对值编码器的零位再往下就是编码的循 环最大值,无论是单圈绝对值,还是多圈绝对值,如果置零位,那么再往下(下滑、移动,惯性过冲等),就可能数据一下子跳到最大了,对于高位数的绝对值 多圈,可能数据会溢出原来的设定范围。另外, 绝对值编码器还有一个旋转方向的问题,置零后,如果方向不对,是从 0 跳到最大,然后由大变小
5、的。一些进口的编码器尽管带有外部置零功能,但建 议还是不要用此功能。(我们碰到很多用进口绝对值编码器会碰到这样的困惑,不要就迷信 进口的)。7、最好的置位方法,预置一个非零位(留下下滑、过冲的余量)并预置旋转方向+偏置计算的方法。另外一种方法是置“ 中”,偏置量就是中点 值,置位 线与电源正相触后,编码器输出的就是中点位置,这样的行程是+/-半全程,在这样的行程范围内,无论旋转方向,确保不会经过零点跳变。 1、按码盘的刻孔方式不同分类 :(1)增量型:就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号,然后对其进行细分,斩波出频率更高的脉冲 ),通常为 A 相、B 相、Z 相输出,A 相
6、、B 相为相互延迟 1/4 周期的脉冲输出,根据延迟关系可以区 别正反转,而且通 过取 A 相、 B 相的上升和下降沿可以进行 2 或 4 倍频;Z 相为单圈脉冲,即每圈发出一个脉冲。(2)绝对值型:就是对应一圈,每个基准的角度 发出一个唯一与 该角度对应二进制的数值,通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。编码器-PLCA-X0B-X1Z-X2+24V-+24VCOM- -24V-COM1注:可以是 DC-5V 或 DC-24V。常见故障: 1、编码器本身故障:是指编码 器本身元器件出现故障, 导致其不能 产生和输出正确的波形。这种情况下需更换编码器或维修其内部器件。2、编码器连接电缆
7、故障:这种故障出 现的几率 最高, 维修中 经常遇到,应是优先考虑的因素。通常为编码器电缆断路、短路或接触不良,这时需更换电缆或接头。还应特别注意是否是由于电缆固定不紧,造成松动引起开 焊或断路, 这时需卡紧电缆 。3、编码器+5V 电源下降:是指 +5V 电源过低, 通常不能低于 4.75V,造成 过低的原因是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗, 这时需检 修电源或更换电缆。4、编码器安装松动:这种故障会影响位置控制 精度,造成停止和移动中位置偏差量超差,甚至刚一开机即产生伺服系统过载报警, 请特别注意。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
8、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”(PG 可以理解为变频器检测电路模块)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。总结: 1 它主要是以高精度计量光栅为检测元件,通 过光电转换 ; 2 将轴的机械角位移信息以 LED 光源为介质通过光栅码盘转换成相应的数字代码,用它可以实现角位移、角速度、和角加速度及其他物理量的精确测量;3.工作原理(如下图)1:光源(LED) 2:透镜(Lens ) 3:指示光栅 4:码盘(Disk) 5:接受器(ASIC)点光源(LED)发出的光经过透镜(Lens)的折射变成准直的平行光,通过光栅和码盘,照射到光电接受器上,如果码盘发生 转动,光 线就会把码盘转动的情况反 应到接受器上。接受器会把这些光信号转换成电信号输出,从而以 电脉冲的形式反 应出物理的运动量(位移、角速度、加速度)。