庫(kù)伯勒KUBLER編碼器使用這些信號(hào)再加上定位脈沖的配合,電子線路就可以通過對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)來確定運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的位置??梢圆捎糜?jì)數(shù)器使得其在轉(zhuǎn)軸朝某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行增數(shù),而在朝相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行減數(shù),這樣就可以在不掉電的前提下保持對(duì)位置的記憶。庫(kù)伯勒KUBLER編碼器在與被測(cè)軸同心的碼盤上刻制了按一定編碼規(guī)則形成的遮光和透光部分的組合。在碼環(huán)的一邊是發(fā)光二極管或白熾燈光源,另一邊則是接收光線的光電器件。碼盤隨著被測(cè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使得透過碼盤的光束產(chǎn)生間斷,通過光電器件的接收和電子線路的處理,產(chǎn)生特定電信號(hào)的輸出,再經(jīng)過數(shù)字處理可計(jì)算出位置和速度信息。
庫(kù)伯勒KUBLER編碼器直接輸出數(shù)字量的傳感器,傳感器圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成,相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系,碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù),在碼盤的一側(cè)是光源,另一側(cè)對(duì)應(yīng)每一碼道有一光敏元件;當(dāng)碼盤處于不同位置時(shí),庫(kù)伯勒KUBLER編碼器各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號(hào),形成二進(jìn)制數(shù)。
庫(kù)伯勒KUBLER編碼器輸出電氣接口。常見的有推拉輸出型、電壓輸出、集電極開路、線驅(qū)動(dòng)輸出型。其輸出方式應(yīng)和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相。A、B兩組脈沖相位差90o,可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向;Z相每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖,用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。其優(yōu)點(diǎn):原理構(gòu)造簡(jiǎn)單,庫(kù)伯勒KUBLER編碼器機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上,抗干擾能力強(qiáng),可靠性高,適合于長(zhǎng)距離傳輸。缺點(diǎn):無法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的位置信息。
我公司有做德國(guó)500個(gè)品牌,歐州300多個(gè)品牌,美國(guó)200多個(gè)品牌。HAWE哈威, ASCO阿斯卡,寶德BURKERT,F(xiàn)ESTO費(fèi)斯托,BOSCH-REXROTH博世力士樂,IFM易福門,TURCK圖爾克,P+F倍加福,BALLUFF巴魯夫,SICK施克,STEIMEL施特梅爾泵,HIRSCHMAN赫斯曼,MURR穆爾,HYDAC賀德克,GSR,CROUZET高諾斯,E+H恩格斯豪斯,PILZ皮爾茲, MAHLE馬勒,海隆HERION,諾冠NORGREN ,SCHMERSAL施邁賽,SIEMENS西門子,STAUFF西德福,NEGELE耐格, EMG伺服閥,UNIVER,ATOS阿托斯, KACON 凱昆,VICKERS威格士,MAC,PARKER派克,MOOG穆格,AB,FAIRCHILD仙童,DENISON丹尼遜,ROSS,UE,MTS,EPRO,MAC,SAMSON薩姆森,亨士樂等。公司還有代理部分日本品牌如下:CKD喜開理,黑田精工,SUNX神視,TOYOOKI豐興,NACHI不二越,DAIKIN大金, KOGANEI小金井,TACO,NOK,東京美?!疚夜究梢宰约哼M(jìn)口報(bào)關(guān)】
旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測(cè)量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速的裝置,光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換,可將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。
編碼器產(chǎn)生電信號(hào)后由數(shù)控制置CNC、可編程邏輯控制器PLC、控制系統(tǒng)等來處理。這些傳感器主要應(yīng)用在下列方面:機(jī)床、材料加工、電動(dòng)機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)量和控制設(shè)備。在ELTRA編碼器中角位移的轉(zhuǎn)換采用了光電掃描原理。
讀數(shù)系統(tǒng)是基于徑向分度盤的旋轉(zhuǎn),該分度由交替的透光窗口和不透光窗口構(gòu)成的。此系統(tǒng)全部用一個(gè)紅外光源垂直照射,這樣光就把盤子上的圖像投射到接收器表面上,該接收器覆蓋著一層光柵,稱為準(zhǔn)直儀,它具有和光盤相同的窗口。接收器的工作是感受光盤轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的光變化,然后將光變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電變化。
一般地,旋轉(zhuǎn)編碼器也能得到一個(gè)速度信號(hào),這個(gè)信號(hào)要反饋給變頻器,從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出數(shù)據(jù)。
故障現(xiàn)象:
1、旋轉(zhuǎn)編碼器壞(無輸出)時(shí),變頻器不能正常工作,變得運(yùn)行速度很慢,而且一會(huì)兒變頻器保護(hù),顯示“PG斷開”...聯(lián)合動(dòng)作才能起作用。要使電信號(hào)上升到較高電平,并產(chǎn)生沒有任何干擾的方波脈沖,這就必須用電子電路來處理。編碼器pg接線與參數(shù)矢量變頻器與編碼器pg之間的連接方式,必須與編碼器pg的型號(hào)相對(duì)應(yīng)。
一般而言,編碼器pg型號(hào)分差動(dòng)輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種,其信號(hào)的傳遞方式必須考慮到變頻器pg卡的接口,因此選擇合適的pg卡型號(hào)或者設(shè)置合理。
編碼器一般分為增量型與絕對(duì)型,它們存著最大的區(qū)別:在增量編碼器的情況下,
位置是從零位標(biāo)記開始計(jì)算的脈沖數(shù)量確定的,而絕對(duì)型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。在一圈里,每個(gè)位置的輸出代碼的讀數(shù)是單一的;因此,當(dāng)電源斷開時(shí),絕對(duì)型編碼器并不與實(shí)際的位置分離。如果電源再次接通,那么位置讀數(shù)仍是當(dāng)前的,有效的;不像增量編碼器那樣,必須去尋找零位標(biāo)記。
編碼器常見故障
1、編碼器本身故障:是指編碼器本身元器件出現(xiàn)故障,導(dǎo)致其不能產(chǎn)生和輸出正確的波形。這種情況下需更換編碼器或維修其內(nèi)部器件。
2、編碼器連接電纜故障:這種故障出現(xiàn)的幾率 最高,維修中經(jīng)常遇到,應(yīng)是優(yōu)先考慮的因素。通常為編碼器電纜斷路、短路或接觸不良,這時(shí)需更換電纜或接頭。還應(yīng)特別注意是否是由于電纜固定不緊,造成松動(dòng)引起開焊或斷路,這時(shí)需卡緊電纜。
3、編碼器+5V電源下降:是指+5V電源過低, 通常不能低于4.75V,造成過低的原因是供電電源故障或電源傳送電纜阻值偏大而引起損耗,這時(shí)需檢修電源或更換電纜。
4、絕對(duì)式編碼器電池電壓下降:這種故障通常有含義明確的報(bào)警,這時(shí)需更換電池,如果參考點(diǎn)位置記憶丟失,還須執(zhí)行重回參考點(diǎn)操作。
5、編碼器電纜屏蔽線未接或脫落:這會(huì)引入干擾信號(hào),使波形不穩(wěn)定,影響通信的準(zhǔn)確性,必須保證屏蔽線可靠的焊接及接地。
6、編碼器安裝松動(dòng):這種故障會(huì)影響位置控制 精度,造成停止和移動(dòng)中位置偏差量超差,甚至剛一開機(jī)即產(chǎn)生伺服系統(tǒng)過載報(bào)警,請(qǐng)?zhí)貏e注意。
7、光柵污染 這會(huì)使信號(hào)輸出幅度下降,必須用脫脂棉沾無水酒精輕輕擦除油污。
編碼器的機(jī)械安裝使用:
絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機(jī)械裝置安裝等多種形式。
高速端安裝:安裝于動(dòng)力馬達(dá)轉(zhuǎn)軸端(或齒輪連接),此方法優(yōu)點(diǎn)是分辨率高,由于多圈編碼器有4096圈,馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)在此量程范圍內(nèi),可充分用足量程而提高分辨率,缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)物體通過減速齒輪后,來回程有齒輪間隙誤差,一般用于單向高精度控制定位,例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端,馬達(dá)抖動(dòng)須較小,不然易損壞編碼器。
低速端安裝:安裝于減速齒輪后,如卷?yè)P(yáng)鋼絲繩卷筒的軸端或最后一節(jié)減速齒輪軸端,此方法已無齒輪來回程間隙,測(cè)量較直接,精度較高,此方法一般測(cè)量長(zhǎng)距離定位,例如各種提升設(shè)備,送料小車定位等。
輔助機(jī)械安裝:
常用的有齒輪齒條、鏈條皮帶、摩擦轉(zhuǎn)輪、收繩機(jī)械等
編碼器的接線方法
旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測(cè)量裝置,它將被測(cè)的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)(高速脈沖信號(hào))。
編碼器如以信號(hào)原理來分,有增量型編碼器,絕對(duì)型編碼器。
我們通常用的是增量型編碼器,可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號(hào)直接輸入給PLC,利用PLC的高速計(jì)數(shù)器對(duì)其脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),以獲得測(cè)量結(jié)果。不同型號(hào)的旋轉(zhuǎn)編碼器,其輸出脈沖的相數(shù)也不同,有的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B、Z三相脈沖,有的只有A、B相兩相,比較簡(jiǎn)單的只有A相。
編碼器有5條引線,其中3條是脈沖輸出線,1條是COM端線,1條是電源線(OC門輸出型)。編碼器的電源可以是外接電源,也可直接使用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接,“+ ”與編碼器的電源端連接。
編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接,A、B、Z兩相脈沖輸出線直接與PLC的輸入端連接,A、B為相差90度的脈沖,Z相信號(hào)在編碼器旋轉(zhuǎn)一圈只有一個(gè)脈沖,通常用來做零點(diǎn)的依據(jù),連接時(shí)要注意PLC輸入的響應(yīng)時(shí)間。旋轉(zhuǎn)編碼器還有一條屏蔽線,使用時(shí)要將屏蔽線接地,提高抗干擾性。
編碼器軸徑向負(fù)載在每個(gè)系列編碼器中;在長(zhǎng)距離的傳輸中電壓衰減比較大,不僅輸入編碼器的電流會(huì)衰減,另外會(huì)使高電平信號(hào)降低,低電平信號(hào)增大,編碼器這樣的結(jié)果是使信號(hào)超出接收設(shè)備的極限要求,顯示信號(hào)丟失。
編碼器和計(jì)數(shù)器之間的通訊電纜必須遠(yuǎn)離高壓線另外遵循zui短zui直接的布線原則。編碼器所有的編碼器都裝有負(fù)載軸承。
軸承的壽命取決與編碼器軸上的負(fù)載。減小編碼器軸上的負(fù)載可以確保編碼器的使用壽命,在任何情況下都要保證編碼器的軸徑向負(fù)載不要超過額定范圍。
編碼器機(jī)械方面:由于編碼器屬于高精度機(jī)電一體化設(shè)備,所以編碼器軸與用戶端輸出軸之間需要采;用彈性軟連接,以避免因用戶軸的串動(dòng)、跳動(dòng)而造成編碼器軸系和碼盤的損壞;安裝時(shí)注意允許的軸負(fù)載;
應(yīng)保證編碼器軸與用戶輸出軸的不同軸度<0.20mm,與軸線的偏角<1.5°;安裝時(shí)嚴(yán)禁敲擊和摔打碰撞,以免損壞軸系和碼盤;
編碼器長(zhǎng)期使用時(shí),定期檢查固定編碼器的螺釘是否松動(dòng)(每季度一次);旋轉(zhuǎn)編碼器主要由光柵、光源、檢讀器、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、機(jī)械傳動(dòng)等部分組成。
光柵面上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙,相鄰兩個(gè)透光縫隙之間代表一個(gè)增量周期;編碼器分別用兩個(gè)光柵面感光。
由于兩個(gè)光柵面具有90°的相位差,因此將該輸出輸入數(shù)字加減計(jì)算器,就能以分度值來表示角度。
編碼器由圓光柵和指示光柵組成一對(duì)掃描系統(tǒng),在掃描系統(tǒng)的一側(cè)投射一束紅外光,在掃描系統(tǒng)的另一側(cè)的感光器件就可以收到掃描光信號(hào);當(dāng)圓光柵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),感光器件接收到的掃描光信號(hào)會(huì)發(fā)生變化,感光器件可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)并輸出給控制系統(tǒng)或儀表。
編碼器主要是由碼盤(圓光柵、指示光柵)、機(jī)體、發(fā)光器件、感光器件等部件組成。
編碼器圓光柵是由涂膜在透明材料或刻畫在金屬材料上的成放射狀的明暗相間的條紋組成的。一個(gè)相鄰條紋間距稱為一個(gè)柵節(jié),光柵整周柵節(jié)數(shù)就是編碼器的脈沖數(shù)(分辨率)。
指示光柵是一片固定不動(dòng)的,但窗口條紋刻線同圓光柵條紋刻線完全相同的光柵片。
編碼器機(jī)體是裝配圓光柵,指示光柵等部件的載體。發(fā)光器件一般是紅外發(fā)光管。感光器件是高頻光敏元件;一般有硅光電池和光敏三極管。