編碼器圖解

1、認(rèn)識(shí)編碼器(編碼器在機(jī)器人控制中的應(yīng)用)

2、編碼器的測(cè)量對(duì)象

3、編碼器測(cè)量直線位移的方式

(1)編碼器裝在絲杠末端

通過(guò)測(cè)量滾珠絲杠的角位移q，間接獲得工作臺(tái)的直線位移x，構(gòu)成位置半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。

(2)絲杠螺距

設(shè):螺距t=4mm，絲杠在4s時(shí)間里轉(zhuǎn)動(dòng)了10圈，求:絲杠的平均轉(zhuǎn)速n(r/min)及螺母移動(dòng)了多少毫米?螺母移動(dòng)的平均速度v又為多少?

(3)編碼器和伺服電動(dòng)機(jī)同軸安裝

(4)編碼器和伺服電動(dòng)機(jī)同軸安裝

(5)編碼器和伺服電動(dòng)機(jī)同軸安裝

(6)編碼器兩種安裝方式比較

編碼器裝在絲杠末端與前端(和伺服電動(dòng)機(jī)同軸)在位置控制精度上有什么區(qū)別?

4、絕對(duì)式測(cè)量(ABS)

(1)信號(hào)性質(zhì)

輸出n位二進(jìn)制編碼，每一個(gè)編碼對(duì)應(yīng)唯一的角度。

(2)接觸式絕對(duì)碼盤(pán)

(3)絕對(duì)式光電碼盤(pán)

5、增量式測(cè)量(INC)

(1)信號(hào)性質(zhì)

(2)增量式光電編碼器的結(jié)構(gòu)

(3)辨向

光敏元件所產(chǎn)生的信號(hào)A、B彼此相差 90°相位，用于辨向。當(dāng)碼盤(pán)正轉(zhuǎn)時(shí)，A信號(hào)超前B信號(hào)0°;當(dāng)碼盤(pán)反轉(zhuǎn)時(shí)，B信號(hào)超前A信號(hào)90°。

(4)辨向信號(hào)

(5)倍頻(細(xì)分)

在現(xiàn)有編碼器的條件下，通過(guò)細(xì)分技術(shù)能提高編碼器的分辨力。細(xì)分前，編碼器的分辨力只有一個(gè)分辨角的大小。采用4細(xì)分技術(shù)后，計(jì)數(shù)脈沖的頻率提高了4倍，相當(dāng)于將原編碼器的分辨力提高了3倍，測(cè)量分辨角是原來(lái)的1/4，提高了測(cè)量精度。

(6)零標(biāo)志(一轉(zhuǎn)脈沖)

在碼盤(pán)里圈，還有一條狹縫C，每轉(zhuǎn)能產(chǎn)生一個(gè)脈沖，該脈沖信號(hào)又稱(chēng)“一轉(zhuǎn)

信號(hào)”或零標(biāo)志脈沖，作為測(cè)量的起始基準(zhǔn)。

(7)零標(biāo)志在回參考點(diǎn)中的作用

(8)回參考點(diǎn)減速開(kāi)關(guān)

(9)回參考點(diǎn)示意圖

6、編碼器在數(shù)字測(cè)速中的應(yīng)用

(1)模擬測(cè)速和數(shù)字測(cè)速的比較

(2)M法測(cè)速(適合于高轉(zhuǎn)速場(chǎng)合)

有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為1024p/r，在5s時(shí)間內(nèi)測(cè)得65536個(gè)脈沖，則轉(zhuǎn)速(r/min)為：n = 60 × 65536 /(1024 × 5)=768 r/min

編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生N 個(gè)脈沖，在T 時(shí)間段內(nèi)有 m1 個(gè)脈沖產(chǎn)生，則轉(zhuǎn)速(r/min)為:n = 60m1 /(NT)

(3)T法測(cè)速(適合于低轉(zhuǎn)速場(chǎng)合)

有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為1024p/r，測(cè)得兩個(gè)相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為3000，時(shí)鐘頻率fc為1MHz ，則轉(zhuǎn)速(r/min)為：

n = 60fc /(Nm2 )=60×106/(1024×3000)=19.53 r/min

編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生N 個(gè)脈沖，用已知頻率fc作為時(shí)鐘，填充到編碼器輸出的兩個(gè)相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為m2，則轉(zhuǎn)速(r/min)為：n = 60fc / (Nm2)

7、編碼器在主軸控制中的應(yīng)用

(1)主軸編碼器

(2)主軸編碼器用于C 軸控制

(3)主軸編碼器用于螺紋車(chē)削

車(chē)削螺紋時(shí)，為保證每次切削的起刀點(diǎn)不變，防止“亂牙”，主軸編碼器通過(guò)對(duì)起刀點(diǎn)到退刀點(diǎn)之間的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)達(dá)到車(chē)削螺紋的目的。

8、小結(jié)

1.編碼器用來(lái)測(cè)量角位移。在數(shù)控機(jī)床直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制中，通過(guò)測(cè)量角位移間接測(cè)量出直線位移。

2.絕對(duì)式編碼器輸出二進(jìn)制編碼，增量式編碼器輸出脈沖。

3.增量式編碼器輸出信號(hào)要進(jìn)行辨向、零標(biāo)志和倍頻等處理。

4.編碼器用于數(shù)字測(cè)速，有M法和T法等方式;在數(shù)控車(chē)床中用于C軸控制和螺紋切削。

審核編輯：湯梓紅