編碼器圖解

1、認識編碼器(編碼器在機器人控制中的應(yīng)用)

2、編碼器的測量對象

3、編碼器測量直線位移的方式

(1)編碼器裝在絲杠末端

通過測量滾珠絲杠的角位移q，間接獲得工作臺的直線位移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時間里轉(zhuǎn)動了10圈，求:絲杠的平均轉(zhuǎn)速n(r/min)及螺母移動了多少毫米?螺母移動的平均速度v又為多少?

(3)編碼器和伺服電動機同軸安裝

(4)編碼器和伺服電動機同軸安裝

(5)編碼器和伺服電動機同軸安裝

(6)編碼器兩種安裝方式比較

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

4、絕對式測量(ABS)

(1)信號性質(zhì)

輸出n位二進制編碼，每一個編碼對應(yīng)唯一的角度。

(2)接觸式絕對碼盤

(3)絕對式光電碼盤

5、增量式測量(INC)

(1)信號性質(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A、B彼此相差 90°相位，用于辨向。當碼盤正轉(zhuǎn)時，A信號超前B信號0°;當碼盤反轉(zhuǎn)時，B信號超前A信號90°。

(4)辨向信號

(5)倍頻(細分)

在現(xiàn)有編碼器的條件下，通過細分技術(shù)能提高編碼器的分辨力。細分前，編碼器的分辨力只有一個分辨角的大小。采用4細分技術(shù)后，計數(shù)脈沖的頻率提高了4倍，相當于將原編碼器的分辨力提高了3倍，測量分辨角是原來的1/4，提高了測量精度。

(6)零標志(一轉(zhuǎn)脈沖)

在碼盤里圈，還有一條狹縫C，每轉(zhuǎn)能產(chǎn)生一個脈沖，該脈沖信號又稱“一轉(zhuǎn)

信號”或零標志脈沖，作為測量的起始基準。

(7)零標志在回參考點中的作用

(8)回參考點減速開關(guān)

(9)回參考點示意圖

6、編碼器在數(shù)字測速中的應(yīng)用

(1)模擬測速和數(shù)字測速的比較

(2)M法測速(適合于高轉(zhuǎn)速場合)

有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為1024p/r，在5s時間內(nèi)測得65536個脈沖，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 個脈沖，在T 時間段內(nèi)有 m1 個脈沖產(chǎn)生，則轉(zhuǎn)速(r/min)為:n = 60m1 /(NT)

(3)T法測速(適合于低轉(zhuǎn)速場合)

有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為1024p/r，測得兩個相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為3000，時鐘頻率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 個脈沖，用已知頻率fc作為時鐘，填充到編碼器輸出的兩個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削

車削螺紋時，為保證每次切削的起刀點不變，防止“亂牙”，主軸編碼器通過對起刀點到退刀點之間的脈沖進行計數(shù)來達到車削螺紋的目的。

8、小結(jié)

1.編碼器用來測量角位移。在數(shù)控機床直線進給運動控制中，通過測量角位移間接測量出直線位移。

2.絕對式編碼器輸出二進制編碼，增量式編碼器輸出脈沖。

3.增量式編碼器輸出信號要進行辨向、零標志和倍頻等處理。

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

審核編輯：湯梓紅