編碼器圖解 01認(rèn)識(shí)編碼器（編碼器在機(jī)器人控制中的應(yīng)用）

 

02編碼器的測(cè)量對(duì)象

 

03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？

04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

 

（3）絕對(duì)式光電碼盤

 

05 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)碼盤正轉(zhuǎn)時(shí)，A信號(hào)超前B信號(hào)0°；當(dāng)碼盤反轉(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)量分辨角是原來的1/4，提高了測(cè)量精度。 

（6）零標(biāo)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(gè)脈沖，該脈沖信號(hào)又稱“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)減速開關(guān)

 

（9）回參考點(diǎn)示意圖

 

06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）

07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(shí)，為保證每次切削的起刀點(diǎn)不變，防止“亂牙”，主軸編碼器通過對(duì)起刀點(diǎn)到退刀點(diǎn)之間的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來達(dá)到車削螺紋的目的。

08小結(jié)

1.編碼器用來測(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)控車床中用于C軸控制和螺紋切削。