數(shù)控機(jī)床脈沖編碼器工作原理(20210409091902)

1、數(shù)控機(jī)床脈沖編碼器工作原標(biāo)準(zhǔn)化文件發(fā)布號(hào)：（9556-EUATWKMWUB-WUNNINNULDDQTYKIII?！睌?shù)控機(jī)床脈沖編碼器工作原理脈沖編碼器是一種光學(xué)式位置檢測(cè)元件，編碼盤直接裝在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸 上，以測(cè)出軸的旋轉(zhuǎn)角度位置和速度變化，其輸岀信號(hào)為電脈沖。這種檢測(cè)方式的特點(diǎn)是：非接觸式的，無摩擦和磨損，驅(qū)動(dòng)力矩小，響應(yīng)速度快。缺 點(diǎn)是抗污染能力差，容易損壞。按其編碼化方式，可分為增量式和絕對(duì)值式。根據(jù)檢測(cè)原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻 度方法及信號(hào)輸出形式，可分為增量式、絕對(duì)式以及混合式三種。1. 增童式編碼器工作原理增量式旋轉(zhuǎn)編碼器通過內(nèi)部?jī)蓚€(gè)光敏接受管轉(zhuǎn)化

2、苴角度碼盤的時(shí)序和相位關(guān)系，得到 其角度碼盤角度位移量增加（正方向）或減少（負(fù)方向）。下而對(duì)增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的內(nèi)部工作原理A.B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)兩個(gè)光敏接受管，A.B兩點(diǎn)間距為S2，角度碼盤的光柵間距分別為SO和S1。通過輸出波形圖可知每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期的時(shí)序?yàn)轫槙r(shí)針運(yùn)動(dòng)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)ABAB1111011000001001這樣通過AB相就可以知道編碼器當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向和速度。2. 絕對(duì)值編碼器工作原理絕對(duì)編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16 線。編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得 一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱

3、為n位絕對(duì)編 碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤的機(jī)械位宜決立的，它不受停電、干擾的影響。絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決泄的每個(gè)位置是唯一的，它無需記憶，無需找參考點(diǎn)， 而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位苣，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器 的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提髙了。5圖從單圈絕對(duì)值編碼器到女圈絕對(duì)值編碼器旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)值編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光電碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn) 動(dòng)超過360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對(duì)編碼唯一的原則，這樣的編碼只能 用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測(cè)量，稱為單圈絕對(duì)值編碼器。如果要測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍，就要用到多圈絕對(duì)值編碼器。編碼器生產(chǎn)廠家

4、運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過齒輪傳動(dòng)另 一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編 碼器的測(cè)量范用，這樣的絕對(duì)編碼器就稱為多圈式絕對(duì)編碼器，它同樣是由機(jī)械位置確左 編碼，每個(gè)位巻編碼唯一不重復(fù)，而無需記憶。多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在安裝 時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試難 度。3. 編碼器的信號(hào)輸出類型a）增量式編碼器的接線和輸出增量式編碼器一般使用A、B、Z三相輸出信號(hào)，外加+24V和0V： A、B輸出相位相差 90度的脈沖信號(hào)，Z相每圈輸出一個(gè)脈沖作為零點(diǎn)

5、信號(hào)。如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測(cè)速。A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測(cè)量。A、A-, B、B-,乙Z-連接，由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接，電流對(duì)于電纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng) 為6衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。增量式編碼器連接PLC上的FM350、FM450髙速計(jì)數(shù)模塊，通過累積訃算當(dāng)前位置。b）絕對(duì)值編碼器的接線和輸出絕對(duì)值編碼器接線上有時(shí)鐘信號(hào)C+、C-,數(shù)據(jù)信號(hào)D+、D-,外加+24V和0V：數(shù)據(jù)信 號(hào)發(fā)送的是二進(jìn)制或者格雷碼，大部分使用SSI同步串行通訊和DP通訊，傳輸距離短的話 也有使用并行通訊的。T=0.9Hus每個(gè)脈

6、沖周期n為編碼器總位數(shù) tl0.45us每個(gè)脈沖半周期t2W0.4us數(shù)據(jù)輸出延遲時(shí)間t3=1235us數(shù)據(jù)恢復(fù)（熄滅）時(shí)間SSI接口（RS422模式），以兩根數(shù)據(jù)線、兩 根時(shí)鐘線連接，由接收設(shè)備向編碼器發(fā)出 中斷的時(shí)鐘脈沖，絕對(duì)的位卷值由編碼器 與時(shí)鐘脈沖同步輸出至接收設(shè)備0 由接收設(shè)備發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)編碼器從高 位（MSB）開始輸出與時(shí)鐘信號(hào)同步的串行 信號(hào).SSI標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)當(dāng)不傳送信號(hào)時(shí)時(shí)鐘 和數(shù)據(jù)位均是高位在時(shí)鐘信號(hào)的第一個(gè)下 降沿編碼器的當(dāng)前值開始貯存從時(shí)鐘信 號(hào)上升沿開始經(jīng)T2延遲時(shí)間后，編碼器 數(shù)據(jù)信號(hào)開始傳送（3為恢復(fù)信號(hào)等待下 次傳送。絕對(duì)值編碼器連接PLC上的SM338模塊，每個(gè)模塊