伺服電機(jī)編碼器

1、伺服電機(jī)編碼器伺服電機(jī)編碼器是安裝在伺服電機(jī)上用來測量磁極位置和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器，從物理介質(zhì)的不同來分，伺服電機(jī)編碼器可以分為光電編碼器和 磁電編碼器，另外旋轉(zhuǎn)變壓器也算一種特殊的伺服編碼器， 市場上使用的基本上 是光電編碼器，不過磁電編碼器作為后起之秀，有可靠，便宜，抗污染等特點， 有趕超光電編碼器的趨勢。基本信息 中文名稱伺服電機(jī)編碼器 OC俞出三極管輸出 推挽輸出接口連接方便 分類abz uvw1原理目錄2輸出信號3分類4正余弦5維修更換6注意事項7選型注意8訂貨代碼原理伺服編碼器這個基本的功能與普通編碼器是一樣的， 比如絕對型的有A,A反，B, B反，Z, Z反等信號，除

2、此之外，伺服編碼器還有著跟普通編碼器不同的地方， 那就是伺服電機(jī)多數(shù)為同步電機(jī)，同步電機(jī)啟動的時候需要知道轉(zhuǎn)子的磁極位置， 這樣才能夠大力矩啟動伺服電機(jī)，這樣需要另外配幾路信號來檢測轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位 置，比如增量型的就有UVW?信號，正因為有了這幾路檢測轉(zhuǎn)子位置的信號， 伺 服編碼器顯得有點復(fù)雜了，以致一般人弄不懂它的道理了，加上有些廠家故意掩 遮一些信號，相關(guān)的資料不齊全，就更加增添了伺服電機(jī)編碼器的神秘色彩。由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的 正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄

3、的刻線， 其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有 一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級，塑料碼盤 是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。分辨率-編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分 度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度 510000線。輸出信號1、OC輸出：就是平常說的三極管輸出,連接需要考慮輸入阻抗和電路回路問題.2、電壓輸出：其實也是OC俞出一種格式，不過內(nèi)置了有源電路.3、推挽輸出：接口連接方便，不用考慮 NPN口 PNP問題.4、差動輸出：抗干擾好，傳輸距離遠(yuǎn)，大部分伺服編碼器采用這種輸

4、出 .分類增量編碼除了普通編碼器的 ABZ信號外，增量型伺服編碼器還有UVW1號，國產(chǎn) 和早期的進(jìn)口伺服大都采用這樣的形式，線比較多。增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖,通過計數(shù)設(shè)備來知道其位置,當(dāng)編碼器不動或 停電時，依靠計數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有 任何的移動，當(dāng)來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖， 不然，計數(shù)設(shè)備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的， 只有錯 誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點,編碼器每經(jīng)過參考點,將參考位置修正講計數(shù)設(shè)備的 記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此，在工控中就有每 次

5、操作先找參考點，開機(jī)找零等方法。比如，打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機(jī)，我們都能聽到嚅哩啪啦的一陣響，它在找參考零點，然后才工作。這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機(jī)找零（開機(jī)后就要知道準(zhǔn)確位置），于是就有了絕對編碼器的出現(xiàn)。絕對型旋轉(zhuǎn)光電編碼器，因其每一個位置絕對唯一、抗干擾、無需掉電記憶，已 經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長度測量和定位控制。絕對編碼器碼盤上有許多道刻線，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），這就稱為n

6、位絕對編 碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對編碼器由機(jī)械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點， 而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣， 編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。由于絕對編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于伺服電機(jī)上。絕對型編碼器因其高精度，輸出位數(shù)較多，如仍用并行輸出，其每一 位輸出信號必須確保連接很好，對于較復(fù)雜工況還要隔離，連接電纜芯數(shù)多，由 此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，絕對編碼器在多位數(shù)輸出型，一般均選用 用行輸出或總線型輸出，德國生產(chǎn)的絕對型編碼器用

7、行輸出最常用的是SSI（同步串行輸出）。從單圈絕對式編碼器到多圈絕對式編碼器 旋轉(zhuǎn)單圈絕對式編碼器，以轉(zhuǎn)動中測 量光碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動超過360度時，編碼又回到原點， 這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi) 的測量，稱為單圈絕對式編碼器。如果要測量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍，就要用到多 圈絕對式編碼器。編碼器生產(chǎn)廠家運用鐘表齒輪機(jī)械的原理,當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時，通過齒輪傳動另 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)大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器，它同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個位置編碼唯

8、一不重復(fù)，而無需記憶。多圈編碼器另一個優(yōu)點是由于測量范圍大， 實際使用往往富裕較多，這樣在安裝 時不必要費勁找零點，將某一中間位置作為起始點就可以了， 而大大簡化了安裝 調(diào)試難度。多圈式絕對編碼器在長度定位方面的優(yōu)勢明顯，歐洲新出來的伺服電 機(jī)基本上都采用多圈絕對值型編碼器。正余弦由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件 讀取，獲得四組正弦波信號組合成 A、R G D,每個正弦波相差90度相位差（相 對于一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定 信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。普通的正余弦編碼器具備一對正交的 sin ,

9、 cos 1Vp-p信號，相當(dāng)于方波信號的 增量式編碼器的AB正交信號，每圈會重復(fù)許許多多個信號周期，比如2048等；以及一個窄幅的對稱三角波Index信號，相當(dāng)于增量式編碼器的Z信號，一圈一 般出現(xiàn)一個；這種正余弦編碼器實質(zhì)上也是一種增量式編碼器。另一種正余弦編 碼器除了具備上述正交的sin、cos信號外，還具備一對一圈只出現(xiàn)一個信號周 期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信號，如果以C信號為sin ,則D信號為 cos,通過sin、cos信號的高倍率細(xì)分技術(shù)，不僅可以使正余弦編碼器獲得比原 始信號周期更為細(xì)密的名義檢測分辨率，比如 2048線的正余弦編碼器經(jīng)2048 細(xì)分后，就可以達(dá)到每

10、轉(zhuǎn)400多萬線的名義檢測分辨率，當(dāng)前很多歐美伺服廠家 都提供這類高分辨率的伺服系統(tǒng)，而國內(nèi)廠家尚不多見；此外帶C、D信號的正余弦編碼器的C、D信號經(jīng)過細(xì)分后，還可以提供較高的每轉(zhuǎn)絕對位置信息，比如 每轉(zhuǎn)2048個絕對位置，因此帶C、D信號的正余弦編碼器可以視作一種模擬式的 單圈絕對編碼器。9 g0 n9 正余弦伺服電機(jī)編碼器的優(yōu)點是不用采用高頻率的通訊即可讓伺服驅(qū)動器獲得高精度的細(xì)分，這樣降低了硬件要求，同時由于有單圈角度信號，可以讓伺服電 機(jī)啟動平穩(wěn)，啟動力矩大。維修更換對位麻煩是伺服編碼器維修和更換的技術(shù)難點，由于一般伺服電機(jī)廠家為了技術(shù) 保密和防止競爭對手仿制它們的產(chǎn)品，都不公開伺服編碼

11、器的磁極原點對位原理， 而且每家公司的伺服編碼器對位原理都不一樣， 這樣給伺服編碼器的維修帶來麻 煩，一般采用跟一臺好的編碼器比較的方法進(jìn)行破解， 這樣對一般維修公司是一 種大的挑戰(zhàn)，維修過程不再是傳統(tǒng)的萬用表能夠解決問題了， 需要采用數(shù)據(jù)域的 維修理念來進(jìn)行。另外修理過程中不要輕易拆開編碼器的碼盤和電路，不然可能好的東西都被搞壞了。注意事項安裝時不要給軸施加直接的沖擊。伺服電機(jī)編碼器軸與機(jī)器的連接， 應(yīng)使用柔性連接器。在軸上裝連接器時，不要 硬壓入。即使使用連接器，因安裝不良，也有可能給軸加上比允許負(fù)荷還大的負(fù) 荷，或造成撥芯現(xiàn)象，要特別注意。軸承壽命與使用條件有關(guān)，受軸承荷重的影響特別大。

12、如軸承負(fù)荷比規(guī)定荷重小， 可大大延長軸承壽命。不要將編碼器進(jìn)行拆解，這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產(chǎn)品不宜長期浸 在水、表面有水、油時應(yīng)擦拭干凈。振動加在編碼器上的振動，往往會成為誤脈沖發(fā)生的原因。因此，應(yīng)對設(shè)置場所、安 裝場所加以注意。每轉(zhuǎn)發(fā)生的脈沖數(shù)越多，旋轉(zhuǎn)槽圓盤的槽孔間隔越窄，越易受 到振動的影響。在低速旋轉(zhuǎn)或停止時，加在軸或本體上的振動使旋轉(zhuǎn)槽圓盤抖動， 可能會發(fā)生誤脈沖。配線連接 配線應(yīng)在電源OFF狀態(tài)下進(jìn)行，電源接通時，若輸出線接觸電源，則有時會 損壞輸出回路。 若配線錯誤，則有時會損壞內(nèi)部回路，所以配線時應(yīng)充分注意電源的極性等。若和高壓線、動力線并行配線，則有時會受到感應(yīng)造

13、成誤動作而損壞， 所以要 分離開另行配線。 延長電線時，應(yīng)在10m以下。并且由于電線的分布容量，波形的上升、下降 時間會較長，有問題時，采用施密特回路等對波形進(jìn)行整形。 為了避免感應(yīng)噪聲等，要盡量用最短距離配線。向集成電路輸入時，特別需要汪忠。電線延長時，因?qū)w電阻及線間電容的影響，波形的上升、下降時間加長，容 易產(chǎn)生信號間的干擾（用音），因此應(yīng)用電阻小、線間電容低的電線（雙絞線、屏 蔽線）。選型注意1 .伺服電機(jī)的外形尺寸:38MM,58MM,66MM,80MM.100MM.2 .伺服電機(jī)編碼器分為：單圈，多圈。3 .伺服電機(jī)編碼器按原理分為：磁絕對值編碼器，光電絕對值編碼器4 .伺服電機(jī)編碼器出線方式分為：側(cè)出線，后出線5 .伺服電機(jī)編碼器軸分為：6MM,8MM,10MM,12MM,14MM,25MM.6 .伺服電機(jī)編碼器分為：軸，盲孔，通孔。7 .伺服電機(jī)編碼器防護(hù)分為：IP54-68.8 .安裝方式分為：夾緊法蘭、同步法蘭、夾緊帶同步法蘭、盲孔（彈簧片，抱緊）、 通孔（彈簧片，鍵