HEIDENHAIN用于伺服驅(qū)動(dòng)的編碼器

1、 本樣本不是海德漢公司全線產(chǎn)品的介紹。 它只適用于為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)選擇編碼器。 選型表提供了海德漢公司所有應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的編碼器概要信息以及最重要的技術(shù)參數(shù)信息。技術(shù)特性說(shuō)明提供了應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)編碼器、角度編碼器和直線光柵尺的基本信息。安裝信息和詳細(xì)技術(shù)參數(shù)信息提供了專為驅(qū)動(dòng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的旋轉(zhuǎn)編碼器信息。其它旋轉(zhuǎn)編碼器信息,參見(jiàn)其它產(chǎn)品樣本。 有關(guān)選型表中的直線光柵尺和角度編碼器的安裝、技術(shù)參數(shù)和尺寸信息,詳見(jiàn)相應(yīng)的產(chǎn)品樣本。其它產(chǎn)品樣本樣本旋轉(zhuǎn)編碼器包括:增量式旋轉(zhuǎn)編碼器 ERN,ROD絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器ECN,EQN,ROC,ROQ 樣本內(nèi)置軸承角度編碼器包括: 增量式角度編碼器 RON,R

2、PN,ROD 絕對(duì)式角度編碼器 RCN 產(chǎn)品信息 ERM 200包括:增量式模塊化磁柵編碼器樣本 敞開(kāi)式直線光柵尺包括:增量式直線光柵尺 LIP,PP,LIF,LIDA樣本直線光柵尺 適用于NC數(shù)控機(jī)床包括:增量式直線光柵尺 LB,LF,LS 絕對(duì)式直線光柵尺 LC樣本無(wú)內(nèi)置軸承角度編碼器包括:增量式角度編碼器 ERA,ERP本樣本是以前樣本的替代版,所有以前版本均不再有效。訂購(gòu)海德漢公司的產(chǎn)品僅以訂購(gòu)時(shí)有效的樣本為準(zhǔn)。產(chǎn)品遵循的標(biāo)準(zhǔn)(ISO,EN等,請(qǐng)見(jiàn)樣本中的標(biāo)注。 目錄 4適用于伺服驅(qū)動(dòng)的編碼器伺服驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)需要用測(cè)量系統(tǒng)為位置和速度控制單元提供反饋信息和電子換向信號(hào)。編碼器性能對(duì)電

3、機(jī)的重要特性具有決定性影響,例如: 定位精度 速度穩(wěn)定性 帶寬,它決定對(duì)驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)的響應(yīng)速度和抗干擾性能 功率損失 尺寸 噪聲數(shù)字位置和速度控制系統(tǒng)海德漢公司為旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)提供全方位的產(chǎn)品選擇: 帶或不帶換向刻軌的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器和絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器 增量式和絕對(duì)式角度編碼器 增量式和絕對(duì)式直線光柵尺旋轉(zhuǎn)編碼器 5角度編碼器“數(shù)字”驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)(數(shù)字位置和速度控制本樣本所列的所有海德漢公司的編碼器都能方便地使電機(jī)制造商進(jìn)行安裝,而且安裝和接線成本低。用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的編碼器都具有總長(zhǎng)短的優(yōu)點(diǎn)。有些特別設(shè)計(jì)的編碼器還具有通常由限位開(kāi)關(guān)這類安全設(shè)備提供的功能。直線光柵尺概要 6選型表說(shuō)明以下幾

4、頁(yè)所列的選型表適用于各種電機(jī)結(jié)構(gòu)。編碼器尺寸和輸出信號(hào)與特定電機(jī)類型(直流或交流有關(guān)。安裝在電機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用于強(qiáng)制通風(fēng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)編碼器可安裝在電機(jī)外殼上也可安裝在電機(jī)內(nèi)。由于這樣將使編碼器長(zhǎng)期暴露在未經(jīng)過(guò)濾的強(qiáng)力對(duì)流空氣中,所以必須具有很好的防護(hù)措施,例如達(dá)到IP 64或更高等級(jí)。允許的工作溫度幾乎不會(huì)超過(guò)100°C。選型表提供了以下信息 高固有頻率的安裝式定子聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)編碼器,對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶寬沒(méi)有任何限制 分離式聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)編碼器特別適用于絕緣安裝場(chǎng)合 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器提供高質(zhì)量正弦輸出信號(hào),適用于數(shù)字速度控制 純數(shù)字傳輸或帶附加正弦增量信號(hào)的絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器 TTL或HT

5、L兼容輸出信號(hào)的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器參見(jiàn)第8頁(yè)“選型表”內(nèi)置在電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)沒(méi)有獨(dú)立通風(fēng)的電機(jī),旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在電機(jī)殼上。這種結(jié)構(gòu)對(duì)編碼器沒(méi)有很高的防護(hù)要求。但是,電機(jī)殼內(nèi)的工作溫度能達(dá)到100 °C 以上。選型表提供了以下信息 工作溫度可達(dá)120°C的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器和工作溫度可達(dá)115°C的絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器 高固有頻率的安裝式定子聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)編碼器,對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶寬沒(méi)有任何限制 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器,高質(zhì)量正弦輸出信號(hào)的數(shù)字控制系統(tǒng),包括工作在溫度較高的環(huán)境中 純數(shù)字傳輸或帶附加正弦增量信號(hào)的絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器帶附加的換向信號(hào),用于同步電機(jī) TT

6、L兼容輸出信號(hào)的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器參見(jiàn)第10頁(yè)“選型表” 7內(nèi)置在電機(jī)或空心軸電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)編碼器和角度編碼器應(yīng)用于這些電機(jī)的旋轉(zhuǎn)編碼器和角度編碼器采用空心軸結(jié)構(gòu),方便電源線穿過(guò)電機(jī)軸和編碼器軸。根據(jù)應(yīng)用條件,編碼器必須具有IP 66防護(hù)等級(jí)(例如采用光學(xué)掃描原理的模塊式編碼器,機(jī)床必須為編碼器提供污染防護(hù)能力。選型表提供了以下信息 鋼光柵鼓為測(cè)量基準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)編碼器,軸速可達(dá)42 000 min -1 內(nèi)置軸承的編碼器帶定子聯(lián)軸器或模塊化結(jié)構(gòu) 高質(zhì)量絕對(duì)式及/或增量式輸出信號(hào)的編碼器 具有優(yōu)良加速性能的編碼器,用于寬帶寬控制環(huán)應(yīng)用參見(jiàn)第12頁(yè)“選型表”直線電機(jī)的直線光柵尺直線電機(jī)的直線光柵尺為位置控

7、制單元和速度控制單元提供實(shí)際值信息。因此,它構(gòu)成直線驅(qū)動(dòng)伺服功能的基礎(chǔ)。推薦用于該應(yīng)用的直線光柵尺需具有: 沿測(cè)量方向加速時(shí)位置偏差小 能承受較高橫向加速度和振動(dòng) 能適應(yīng)高速應(yīng)用 能提供高質(zhì)量正弦增量信號(hào)敞開(kāi)式直線光柵尺特點(diǎn)有: 精度高 移動(dòng)速度快 非接觸掃描,即讀數(shù)頭頭與光柵尺間無(wú)摩擦敞開(kāi)式直線光柵尺適用于干凈環(huán)境,例如用于測(cè)量機(jī)或半導(dǎo)體工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備。參見(jiàn)第14頁(yè)“選型表”封閉式直線光柵尺特點(diǎn)有: 防護(hù)等級(jí)高 安裝簡(jiǎn)單因此,封閉式直線光柵尺是用于空氣中有液體和顆粒應(yīng)用環(huán)境的理想選擇,例如機(jī)床。參見(jiàn)第16頁(yè)“選型表” 8選型指南安裝在電機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器 防護(hù)等級(jí):可達(dá)IP 64(IEC 60

8、 529編碼器內(nèi)5/10倍細(xì)分后 9 10選型指南內(nèi)置在電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)編碼器 防護(hù)等級(jí):可達(dá)IP 40(IEC 60 529 1編碼器內(nèi)5/10/20/25倍細(xì)分后11 12可根據(jù)需要提供連接Fanuc和Mitsubishi控制系統(tǒng)的接口 可根據(jù)需要提供非整圓版選型指南內(nèi)置在電機(jī)中和空心軸電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)編碼器和角度編碼器 13 14線性誤差補(bǔ)償后選型指南適用于直線驅(qū)動(dòng)的敞開(kāi)式直線光柵尺 15 16按照安裝說(shuō)明安裝后2 可根據(jù)需要提供連接Fanuc和Mitsubishi控制系統(tǒng)的接口 3取決于適配電纜選型指南適用于直線驅(qū)動(dòng)的封閉式直線光柵尺 防護(hù)等級(jí):IP 53至IP 641(EN 60 529 1

9、7 18適用于三相交流電機(jī)和直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)編碼器和角度編碼器 一般信息速度穩(wěn)定性為保證平順的驅(qū)動(dòng)性能,編碼器的每圈測(cè)量步距數(shù)必須很大。為此,海德漢特別開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了每圈能輸出足夠信號(hào)周期數(shù)的編碼器,以滿足速度穩(wěn)定性要求。海德漢公司內(nèi)置軸承和定子聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)和角度編碼器具有非常優(yōu)良的性能:在一定公差范圍內(nèi)的不同軸度(參見(jiàn)“技術(shù)參數(shù)”不會(huì)造成任何位置誤差也不會(huì)影響速度穩(wěn)定性。低速時(shí),編碼器的單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差影響速度穩(wěn)定性。采用純串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木幋a器,其LSB(最低有效位影響速度穩(wěn)定性。(參見(jiàn)“測(cè)量精度”。測(cè)量信號(hào)的傳輸為確保數(shù)字控制電機(jī)具有盡可能高的動(dòng)態(tài)性能,速度控制單元的采樣時(shí)間不能超過(guò)256

10、µs。因此,位置控制單元和速度控制單元將位置反饋值提供給控制系統(tǒng)的延遲時(shí)間必須盡可能短。為滿足位置值通過(guò)串行數(shù)據(jù)傳輸方式從編碼器傳給控制系統(tǒng)的時(shí)間要求,必須采用高時(shí)鐘頻率(參見(jiàn)“接口:絕對(duì)位置值”。海德漢公司應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的編碼器通過(guò)高速純串行EnDat 2.2接口傳輸位置值或通過(guò)傳輸附加增量信號(hào),使信號(hào)無(wú)延遲地提供給速度和位置控制系統(tǒng)中的信號(hào)處理電路。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),制造商主要使用海德漢公司無(wú)內(nèi)置軸承的絕對(duì)式編碼器(ECI/EQI或兼容TTL 或HTL 輸出信號(hào)的旋轉(zhuǎn)編碼器,以及用于永磁直流電機(jī)的附加換向信號(hào)。對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求高的機(jī)床數(shù)字速度控制單元,每圈的測(cè)量步距數(shù)通常高于500

11、000個(gè)。對(duì)帶解算器的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用,每圈的測(cè)量步距數(shù)達(dá)60 000個(gè)就足夠了。對(duì)采用數(shù)字位置和速度控制技術(shù)的電機(jī)驅(qū)動(dòng),海德漢公司的編碼器可提供1 V PP 電平信號(hào)的正弦增量信號(hào),由于信號(hào)質(zhì)量高,因此可在后續(xù)信號(hào)處理電路中進(jìn)行高倍頻細(xì)分(圖1。例如,每圈2 048個(gè)信號(hào)周期的旋轉(zhuǎn)編碼器在后續(xù)信號(hào)處理電路中進(jìn)行1 024倍或4 096倍細(xì)分處理后就能在一圈內(nèi)分別產(chǎn)生2或8百萬(wàn)個(gè)測(cè)量步距。相當(dāng)于23 bit的分辨率。即使軸速達(dá)到12 000 min -1,信號(hào)達(dá)到控制系統(tǒng)輸入電路時(shí)的頻率也只有約400 kHz(圖2。1 V PP 的增量信號(hào)允許的電纜長(zhǎng)度可達(dá)150米。 (參見(jiàn)“增量信號(hào)1 V

12、PP ”圖1:每圈信號(hào)周期數(shù)和每圈測(cè)量步距數(shù)與細(xì)分倍數(shù)的關(guān)系。 海德漢公司用于“數(shù)字”驅(qū)動(dòng)電機(jī)的絕對(duì)式編碼器還提供附加正弦增量信號(hào),增量信號(hào)特性與上文說(shuō)明相同。海德漢公司的絕對(duì)式編碼器接口為EnDat(En coder Dat a,通過(guò)串行傳輸絕對(duì)位置值信息和其它自動(dòng)配置、監(jiān)測(cè)和診斷信息。(參見(jiàn)“絕對(duì)位置值-EnDat ”。 因此,海德漢公司所有編碼器可以使用相同的后續(xù)信號(hào)處理設(shè)備和電纜連接技術(shù)。絕大多數(shù)絕對(duì)式編碼器在編碼器內(nèi)已將正弦信號(hào)細(xì)分了4 096倍以上。如果絕對(duì)位置值的傳輸速度足夠快(例如通過(guò)2 MHz時(shí)鐘頻率的EnDat 2.1或8 MHz的EnDat 2.2,那么這樣的系統(tǒng)不需要對(duì)

13、增量信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分處理。這種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:傳輸路徑抗噪性能高和接頭和電纜成本低。EnDat 2.2接口編碼器還提供了一個(gè)功能,它能處理外部溫度傳感器信號(hào),例如電機(jī)線圈處的溫度傳感器。數(shù)字化的溫度測(cè)量值也通過(guò)EnDat 2.2協(xié)議傳輸,沒(méi)有附加電纜線。 帶寬位置和速度控制環(huán)可獲得的放大倍數(shù)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)響應(yīng)指令的帶寬和控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性受限于電機(jī)軸和編碼器間的連接剛性和聯(lián)軸器的固有頻率。為此,海德漢公司的旋轉(zhuǎn)編碼器和角度編碼器采用高剛性的聯(lián)軸器。安裝在編碼器上的定子聯(lián)軸器的固有頻率高,最高可達(dá)2 kHz。對(duì)感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)編碼器,定子和轉(zhuǎn)子通過(guò)螺栓固定在電機(jī)殼和軸上。也就是說(shuō)電機(jī)軸的剛性對(duì)固有

14、頻率的高低具有決定性影響。(參見(jiàn)“機(jī)械結(jié)構(gòu)和安裝”。功能安全純串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木幋a器(訂購(gòu)標(biāo)識(shí)EnDat 22符合IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)的安全技術(shù)要求。這些編碼器可以方便地安裝在新型機(jī)床、電機(jī)驅(qū)動(dòng)或設(shè)備上。(參見(jiàn)“技術(shù)信息安全性位置測(cè)量系統(tǒng)”。尺寸支持的工作溫度越高,特定額定扭矩下允許的電機(jī)尺寸越小。由于電機(jī)溫度影響編碼器溫度,海德漢公司的編碼器的工作溫度允許高達(dá)120°C 。因此,這些編碼器允許機(jī)器選用更小的電機(jī)。功耗和噪聲電機(jī)在工作中的功耗和因此所帶來(lái)的發(fā)熱及其噪聲與編碼器單信號(hào)周期內(nèi)的位置誤差有關(guān)。為此,最好選用信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)于信號(hào)周期± 1%的旋轉(zhuǎn)編碼器。(參見(jiàn)“測(cè)量精度

15、”。19圖2:軸速和輸出頻率與每圈信號(hào)周期數(shù)的關(guān)系 20適用于直線驅(qū)動(dòng)的直線光柵尺 一般信息直線光柵尺的選型原則只要特定機(jī)器環(huán)境中的污染程度允許使用光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)或需要相對(duì)較高的測(cè)量精度,例如高精密機(jī)床和測(cè)量設(shè)備或半導(dǎo)體工業(yè)用的檢測(cè)設(shè)備,海德漢建議選用敞開(kāi)式直線光柵尺。如果機(jī)床使用冷卻液和潤(rùn)滑液,海德漢建議選用封閉式直線光柵尺。相對(duì)敞開(kāi)式直線光柵尺,封閉式直線光柵尺對(duì)安裝面和機(jī)床導(dǎo)軌精度的要求相對(duì)低一些,因此安裝速度更快。速度穩(wěn)定性為確保伺服驅(qū)動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn),直線光柵尺必須具有與給定速度控制范圍相適應(yīng)的分辨率: 對(duì)一般操作設(shè)備,數(shù)微米的分辨就足夠高。 機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)需要的分辨率不低于0.1 µ

16、;m 半導(dǎo)體工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備需要的分辨率只有幾納米。低速運(yùn)動(dòng)時(shí),單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差對(duì)直線電機(jī)的速度穩(wěn)定性具有決定性影響。(參見(jiàn)“測(cè)量精度”。運(yùn)動(dòng)速率敞開(kāi)式直線光柵尺工作時(shí),讀數(shù)頭和光柵尺間為非接觸。最高允許的運(yùn)動(dòng)速度僅受輸出信號(hào)的截止頻率(-3 dB限制。對(duì)封閉式直線光柵尺,讀數(shù)頭由滾珠軸承導(dǎo)向沿光柵尺運(yùn)動(dòng)。密封條保護(hù)光柵尺和讀數(shù)頭不被污染。滾珠軸承和密封條的允許機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度最高為180 m/min 。信號(hào)周期和測(cè)量步距與細(xì)分倍數(shù)的關(guān)系 測(cè)量信號(hào)的傳輸 以上有關(guān)旋轉(zhuǎn)編碼器和角度編碼器信號(hào)傳輸信息基本上都適用于直線光柵尺。例如,如果需要0.01 m/min以上的運(yùn)動(dòng)速度以及250 µs

17、的采樣時(shí)間,并假定一個(gè)采樣周期至少應(yīng)改變一個(gè)測(cè)量步距,那么測(cè)量步距大約為0.04 µm。為避免對(duì)后續(xù)信號(hào)處理電子設(shè)備提出特殊要求,輸入頻率應(yīng)限制在1 MHz以下。因此,正弦輸出信號(hào)的直線光柵尺最適用于運(yùn)動(dòng)速度快、測(cè)量步距小的應(yīng)用。1 V PP 正弦電壓信號(hào)可獲得約200 kHz頻率的-3 dB截止頻率,而且允許的電纜長(zhǎng)度可達(dá)150 m。下圖為直線光柵尺輸出信號(hào)、運(yùn)動(dòng)速度和信號(hào)周期間關(guān)系。即使信號(hào)周期只有4 µm 和運(yùn)動(dòng)速度達(dá)70 m/min,頻率只有300 kHz。帶寬如果直線電機(jī)的連接剛性不好,將限制位置控制環(huán)的帶寬。直線光柵尺在機(jī)床上的安裝方式對(duì)連接剛性具有重大影響。(

18、參見(jiàn)“結(jié)構(gòu)類型和裝配”。對(duì)封閉式直線光柵尺,讀數(shù)頭沿光柵尺運(yùn)動(dòng)。連接器連接讀數(shù)頭和安裝塊并補(bǔ)償光柵尺和機(jī)床導(dǎo)軌間的不對(duì)正誤差。它允許安裝公差相對(duì)較大。連接器沿測(cè)量方向的剛性很大,在垂直方向又具有一定柔性。如果連接器沿測(cè)量方向的剛性不足,將導(dǎo)致位置和速度控制環(huán)的固有頻率低,從而限制了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶寬。海德漢推薦用于直線電機(jī)的封閉式直線光柵尺連接器沿測(cè)量方向的固有頻率通常高于650 Hz或2 kHz ,這幾乎高于所有機(jī)床的機(jī)械固有頻率和速度控制環(huán)帶寬的5到10倍。因此,海德漢公司用于直線電機(jī)的直線光柵尺對(duì)位置和速度控制環(huán)幾乎沒(méi)有任何限制。 運(yùn)動(dòng)速度和輸出頻率與信號(hào)周期間關(guān)系 更多有關(guān)直線驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的直

19、線光柵尺信息,參見(jiàn)“敞開(kāi)式直線光柵尺”和“直線光柵尺用于NC數(shù)控機(jī)床”樣本。21 22測(cè)量原理 測(cè)量基準(zhǔn)海德漢公司的光學(xué)掃描型光柵尺或編碼器的測(cè)量基準(zhǔn)都是周期刻線-光柵。這些光柵刻在玻璃或鋼材基體上。大直徑光柵尺的基體為鋼帶。這些精密光柵通過(guò)多種光刻工藝制造。光柵的制造方式有: 在玻璃或鍍金鋼鼓上鍍硬鉻線, 在鍍金鋼帶上蝕刻線條,或者 在玻璃或鋼材基體上蝕刻三維結(jié)構(gòu)圖案。海德漢公司開(kāi)發(fā)的光刻工藝生產(chǎn)的典型柵距為40 µm至4 µm。這些光刻工藝制作的光柵柵距非常小,而且線條邊緣清晰和均勻。再加上光電掃描法,這些邊緣清晰的刻線是輸出高質(zhì)量信號(hào)的關(guān)鍵。母版光柵采用海德漢公司定制

20、的精密刻線機(jī)制造。磁柵編碼器采用可磁化的合金鋼作磁柵基體材料。由北極和南極構(gòu)成400 µm的柵距。由于電磁相互作用的距離非常小而且要求很小的掃描間隙,要實(shí)現(xiàn)更小柵距的磁柵不現(xiàn)實(shí)。采用感應(yīng)掃描原理的編碼器為銅材光柵。這種光柵刻在印刷電路板的基體材料上。絕對(duì)測(cè)量法是指編碼器通電時(shí)就可立即得到位置值并隨時(shí)供后續(xù)信號(hào)處理電子設(shè)備讀取。無(wú)需移動(dòng)軸執(zhí)行參考點(diǎn)回零操作。絕對(duì)位置信息通過(guò)讀取刻線碼盤(pán)上的光柵獲取,這個(gè)光柵由系列編碼結(jié)構(gòu)或多條平行光柵軌組成。用單獨(dú)的增量信號(hào)軌或柵距更小的光柵軌通過(guò)細(xì)分提供位置值,并同時(shí)生成可選的增量信號(hào)。單圈編碼器的絕對(duì)位置值信息每轉(zhuǎn)一圈重復(fù)一次。多圈編碼器的每轉(zhuǎn)位置

21、信息都不相同。絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器的刻線碼盤(pán)增量測(cè)量法的光柵由周期性刻線組成。通過(guò)計(jì)算自某點(diǎn)開(kāi)始的增量數(shù)(測(cè)量步距數(shù)獲得位置信息。由于必須用絕對(duì)參考點(diǎn)確定位置值,因此在圓光柵尺上還有一個(gè)參考點(diǎn)軌。 參考點(diǎn)確定的絕對(duì)位置值可以精確到一個(gè)測(cè)量步距。必須通過(guò)掃描參考點(diǎn)建立絕對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)或確定上次選擇的原點(diǎn)。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的圓光柵 23掃描方法光電掃描海德漢公司大多數(shù)光柵尺或編碼器采用光電掃描原理。對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)的光電掃描為非接觸掃描,因此無(wú)磨損。這種光電掃描方法能檢測(cè)到非常細(xì)的線條,通常不超過(guò)幾微米寬,而且能生成很小信號(hào)周期的輸出信號(hào)。ERN、ECN、EQN、ERO和ROD、RCN、RQN旋轉(zhuǎn)編碼器采用成像掃

22、描原理。簡(jiǎn)單地說(shuō)成像掃描原理是用透射光生成信號(hào):兩個(gè)具有相同柵距的光柵尺和讀數(shù)頭彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。掃描掩膜的基體是透明的,而作為測(cè)量基準(zhǔn)的光柵尺可以是透明的也可以是反射的。當(dāng)平行光穿過(guò)一個(gè)光柵時(shí),在一定距離處形成明/暗區(qū)。具有相同柵距的掃描光柵就位于這個(gè)位置處。當(dāng)兩個(gè)光柵相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)光柵尺的光得到調(diào)制。如果狹縫對(duì)齊,光線通過(guò)。如果一個(gè)光柵的刻線與另一個(gè)光柵的狹縫對(duì)齊,光線無(wú)法通過(guò)。光電池將這些光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)化成正弦電信號(hào)。如果成像掃描的光柵尺或編碼器柵距在10 µm或10 µm以上,編碼器的安裝公差相對(duì)寬松。其它掃描原理有些編碼器采用其它掃描方法。ERM編碼器采用永磁的MAGN

23、ODUR磁柵,它用磁柵傳感器掃描。ECI/EQI旋轉(zhuǎn)編碼器采用感應(yīng)式測(cè)量原理。運(yùn)動(dòng)的柵條調(diào)制高頻信號(hào)的幅值和相位。位置值通過(guò)對(duì)圓周上分布的所有接收線圈采樣獲得。成像掃描原理的光電掃描基于高質(zhì)量掃描原理的ECN 1325和EQN 1337絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器使用大面積光電池,不再使用多個(gè)分立的光電池。光電池的寬度與測(cè)量基準(zhǔn)光柵相同。因此無(wú)需使用掃描掩膜匹配光柵結(jié)構(gòu)。 24位置編碼器的電子換向永磁三相電機(jī)的換向永磁三相電機(jī)啟動(dòng)前,必須有電子換向的絕對(duì)位置值信息。海德漢公司的旋轉(zhuǎn)編碼器提供多種轉(zhuǎn)子位置識(shí)別方法: 絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器的單圈和多圈版本在通電時(shí)能立即提供絕對(duì)位置信息。因此能立即提供準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置

24、,將其用于電子換向。 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器還有另一個(gè)刻軌-Z1刻軌-它除了提供增量信號(hào)外,電機(jī)軸每轉(zhuǎn)一周還提供一個(gè)正弦和一個(gè)余弦信號(hào)(C 和D。對(duì)正弦換向,帶Z1刻軌的旋轉(zhuǎn)編碼器只需要一個(gè)細(xì)分單元和一個(gè)多路復(fù)用器,使Z1刻軌提供的精度達(dá)± 5°的轉(zhuǎn)子絕對(duì)位置值和用增量信號(hào)刻軌為速度和位置控制系統(tǒng)提供位置信息(參見(jiàn)“接口-換向信號(hào)”。 帶條塊換向刻軌的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器也輸出三個(gè)換向信號(hào)I、II和III,用于直接驅(qū)動(dòng)供電電路。這些編碼器的換向軌有多種。典型版的換向軌在每次換向時(shí)和每周提供3個(gè)信號(hào)周期(120°機(jī)械角或4個(gè)信號(hào)周期(90°機(jī)械角。這些信號(hào)彼此相互獨(dú)

25、立,增量式方波信號(hào)用于位置和速度控制系統(tǒng)。(參見(jiàn)“接口-換向信號(hào)”。同步直線電機(jī)的換向如同絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)和角度編碼器,LC系列絕對(duì)式直線光柵尺也能在通電時(shí)立即提供電機(jī)運(yùn)動(dòng)零件的準(zhǔn)確位置。因此即使電機(jī)靜止不動(dòng),它也能在最大載荷作用下啟動(dòng)。帶系列編碼軌和增量信號(hào)軌的圓光柵帶Z1刻軌的圓光柵帶條塊換向軌的圓光柵必須注意編碼器的啟動(dòng)特性(參見(jiàn)“一般電氣信息”。 25直線光柵尺精度的量化影響數(shù)據(jù),參見(jiàn)“直線光柵尺用于NC數(shù)控機(jī)床”和“敞開(kāi)式直線光柵尺”樣本。角度測(cè)量精度主要取決于: 1. 光柵質(zhì)量 2. 掃描質(zhì)量3. 信號(hào)處理電路質(zhì)量4. 光柵尺相對(duì)軸承的偏心量5. 軸承徑向誤差造成的誤差6. 編碼器軸和其

26、聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)軸的彈性7. 定子聯(lián)軸器(ERN,ECN,EQN或聯(lián)軸器(ROD,ROC,ROQ的彈性在定位應(yīng)用中,角度測(cè)量精度決定旋轉(zhuǎn)軸的定位精度?！凹夹g(shù)參數(shù)”中的系統(tǒng)精度是指溫度為20°C時(shí)它的其定義為:一個(gè)位置的總偏差的極限值相對(duì)其平均值不超過(guò)系統(tǒng)精度± a.。 對(duì)內(nèi)置軸承和內(nèi)置定子聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)編碼器,該值也包括聯(lián)軸器造成的誤差。 對(duì)內(nèi)置軸承分離式聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)編碼器,還必須加上聯(lián)軸器的角度誤差。 對(duì)無(wú)內(nèi)置軸承的旋轉(zhuǎn)編碼器,必須將安裝誤差、驅(qū)動(dòng)軸軸承誤差和讀數(shù)頭調(diào)整誤差累加到系統(tǒng)誤差中(參見(jiàn)下頁(yè)。系統(tǒng)精度反映了一周內(nèi)位置誤差和也反映單信號(hào)周期內(nèi)的位置誤差。一圈內(nèi)位置誤差對(duì)大

27、角度運(yùn)動(dòng)非常明顯。單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差對(duì)小角度運(yùn)動(dòng)和重復(fù)測(cè)量很明顯。特別是,它將導(dǎo)致轉(zhuǎn)速控制環(huán)的速度波動(dòng)。海德漢帶內(nèi)置軸承的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的正弦信號(hào)細(xì)分后精度優(yōu)于信號(hào)周期的± 1 %。例如每圈2 048個(gè)正弦輸出信號(hào)的旋轉(zhuǎn)編碼器:一個(gè)信號(hào)周期大約相當(dāng)于600"。那么一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的最大位置偏差大約為± 6"。編碼器單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差對(duì)基于兩個(gè)連續(xù)采樣周期的速度計(jì)算結(jié)果一定有影響。編碼器的單圈內(nèi)位置誤差僅在計(jì)算單圈內(nèi)極少幾個(gè)實(shí)際位置時(shí)才對(duì)速度控制環(huán)有影響。例如:采樣時(shí)間為250 µs和轉(zhuǎn)速n 24 000 min -1,每圈的采樣數(shù)只有10個(gè)。

28、溫度達(dá)120°C(電機(jī)的典型溫度對(duì)海德漢公司的編碼器造成的位置誤差很小。方波輸出信號(hào)的編碼器的位置誤差大約只有信號(hào)周期的± 3%。這些信號(hào)適用于100倍的鎖相環(huán)細(xì)分電路。測(cè)量精度 26測(cè)量精度無(wú)內(nèi)置軸承的旋轉(zhuǎn)編碼器光電掃描旋轉(zhuǎn)編碼器除了系統(tǒng)精度外,無(wú)內(nèi)置軸承光電掃描的旋轉(zhuǎn)編碼器的讀數(shù)頭安裝和調(diào)整對(duì)精度有重大影響。特別是安裝的偏心量和驅(qū)動(dòng)軸的徑向跳動(dòng)對(duì)精度的影響十分顯著。例如ERO 1420型旋轉(zhuǎn)編碼器的刻線碼盤(pán)平均直徑為24.85 mm:被測(cè)軸徑向跳動(dòng)為0.02 mm將使軸轉(zhuǎn)一圈的位置誤差達(dá)± 330角秒。為計(jì)算無(wú)內(nèi)置軸承模塊式旋轉(zhuǎn)編碼器的精度(ERO,必須分別考

29、慮每個(gè)顯著誤差。1. 光柵的方向偏差ERO:“技術(shù)參數(shù)”中給出的相對(duì)平均值的方向偏差極限值是該型號(hào)編碼器的光柵精度。光柵精度和單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差構(gòu)成系統(tǒng)精度。2. 光柵尺與軸承偏心造成的誤差正常情況下,圓光柵/輪轂總成在安裝后,軸承存在一定徑向偏差或幾何誤差。用輪轂的定心環(huán)定心時(shí),請(qǐng)注意海德漢保證本樣本中所列的編碼器的光柵碼盤(pán)與定心環(huán)的偏心量不超過(guò)5 µm。對(duì)模塊式旋轉(zhuǎn)編碼器,這個(gè)精度值是以驅(qū)動(dòng)軸與“主軸”直徑差為零作前提條件的。如果定心環(huán)定心在軸承上,那么最壞的情況是兩個(gè)偏心矢量疊加在一起。不同偏心值e造成的測(cè)量偏差與光柵碼盤(pán)平均直徑D的關(guān)系 =測(cè)量誤差,單位為秒(角秒e=徑向光

30、柵與軸承間偏心量,單位為µmD=光柵碼盤(pán)平均直徑,單位為mm型號(hào) 光柵碼盤(pán)平均直徑D每1 µm偏心量的誤差ERO 1420ERO 1470ERO 1480D = 24.85 mm ± 16.5"ERO 1225ERO 1285D = 38.5 mm ± 10.7"ERO 1324ERO 1384D = 60.5 mm ± 6.8"3. 軸承徑向誤差造成的誤差測(cè)量誤差關(guān)系式也適用于軸承徑向誤差情況,只是將e值用偏心值取代,即徑向誤差的一半(顯示值的一半。軸承徑向載荷也會(huì)引起類似的誤差。4. 單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差u所有

31、海德漢編碼器讀數(shù)頭都被調(diào)整至使單信號(hào)周期內(nèi)的最大位置誤差不超過(guò)下表所列的誤差值,安裝時(shí)無(wú)需進(jìn)一步進(jìn)行電氣調(diào)整。型號(hào) 單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差uTTL 1 VPPERO 50002048150010241000512± 8.0"± 19.0"± 26.0"± 38.0"± 40.0"± 76.0"± 2.7"± 6.5"± 8.7"± 13.0"± 14.0"± 25.0&

32、quot;單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差值已包括在系統(tǒng)精度內(nèi)。如果超出安裝公差,將導(dǎo)致更大誤差。感應(yīng)掃描旋轉(zhuǎn)編碼器無(wú)內(nèi)置軸承感應(yīng)式掃描旋轉(zhuǎn)編碼器可實(shí)現(xiàn)的精度取決于電源、溫度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子與定子間間隙以及安裝質(zhì)量。只要能滿足工作參數(shù)和安裝公差要求,“技術(shù)參數(shù)”中的系統(tǒng)精度已考慮了所有影響因素。測(cè)量誤差與光柵碼盤(pán)平均直徑D和偏心量e間的函數(shù)關(guān)系。M 光柵碼盤(pán)圓心“理論”角度' 被測(cè)角度27偏心量e、光柵碼盤(pán)平均直徑D和測(cè)量誤差間關(guān)系為(參見(jiàn)下圖:=± 412·eD 28機(jī)械結(jié)構(gòu)類型和裝配內(nèi)置軸承和定子聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)編碼器ECN/EQN/ERN 系列旋轉(zhuǎn)編碼器有內(nèi)置軸承和安裝式定子聯(lián)軸

33、器。編碼器軸直接連接被測(cè)量軸。軸角加速期間,定子聯(lián)軸器必須只吸收軸承摩擦所導(dǎo)致的扭矩。因此,ECN/EQN/ERN系列旋轉(zhuǎn)編碼器動(dòng)態(tài)性能好和固有頻率高。定子聯(lián)軸器優(yōu)點(diǎn): ExN 1300和ExN 1100系列旋轉(zhuǎn)編碼器在軸與定子殼間無(wú)軸向安裝誤差 聯(lián)軸器固有頻率高 聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)剛性高 裝配或安裝空間要求低 安裝簡(jiǎn)單安裝ECN/EQN/ERN 1100和ECN/EQN/ERN 1300旋轉(zhuǎn)編碼器的盲孔軸或錐度軸在軸端用中心螺紋連接被測(cè)軸。編碼器通過(guò)空心軸或錐度軸定心在電機(jī)軸上。編碼器定子通過(guò)軸向緊固固定在定位孔中。安裝ERN 1000用盲孔軸將旋轉(zhuǎn)編碼器滑入被測(cè)軸,用兩只螺栓或三個(gè)偏心夾固定。用四

34、只螺栓或兩只螺栓和特殊墊片將定子安裝在無(wú)定心法蘭的平面上。ERN 1000的安裝輔件 墊片用于提高固有頻率f N 并僅用兩只螺栓安裝。 ID 334 653-01(每個(gè)包裝2個(gè) 29安裝輔件力矩改錐組件用于海德漢定子聯(lián)軸器,ExN 100/400/1000聯(lián)軸器和ERO聯(lián)軸器平口寬度 長(zhǎng)度 ID 1.5 70 mm 350 378-01 1.5(球頭 350 378-02 2 350 378-03 2(球頭 350 378-04 2.5 350 378-05 3(球頭 350 378-08 4 350 378-07 4(帶止動(dòng)點(diǎn)1350 378-14TX889 mm152 mm350 378-

35、11 350 378-121螺栓標(biāo)準(zhǔn)為DIN 6912(帶導(dǎo)向槽的短頭螺栓力矩改錐可調(diào)扭矩0.2 Nm至1.2 Nm ID 350 379-04 1 Nm至5 NmID 350 379-05拆卸工具用于拆下ERN 1120和ERN 1180的PCB接頭 ID 592 818-01 30機(jī)械結(jié)構(gòu)類型和裝配 無(wú)內(nèi)置軸承的旋轉(zhuǎn)編碼器ERO、ECI/EQI 系列無(wú)內(nèi)置軸承旋轉(zhuǎn)編碼器由讀數(shù)頭和刻線碼盤(pán)組成,必須非常精確地調(diào)整它們的相互位置。精密調(diào)整是實(shí)現(xiàn)可獲得測(cè)量精度的關(guān)鍵。ERO 系列模塊式旋轉(zhuǎn)編碼器由一個(gè)帶輪轂的刻線碼盤(pán)和讀數(shù)頭組成。它們特別適用于安裝空間有限以及軸向間隙和徑向跳動(dòng)很小或不允許存在任

36、何類型摩擦的應(yīng)用。對(duì)ERO 1200系列編碼器,將刻線碼盤(pán)/輪轂總成滑入軸上后,調(diào)整其與讀數(shù)頭的位置。將讀數(shù)頭對(duì)正定心環(huán)并固定在安裝面上。對(duì)ERO 1300系列編碼器,可從側(cè)面安裝讀數(shù)頭,允許安裝在通心軸上。ERO 1400系列是微型模塊式編碼器。這些旋轉(zhuǎn)編碼器自帶專用安裝輔件,用于將刻線碼盤(pán)定心在讀數(shù)頭上并調(diào)整刻線碼盤(pán)與讀數(shù)頭之間的間隙。因此,可快速安裝完成。編碼器還帶有一個(gè)防護(hù)蓋,用于遮擋外部強(qiáng)光。ERO 1400安裝輔件安裝輔件用于拆卸卡子,方便編碼器安裝 ID 510 175-01 附件ERO 14xx和軸向PCB接頭和中心孔的外殼 ID 331 727-23安裝輔件 ERO 1400

37、安裝ERO 模塊式旋轉(zhuǎn)編碼器 31ECI/EQI 1100系列感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)編碼器盡可能沿軸向安裝。盲孔軸用中心螺栓固定。編碼器的定子通過(guò)兩個(gè)軸向螺栓緊頂在軸肩上。轉(zhuǎn)子和定子的工作間隙由安裝情況確定。不能反向調(diào)整。提供的配合尺寸的最大偏差適用于安裝也適用于工作情況。因此,安裝時(shí)用的公差不適用于工作時(shí)的軸向運(yùn)動(dòng)。一旦編碼器安裝就緒,轉(zhuǎn)子與定子間的間隙必須用旋轉(zhuǎn)編碼器、IK 215 PC計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)卡和ATS軟件間接測(cè)量信號(hào)幅值。特性曲線顯示信號(hào)幅值和理想工作間隙的偏差與不同溫度條件的關(guān)系。示例為理想條件下信號(hào)幅值的80%時(shí)的理想工作間隙導(dǎo)致的誤差。由于這個(gè)誤差在旋轉(zhuǎn)編碼器公差內(nèi),誤差在+0.07和+0

38、.15 mm之間。這就是說(shuō)工作時(shí)驅(qū)動(dòng)軸最大允許的軸向運(yùn)動(dòng)在-0.27 mm和+0.05 mm(綠色箭頭。安裝ECI/EQI 1100附件用于測(cè)試掃描間隙編碼器電纜IK 215,包括3個(gè)12針轉(zhuǎn)接頭和3個(gè)15針轉(zhuǎn)接頭ID 621 742-01軟件(Windows 2000/XP與絕對(duì)值計(jì)數(shù)卡IK 215一起檢查輸出信號(hào) (參見(jiàn)“海德漢測(cè)量和測(cè)試設(shè)備” ID 539 862-xx15針轉(zhuǎn)接頭 三個(gè)ID 528 694-02 32ECI/EQI 1300感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械尺寸與ExN 1300型光電掃描編碼器兼容。錐度軸用中心螺栓固定(也可提供底部空心軸。編碼器定子通過(guò)定位孔的螺栓在軸向緊固。安

39、裝ECI/EQI 1300調(diào)整工具安裝輔件ECI/EQI 1300調(diào)整輔件 為調(diào)整編碼器,需要使用:調(diào)整間隙的調(diào)整工具 ID 335 529-xx調(diào)整轉(zhuǎn)子位置至電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的安裝輔件 ID 352 481-xx編碼器電纜IK 215,包括3個(gè)12針轉(zhuǎn)接頭和3個(gè)15針轉(zhuǎn)接頭ID 621 742-01軟件(Windows 2000/XP與絕對(duì)值計(jì)數(shù)卡IK 215一起檢查輸出信號(hào) (參見(jiàn)“海德漢測(cè)量和測(cè)試設(shè)備” ID 539 862-xx12針轉(zhuǎn)接頭 3個(gè)接頭備件 ID 528 694-01 33旋轉(zhuǎn)編碼器與電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的對(duì)準(zhǔn)同步電機(jī)需要在啟動(dòng)時(shí)立即獲得轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置信息。這個(gè)信息可以由帶附加換向信號(hào)的

40、旋轉(zhuǎn)編碼器提供,它能提供大致位置信息。單圈和多圈絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器也能提供準(zhǔn)確的位置信息,其精度在幾角秒之內(nèi)(參見(jiàn)“位置編碼器的電子換向”。這些旋轉(zhuǎn)編碼器安裝好后,必須將編碼器轉(zhuǎn)子位置與電機(jī)軸對(duì)應(yīng),以保證電機(jī)獲得盡可能穩(wěn)定的電流。如果與電機(jī)電動(dòng)勢(shì)對(duì)準(zhǔn)不好將造成電機(jī)噪音大和功耗高。內(nèi)置軸承旋轉(zhuǎn)編碼器首先,用直流電流將轉(zhuǎn)子定位在最佳位置處。大致對(duì)正帶換向信號(hào)旋轉(zhuǎn)編碼器,例如用編碼器上的標(biāo)志線或參考點(diǎn)信號(hào),并安裝在電機(jī)軸上。最方便的精細(xì)調(diào)整方法是使用PWM 9相位角測(cè)量設(shè)備(參見(jiàn)“海德漢測(cè)量和測(cè)試設(shè)備”:編碼器定子轉(zhuǎn)動(dòng)直到PWM 9顯示,例如距參考點(diǎn)的距離為零。首先將絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器安裝為一個(gè)整體。然

41、后,將電機(jī)的最佳位置設(shè)定為零值?？梢杂肐K 215 PC計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)卡和相應(yīng)軟件(參見(jiàn)“海德漢測(cè)量和測(cè)試設(shè)備”。它具有EnDat全部功能,因此能平移原點(diǎn)、設(shè)置只讀屬性,防止意外修改編碼器中的值,也能用于檢查。無(wú)內(nèi)置軸承旋轉(zhuǎn)編碼器將ECI/EQI旋轉(zhuǎn)編碼器作為一個(gè)整體安裝好,并用IK 215 PC計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)卡和相應(yīng)軟件進(jìn)行調(diào)整。對(duì)ECI/EQI 1300旋轉(zhuǎn)編碼器,再次松開(kāi)中心螺栓并用安裝輔件將旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)到所需位置,例如在位置數(shù)據(jù)處顯示接近零的絕對(duì)位置值。ECI / EQI 1100的定子殼必須被轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)純串行(EnDat 21的ECI/EQI旋轉(zhuǎn)編碼器還支持電子補(bǔ)償:可以將確定的補(bǔ)償值保存在

42、編碼器中并被控制電路讀出,用于計(jì)算位置值。借助IK 215以及其調(diào)整和測(cè)試軟件將編碼器與電機(jī)電動(dòng)勢(shì)對(duì)準(zhǔn)手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)ECI/EQI 1300 C I一般機(jī)械信息UL認(rèn)證聯(lián)軸器固有頻率f N 角度編碼器和旋轉(zhuǎn)編碼器以及分離式聯(lián)軸器或安裝式定子聯(lián)軸器共同構(gòu)成一個(gè)單一“CSA”安全標(biāo)準(zhǔn)。認(rèn)證文件號(hào)為的振動(dòng)彈性體,其固有頻率應(yīng)盡可能高。E205635。ROC、ROQ、ROD 系列編碼器的固有頻率加速度f(wàn) N 除取決于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量外,主要取決于編碼器在安裝和工作時(shí)會(huì)受到不同類型的聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)剛性C。加速度作用。 標(biāo)注的最大振動(dòng)值適用于室溫情況55 Hz 1至2 000 Hz的頻率(EN 60 068-2-6

43、。f N = 2·如果工作溫度高于技術(shù)參數(shù)中的溫度值,必須降低振動(dòng)載荷(參見(jiàn)“技術(shù)參數(shù)”。只要加速度超過(guò)允許值就可能造成編碼器損壞,例如由于應(yīng)用條件和安裝引起的共振。必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合測(cè)試。 沖擊和振動(dòng)最大允許的加速度值(半正弦沖擊是指6 ms的沖擊和振動(dòng)(EN 60068-2-27。在任何情況下,均不允許用錘子或類似工具通過(guò)敲擊方式調(diào)整和定位編碼器。 所有旋轉(zhuǎn)和角度編碼器允許的角加速度值大于105 rad/s 2。濕度最大允許相對(duì)濕度為75%。允許短時(shí)間達(dá)到95%。不允許結(jié)露。RoHS根據(jù)2002/95/EC號(hào)有關(guān)限制在電子和電氣設(shè)備中使用某些有害物質(zhì)的歐洲法令(RoHS和有關(guān)

44、限制在電氣和電子設(shè)備廢物中含有某些有害物質(zhì)的2002/96/EC號(hào)法令(WEEE要求,海德漢公司未檢測(cè)到本公司產(chǎn)品存在這些有害物質(zhì)。有關(guān)RoHS的制造商聲明信息,請(qǐng)與經(jīng)銷商聯(lián)系。34易損耗件海德漢公司的編碼器適用于長(zhǎng)期工作。不需要預(yù)防性維護(hù), 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和操作方式,海德漢公司編碼器的部分零件將被磨損。特別是運(yùn)動(dòng)的電纜。 對(duì)內(nèi)置軸承編碼器,這些損耗件包括軸承、旋轉(zhuǎn)和角度編碼器軸的密封圈和直線光柵尺密封條。f N : 聯(lián)軸器固有頻率,單位為Hz C: 聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)剛性,單位為Nm/rad 系統(tǒng)測(cè)試I: 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,單位為kgm 2海德漢公司的編碼器常被集成到大型系統(tǒng)中。無(wú)論編碼器具有怎樣的技

45、術(shù)參數(shù),如對(duì)定子聯(lián)軸器的ECN、EQN、ERN 和果被應(yīng)用在這樣系統(tǒng)中,必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)RCN、RPN、RON 系列編碼器,其聯(lián)軸器進(jìn)行綜合測(cè)試。的固有頻率取決于定子聯(lián)軸器和定子。 樣本中給出的技術(shù)參數(shù)僅適用于特定編碼器,而非整個(gè)系統(tǒng)。如果將任何編碼器用如果增加徑向及/或軸向加速力,編碼器軸于非其設(shè)計(jì)要求或非其目標(biāo)用途的場(chǎng)合,承和編碼器定子的剛性也需要較大。如果其風(fēng)險(xiǎn)由用戶承擔(dān)。如果用于安全性要求您的應(yīng)用中有這樣載荷,建議您聯(lián)系海德很高的場(chǎng)合,系統(tǒng)通電后,必須校驗(yàn)編碼漢公司總部。 器的位置值是否正確。磁場(chǎng) 磁場(chǎng)強(qiáng)度大于30 mT將影響編碼器正常工作。如有需要,請(qǐng)聯(lián)系海德漢公司。 接觸防護(hù)(EN

46、60 529編碼器安裝后,所有旋轉(zhuǎn)零件必須被保安裝護(hù),避免被意外觸碰。 安裝步驟和安裝中必須確保的尺寸只以隨包裝提供的安裝手冊(cè)為準(zhǔn)。因此,本樣本防護(hù)(EN 60 529中的安裝信息僅供參考,不具約束力,不樣本中的防護(hù)等級(jí)適用于正常安裝條件。構(gòu)成合同條款。請(qǐng)參見(jiàn)“技術(shù)參數(shù)”中的相應(yīng)信息。如果給出的防護(hù)等級(jí)不夠充分(例如編碼器垂直安裝,必須采用適當(dāng)措施保護(hù)編碼器,例如加蓋、迷宮密封環(huán)或其它措施。噴濺的水中不允許含任何對(duì)編碼器有損害的物質(zhì)。 35溫度范圍如果存放在包裝中,存放溫度范圍為- 30°C至+ 80°C。工作溫度范圍是指編碼器在實(shí)際安裝環(huán)境中工作時(shí)可能達(dá)到的溫度范圍。在此

47、范圍內(nèi),編碼器功能有保證(DIN 32 878。工作溫度的測(cè)量位置為編碼器的法蘭表面,必須將它與環(huán)境溫度區(qū)分開(kāi)。編碼器的溫度還受以下因素影響: 安裝條件 環(huán)境溫度 編碼器自身的發(fā)熱編碼器的自身發(fā)熱量主要取決于其結(jié)構(gòu)特性(定子聯(lián)軸器/實(shí)心軸,軸承密封圈等以及工作參數(shù)(轉(zhuǎn)速,電源。為了確保編碼器工作在其允許的溫度范圍內(nèi),編碼器的發(fā)熱量越高意味著環(huán)境溫度必須越低。表中給出了編碼器自身發(fā)熱量的參考值。最壞情況是,多個(gè)工作參數(shù)疊加作用使發(fā)熱量嚴(yán)重惡化,例如用30 V的電源和最高轉(zhuǎn)速。因此,如果編碼器工作在接近參數(shù)被允許的極限值附近,必須直接測(cè)量編碼器實(shí)際工作溫度。這就必須采取適當(dāng)措施(風(fēng)扇,散熱器等降低

48、環(huán)境溫度,足以使編碼器在連續(xù)工作中不超過(guò)允許的最高工作溫度。對(duì)最高允許環(huán)境溫度和高速應(yīng)用,海德漢公司可根據(jù)用戶需要提供特殊版本的編碼器但要降低防護(hù)等級(jí)(無(wú)軸承密封圈,避免摩擦熱。供電電壓與發(fā)熱量15 V 30 V ERN/ROD約5 K約+ 10 K ECN/EQN/ROC/ROQ 約5 K約+ 10 K編碼器供電電壓為10至30 V時(shí)的典型發(fā)熱量。5 V版的編碼器發(fā)熱量可忽略不計(jì)。轉(zhuǎn)速n max 時(shí)的發(fā)熱量 實(shí)心軸 ROC/ROQ/ROD 約+ 5 K,IP 64防護(hù)等級(jí) 約+10 K,IP 66防護(hù)等級(jí) 盲孔軸ECN/EQN/ERN 400約+30 K,IP 64防護(hù)等級(jí) 約+40 K,I

49、P 66防護(hù)等級(jí) ERN 1000約+ 10 K空心軸ECN/ERN 100 ECN/EQN/ERN 400約+40 K,IP 64防護(hù)等級(jí) 約+50 K,IP 66防護(hù)等級(jí)編碼器的典型發(fā)熱量取決于最高允許轉(zhuǎn)速的結(jié)構(gòu)特性。轉(zhuǎn)速與發(fā)熱量近似為線性關(guān)系。在旋轉(zhuǎn)編碼器的指定位置測(cè)量實(shí)際工作溫度(參見(jiàn)“技術(shù)參數(shù)” Äk 公差I(lǐng)SO 8015ISO 2768 m H < 6 mm: ± 0.2 mm 36ECN/EQN 1100系列內(nèi)置軸承并安裝在電機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)編碼器 安裝式定子聯(lián)軸器 裝配直徑Ø45 mm 結(jié)構(gòu)緊湊 盲孔軸A = 軸承k = 需要配合尺寸 m = 工作

50、溫度測(cè)量點(diǎn) À = 圖示編碼器無(wú)蓋Á = 安裝螺栓(M4,寬A/F 3退一整圈和緊固至2±0.1Nm  = 電纜引線,帶夾套電纜Ø 4.3±0.1-7長(zhǎng) à = 接頭,15針 Ä = 取決于聯(lián)軸器Å =螺栓規(guī)格ISO 4762,寬A/F 2.5,帶涂層。緊固扭矩:1.2 ± 0.1 Nm ECN: M3 x 10 EQN: M3 x 22 Æ = 可拆蓋Ç = 安裝公差和熱膨脹補(bǔ)償值,不允許振動(dòng) 輸出信號(hào)的軸旋轉(zhuǎn)方向見(jiàn)接口說(shuō)明尺寸單位 mm 3790° ±

51、; 5°電子角2不同轉(zhuǎn)速下絕對(duì)信號(hào)和增量信號(hào)間偏差 3取決于電源,參見(jiàn)“一般電氣信息” 4連接溫度傳感器,優(yōu)化處理KTY 84-130信號(hào) 功能安全,可根據(jù)需要為ECN 1123和EQN 1135提供 Ä k公差I(lǐng)SO 8015ISO 2768 m H < 6 mm: ± 0.2 mm 38A = 軸承k = 需要配合尺寸 m = 工作溫度測(cè)量點(diǎn) À = 圖示編碼器無(wú)蓋Á = 安裝螺栓(M4,寬A/F 3退一整圈和緊固至2±0.1Nm  = 電纜引線,帶夾套電纜Ø 4.3±0.1-7長(zhǎng) Ã

52、; = ERN:JAE接頭,15針ERN帶Z1軌:FCI接頭,14針 Ä = 取決于聯(lián)軸器Å = 螺栓規(guī)格M3 x 10,ISO 4762,帶涂層,寬A/F 2.5。緊固扭矩:1.2±0.1 Nm Æ = 可拆蓋Ç = 安裝公差和熱膨脹補(bǔ)償值,不允許振動(dòng) 輸出信號(hào)的軸旋轉(zhuǎn)方向見(jiàn)接口說(shuō)明ERN 1100系列內(nèi)置軸承并安裝在電機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)編碼器 安裝式定子聯(lián)軸器 裝配直徑Ø 45 mm 結(jié)構(gòu)緊湊 盲孔軸尺寸單位 mm 39* 請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)注明1公差限制相位角:90° ± 5°電子角信噪比 E,F:100 mV2正

53、弦換向信號(hào):每圈輸出一個(gè)正弦和一個(gè)余弦信號(hào) 公差I(lǐng)SO 8015 ISO 2768 m H < 6 mm: ± 0.2 mm40A = 相配軸軸承B = 編碼器軸承k = 需要的配合尺寸 m = 工作溫度測(cè)量點(diǎn)À = Á = 壓鑄蓋 = 絲堵,寬A/F 3和4。緊固扭矩:5 + 0.5 Nm  = ERN:接頭,12針ERN帶Z1軌:接頭,14針ERN帶條塊換向:接頭,16針ECN/EQN:接頭,12針ECN/EQN:接頭,12針+ 4針 à = ERN:參考點(diǎn)位置標(biāo)注在軸和蓋上ECN/EQN:零點(diǎn)位置標(biāo)注在軸和蓋上

54、6; = 拆卸用螺栓M6Å = 拆卸用螺栓M10 Æ = 自攻螺絲,M5 x 50,DIN 6912,寬A/F 4。緊固扭矩:5 + 0.5 Nm安裝公差和熱膨脹補(bǔ)償值,不允許振動(dòng)輸出信號(hào)的軸旋轉(zhuǎn)方向見(jiàn)接口說(shuō)明 ECN/EQN 1300系列內(nèi)置軸承并安裝在電機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)編碼器 安裝式定子聯(lián)軸器 裝配直徑65 mm 錐度軸尺寸單位 mm 41*請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)注明 1相位角:90° ± 5°電子角 信噪比 E,F:100 mV2不同轉(zhuǎn)速下絕對(duì)信號(hào)和增量信號(hào)間偏差 3取決于電源,參見(jiàn)“一般電氣信息”4 優(yōu)化KTY 84-130信號(hào)處理5適用于室溫條件,以下信息適用于工作溫度:最高至100°C: 300 m/s 2;最高至115°C: 150 m/s2功能安全,可根據(jù)需要為ECN 1325和EQN 1337提供 公差I(lǐng)SO 8015 ISO 2768 m H < 6 mm: ± 0.2 mm42ERN 1300系列內(nèi)置軸承并安裝在電機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)編碼器 安裝式定子聯(lián)軸器 裝配直徑65 mm 錐度軸尺寸單位 mmA = 相配軸軸承B = 編碼器軸承c = 需要的配合尺寸 m = 工作溫度測(cè)量點(diǎn)À = 環(huán)狀聯(lián)軸器夾緊螺栓,寬A/F 2。緊固扭矩:1.25 - 0.