旋轉(zhuǎn)編碼器分類

旋轉(zhuǎn)編碼器分類第一頁，共五十頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容…什么是編碼器…編碼器的種類…編碼器的主要組成部分…增量編碼器的原理…絕對值編碼器的原理…編碼器的機(jī)械安裝…編碼器的應(yīng)用.…我們能夠提供的總線接口介紹第二頁，共五十頁，2022年，8月28日什么是編碼器?編碼器是一個(gè)機(jī)械與電子緊密結(jié)合的精密測量器件。它通過光電原理或電磁原理將一個(gè)機(jī)械的幾何位移量轉(zhuǎn)換為電子信號（電子脈沖信號或者數(shù)據(jù)串）。這種電子信號通常需要連接到控制系統(tǒng)(e.g.PLC、高速計(jì)數(shù)模塊、變頻器等),控制系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算便可以得到測量的數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行下一步工作。編碼器一般應(yīng)用于機(jī)械角度、速度、位置的測量。介紹第三頁，共五十頁，2022年，8月28日編碼器種類編碼器的分類第四頁，共五十頁，2022年，8月28日光電編碼器光電編碼器的基本部件電氣輸出短路保護(hù)反極性保護(hù)放大電路抗干擾電路等數(shù)據(jù)輸出增量/絕對值機(jī)械系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸安裝法蘭+附件軸承系統(tǒng)支架外殼數(shù)據(jù)掃描系統(tǒng)LED光源&光敏電阻增量碼盤/絕對值碼盤數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)第五頁，共五十頁，2022年，8月28日光電編碼器光電編碼器讀出原理發(fā)光二極管光電二極管輸出型號柵格,慮光鏡碼盤第六頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器絕對值和增量編碼器的區(qū)別增量編碼器絕對值編碼器傳送在一轉(zhuǎn)中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉電或電源出現(xiàn)故障時(shí)一般應(yīng)用于角度測量及往復(fù)運(yùn)動一般用來測試速度與方向也可以用角度測量，但在掉電或電源出現(xiàn)故障時(shí)位置信息丟失第七頁，共五十頁，2022年，8月28日增量式旋轉(zhuǎn)編碼器增量編碼器顯示速度與旋轉(zhuǎn)方向顯示角度位置(脈沖累計(jì))角度測量時(shí)，如果電源出現(xiàn)故障,所有的位置信息丟失分辨率通過每轉(zhuǎn)多少脈沖表示第八頁，共五十頁，2022年，8月28日增量式旋轉(zhuǎn)編碼器增量編碼器脈沖盤設(shè)計(jì)圖增量信號可以達(dá)到

10’000脈沖/圈

A/B/0通道＋反相同道0脈沖參考信號編碼器碼盤的設(shè)計(jì):

一般采用以下3種材質(zhì)玻璃碼盤適宜于高精度,

鎳和塑料碼盤適宜于中等精度第九頁，共五十頁，2022年，8月28日增量式旋轉(zhuǎn)編碼器通道A增量編碼器輸出信號：單通道信號編碼器碼盤只有一圈光柵，編碼器有一對光電掃描系統(tǒng)，輸出一通道脈沖信號，后續(xù)設(shè)備根據(jù)單位時(shí)間檢測到的脈沖數(shù)及編碼器的分辨率計(jì)算出的角速度及線速度信號輸出如圖：可以測試速度不能測試旋轉(zhuǎn)方向第十頁，共五十頁，2022年，8月28日增量編碼器輸出信號：雙通道信號編碼器碼盤有2圈光柵，并且以90度相位差排列，編碼器有2對光電掃描同，輸出2通道脈沖信號，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)信號輸出如圖：

可以測試速度可以測試旋轉(zhuǎn)方向通道A通道B增量式旋轉(zhuǎn)編碼器第十一頁，共五十頁，2022年，8月28日通道Z增量編碼器輸出信號：3通道信號在雙通道編碼器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)零位信號，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位一般測長度使用該信號，測速一般不使用該信號。信號輸出如圖：

可以測試速度可以測試旋轉(zhuǎn)方向可以定位通道A通道B增量式旋轉(zhuǎn)編碼器第十二頁，共五十頁，2022年，8月28日增量式旋轉(zhuǎn)編碼器增量編碼器輸出信號：6通道信號在3通道編碼器的基礎(chǔ)上將每一通道信號增加一個(gè)反向輸出，即為6通道編碼器，反向信號的存在主要是為了消除干擾及補(bǔ)償損耗，以便可以長距離的傳輸。信號輸出如圖：第十三頁，共五十頁，2022年，8月28日輸出A相輸出A相增量式旋轉(zhuǎn)編碼器黑色為輸出信號，紅色為電磁干擾，A-A=2A第十四頁，共五十頁，2022年，8月28日增量式旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號電路(1/2)適應(yīng)于:

電磁兼容性環(huán)境長電纜線

(最大到1000m)高的數(shù)據(jù)速率

(<300kHz)05V/24V線驅(qū)動輸出(TTL)

第十五頁，共五十頁，2022年，8月28日增量式旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號電路(2/2)適應(yīng)于:

直接連接到PLC

(24V供電)最大電纜長度

(最大至200m)高的數(shù)據(jù)速率

(<200kHz)4.5~30VDC推挽輸出電路(HTL)具體參考產(chǎn)品目錄考編碼目錄第十六頁，共五十頁，2022年，8月28日增量式旋轉(zhuǎn)編碼器電氣和機(jī)械分辨率例如:一個(gè)每轉(zhuǎn)1000脈沖的編碼器，其最高響應(yīng)頻率為：200KHz

(max.dataratefmax=200kHz)注:編碼器允許最高轉(zhuǎn)速不能高于其機(jī)械允許最高轉(zhuǎn)速；

允允許編碼器電氣響應(yīng)轉(zhuǎn)速:fmax=———————————rx脈沖數(shù)60r=編碼器每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)rpm=————————=12’000rev/min200’000Hzx601’000pulses第十七頁，共五十頁，2022年，8月28日增量式旋轉(zhuǎn)編碼器增量編碼器的產(chǎn)品范圍實(shí)心軸光電式增量編碼器多種外型尺寸 20，25,30,38，40,50,…mmΦΦ25mmΦ30mmΦ38mmΦ40mmΦ50mmΦ66mm第十八頁，共五十頁，2022年，8月28日增量式旋轉(zhuǎn)編碼器增量編碼器的產(chǎn)品范圍空心軸光電式增量編碼器多種外型尺寸 30,38，40,50,63,100…mmCIH30CIH38mmCIH40mmCIH50mmCIH63mmCIH100mm第十九頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器絕對值編碼器應(yīng)用于角度測量及往復(fù)運(yùn)動的測量在0…360°的每一個(gè)角度位置傳輸一個(gè)唯一的信號(單圈)在測量的圈數(shù)中，每一圈，每一個(gè)位置都有唯一的信號（多圈）即使在掉電或者電源出現(xiàn)故障時(shí),位置信息一直可用.不必復(fù)零!碼盤材質(zhì)一般為玻璃或高分子材料！第二十頁，共五十頁，2022年，8月28日Bit1Bit2Bitn選擇F/R*閃存軸后外發(fā)射管列-LED編碼盤光電接收芯列絕對值編碼器二進(jìn)制編碼信號采集處理儲存代碼轉(zhuǎn)換器驅(qū)動信號輸出數(shù)據(jù)盤設(shè)計(jì)圖絕對輸出信號分辨率達(dá)到18BIT的絕對信號格雷碼與二進(jìn)制碼輸出ORMOU光電編碼絕對值編碼器01111100第二十一頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器格雷碼和二進(jìn)制碼格雷碼二進(jìn)制碼第二十二頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器絕對值單圈和多圈編碼器單圈絕對編碼器傳輸一圈內(nèi)唯一的信號(0…360°)單轉(zhuǎn)的位置來源于碼盤或霍爾傳感器多圈絕對編碼器傳輸完整的一圈后繼續(xù)計(jì)數(shù).計(jì)數(shù)靠電池緩沖記憶例如:磁性多圈絕對編碼器

BRIH58鋰電池霍爾傳感器磁簧繼電器第二十三頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器傳統(tǒng)機(jī)械式絕對多圈編碼器劣勢LED燈的壽命(4…30用LED)沒有辦法檢測齒輪的機(jī)械故障任何編碼器失效是一個(gè)安全冒險(xiǎn)具體產(chǎn)品請見我們所拆的別的品牌的樣品…….堡盟的多圈編碼器計(jì)數(shù)時(shí)沒有LED與齒輪失效前將報(bào)警第二十四頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器ORMOU光電絕對多圈編碼器N透鏡脈沖盤光電-ASIC磁鐵傳感器軸LEDASIC數(shù)據(jù)鋰電池cw/ccw,

零位設(shè)置,電池檢測第二十五頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十六頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器ORMOU絕對多圈編碼器的讀出原理領(lǐng)先的優(yōu)勢與專利技術(shù)無接觸的計(jì)數(shù)原理沒有用來多圈讀出的機(jī)械的和LED燈永久計(jì)數(shù)靠超低功耗電子系統(tǒng)高可靠性的鋰電池最大的安全和高可靠性低功耗和自加熱強(qiáng)大的抗沖擊與防震動能力(最大200g/6ms)新的鋰電池達(dá)到-40°C～+125°C沒有外部電源,鋰電池在25°C時(shí)的壽命>10年出錯(cuò)時(shí)有信號輸出第二十七頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器電池壽命使用壞境:鋰電池使用情況下

24小時(shí)/天,365天/年,35°C使用外部電源(比率1:1),35°C沒有外部電源：24小時(shí)/天,365天d/年,35°C100908070605040302010時(shí)間單位：[年]使用率[%]

2 4 6 8 10 12 14 16 1820 22249008007006005004003002001001000負(fù)載容量[mAh]19第二十八頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器機(jī)械式和ORMOU多圈編碼器比較堡盟的磁性多圈編碼器機(jī)械式多圈編碼器速度可以達(dá)到10’000轉(zhuǎn)速(rpm)抗沖擊可以達(dá)到200g靠鋰電池的緩沖把數(shù)據(jù)儲存在EEPROM里非常適合于動態(tài)驅(qū)動器速度只能達(dá)到6’000rpm抗沖擊僅為100g以機(jī)械傳動的方式儲存數(shù)據(jù)不適合動態(tài)驅(qū)動器第二十九頁，共五十頁，2022年，8月28日機(jī)械編碼器安裝 version1:

外殼固定，使用柔性聯(lián)軸器coupling適配器板第三十頁，共五十頁，2022年，8月28日機(jī)械編碼器安裝

類型2:

外殼固定，使用柔性聯(lián)軸器伺服法蘭連軸器第三十一頁，共五十頁，2022年，8月28日編碼器安裝

類型3:

外殼固定，使用柔性聯(lián)軸器第三十二頁，共五十頁，2022年，8月28日機(jī)械編碼器安裝

類型3:

外殼可移動,軸固定，通過銷釘力矩安裝螺絲(盲孔)力矩銷/力矩彈片第三十三頁，共五十頁，2022年，8月28日機(jī)械編碼器安裝

類型4:

外殼可移動,軸固定，通過彈簧力矩安裝第三十四頁，共五十頁，2022年，8月28日機(jī)械編碼器壽命的影響軸負(fù)載轉(zhuǎn)速溫度振動聯(lián)軸器可以減輕振動，矯正垂直度、同心度不好等問題 垂直度矯正

同心度矯正

lifetime600050004000300020001000020406080100120axialforce=50Nx1’000’000rev.RadialforceinN第三十五頁，共五十頁，2022年，8月28日機(jī)械柔性軸套編碼器的好處安裝尺寸小安裝靈活機(jī)械零點(diǎn)設(shè)定更簡便軸負(fù)載小防止熱傳導(dǎo)第三十六頁，共五十頁，2022年，8月28日第三十七頁，共五十頁，2022年，8月28日第三十八頁，共五十頁，2022年，8月28日第三十九頁，共五十頁，2022年，8月28日第四十頁，共五十頁，2022年，8月28日第四十一頁，共五十頁，2022年，8月28日第四十二頁，共五十頁，2022年，8月28日絕對值編碼器絕對值編碼器范圍光電單圈,多圈絕對值編碼器各種外型尺寸 50,58,66…mm第四十三頁，共五十頁，2022年，8月28日第四十四頁，共五十頁，2022年，8月28日電氣輸出電子接口供電/輸出信號5VDCTTL兼容互補(bǔ)型,RS4224.5–30VDC推拉式,短路保護(hù)4.5–30VDC推拉式,互補(bǔ)型,短路保護(hù)現(xiàn)場總線CANopenProfibus-DPDeviceNet。。。。。第四十五頁，共五十頁，2022年，8月28日編碼器接口SSI(同步串行接口)第四十六頁，共五十頁，2022年，8月28日編碼器接口現(xiàn)場總線的架構(gòu)現(xiàn)場總線優(yōu)于SSI的地方是:幾種不同的編碼器可以連接到相同的總線上.(而不是象SSI的那樣點(diǎn)對點(diǎn)的連接)busorline環(huán)形星形第四十七頁，共五十頁，2022年，8月28日編碼器接口Profibus-DP主要特性連接西門子設(shè)備RS485電平雙絞線電纜數(shù)據(jù)速率可以到12Mbit/s在93.75Kbit/s時(shí)電纜長度可以到1’200米沒有中繼器可以連接32個(gè)點(diǎn)

每一個(gè)主站可以連接124個(gè)點(diǎn)