文档介绍：从增量值编码器到绝对值编码器
旋转增量值编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来计算其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备计算并记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。
解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。
这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置),于是就有了绝对编码器的出现。
绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器
旋转单圈绝对值编码器,以转动中测量光电码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码
只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈绝对值编码器。
如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对值编码器。
编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复,而无需记忆。
多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多, 这样在安装时不必要费劲找零点, 将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度。
绝对值编码器长度测量的应用
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绝对值旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。
高速端安装:安装于动力马达转轴端(或齿轮连接),此方法优点是分辨率高,由于多圈编码器有4096圈,马达转动圈数在此量程范围内,可充分用足量程而提高分辨率,缺点是运动物体通过减速齿轮后,来回程有齿轮间隙误差,一般用于单向控制定位。另外编码器直接安装于高速端,马达抖动须较小,不然易损坏编码器。
低速端安装:
安装于减速齿轮后,如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最后一节减速齿轮轴端,此方法已无齿轮来回程间隙,测量较直接,精度较高。
另外,GPMV0814机械转数为90圈,用此方法较合理,如果卷筒转数超过90圈,可用1:3或1:4齿轮组调整至转数测量范围内。
辅助机械安装,收绳机械安装:
钢丝绳弹簧收紧器原理图
收拉钢丝绳
测量盘
收紧弹簧轮1
收紧弹簧轮2
专用弹簧
弹性联轴器
编码器
用钢丝绳收绳器测量
油缸行程示意图
收绳机械有弹簧自收绳位移传感器――柔性钢丝绳连接运动物体,钢丝绳盘紧在一个测量轮上,依靠恒力弹簧回收钢丝绳。编码器连接于盘紧测量轮轴端,测量钢丝绳来回运动的旋转角度。
重锤重力收绳:
重锤浮子水位测量示意图
1编码器
2联轴器
3测量轮
4重锤收紧轮
5钢丝绳
6浮子
测量轮与恒力弹簧弹簧型相似,只是钢丝绳的回收力是依靠另一个同轴的盘紧轮挂重锤来回收。
用收绳位移测量的优点是柔性连接,测量直接而精度高,对运动物体的环境如震动、粉尘、高温水气的场合都能适用。
机械丝杠、摩擦轮、小车轮轴中心、齿轮齿条连接
在机械丝杠转轴中心安装编码器,丝杠前进1个螺距,编码器旋转一周。
通过带摩擦阻力的摩擦转轮,与相对运动物体摩擦转动,测量运动距离。
注意:摩擦轮需始终紧靠测量物,且无跳动、打滑。(实际使用中,某些场合有难度)
通过轨道小车的转轮中心,安装旋转编码器,测量小车行进。
小车与轨道之间不可有打滑
运动物连接齿条,带动装有齿轮的编码器,测量运动物体移动距离
为保证连紧密抗震,经常有弹簧基座。
绝对值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出
并行输出:
绝对值编码器输出的是多位数码(格雷码或纯二进制码),并行输出就是在接口上有多点高低电平输出,以代表数码的1或0,对于位数不高的绝对