技術(shù)文章
德國(guó)HEIDENHAIN編碼器的工作原理及作用
閱讀:1139 發(fā)布時(shí)間:2013-8-20德國(guó)HEIDENHAIN編碼器的工作原理及作用德國(guó)HEIDENHAIN旋轉(zhuǎn)編碼器型號(hào)下載HEIDENHAIN公司研發(fā)和生產(chǎn)高質(zhì)量直線光柵尺和角度編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器、數(shù)顯裝置和數(shù)控系統(tǒng)。HEIDENHAIN公司的產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床、電子元件的生產(chǎn)和加工設(shè)備、自動(dòng)化機(jī)器系統(tǒng),尤其是應(yīng)用于半導(dǎo)體和電子制造業(yè)等領(lǐng)域。特殊的生產(chǎn)設(shè)施和測(cè)量設(shè)備造就了HEIDENHAIN的高質(zhì)量產(chǎn)品。光刻的主要和次主要生產(chǎn)過程都是在潔凈室里完成的,潔凈室里配備了特殊的溫度穩(wěn)定和防振動(dòng)隔離裝置。仿形機(jī)和其它生產(chǎn)直線和角度刻線用的機(jī)械設(shè)備都是由HEIDENHAIN自己研發(fā)和制造的。德國(guó)HEIDENHAIN旋轉(zhuǎn)編碼器的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過ISO9001質(zhì)量體系和德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)(DKD)針對(duì)長(zhǎng)度和角度的檢查工序認(rèn)證的。另一方面,HEIDENHAIN長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命,可再利用的設(shè)計(jì)理念,對(duì)于資源的小心仔細(xì)利用和zui有效化使用能源是基于ISO14001標(biāo)準(zhǔn)的。
德國(guó)HEIDENHAIN編碼器的工作原理及作用編碼器的工作原理及作用:它是一種將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號(hào)的旋轉(zhuǎn)式傳感器,這些脈沖能用來控制角位移,如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結(jié)合在一起,也可用于測(cè)量直線位移。
編碼器產(chǎn)生電信號(hào)后由數(shù)控制置CNC、可編程邏輯控制器PLC、控制系統(tǒng)等來處理。這些傳感器主要應(yīng)用在下列方面:機(jī)床、材料加工、電動(dòng)機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)量和控制設(shè)備。在ELTRA編碼器中角位移的轉(zhuǎn)換采用了光電掃描原理。讀數(shù)系統(tǒng)是基于徑向分度盤的旋轉(zhuǎn),該分度由交替的透光窗口和不透光窗口構(gòu)成的。此系統(tǒng)全部用一個(gè)紅外光源垂直照射,這樣光就把盤子上的圖像投射到接收器表面上,該接收器覆蓋著一層光柵,稱為準(zhǔn)直儀,它具有和光盤相同的窗口。接收器的工作是感受光盤轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的光變化,然后將光變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電變化。一般地,旋轉(zhuǎn)編碼器也能得到一個(gè)速度信號(hào),這個(gè)信號(hào)要反饋給變頻器,從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出數(shù)據(jù)。故障現(xiàn)象: 1、 旋轉(zhuǎn)編碼器壞(無輸出)時(shí),變頻器不能正常工作,變得運(yùn)行速度很慢,而且一會(huì)兒變頻器保護(hù),顯示“PG斷開”...聯(lián)合動(dòng)作才能起作用。要使電信號(hào)上升到較高電平,并產(chǎn)生沒有任何干擾的方波脈沖,這就必須用電子電路來處理。編碼器pg接線與參數(shù) 矢量變頻器與編碼器pg之間的連接方式,必須與編碼器pg的型號(hào)相對(duì)應(yīng)。一般而言,編碼器pg型號(hào)分差動(dòng)輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種,其信號(hào)的傳遞方式必須考慮到變頻器pg卡的接口,因此選擇合適的pg卡型號(hào)或者設(shè)置合理.
德國(guó)HEIDENHAIN編碼器的工作原理及作用編碼器一般分為增量型與型,它們存著zui大的區(qū)別:在增量編碼器的情況下,位置是從零位標(biāo)記開始計(jì)算的脈沖數(shù)量確定的,而型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。在一圈里,每個(gè)位置的輸出代碼的讀數(shù)是*的; 因此,當(dāng)電源斷開時(shí),型編碼器并不與實(shí)際的位置分離。如果電源再次接通,那么位置讀數(shù)仍是當(dāng)前的,有效的; 不像增量編碼器那樣,必須去尋找零位標(biāo)記。
現(xiàn)在編碼器的廠家生產(chǎn)的系列都很全,一般都是的,如電梯型編碼器、機(jī)床編碼器、伺服電機(jī)型編碼器等,并且編碼器都是智能型的,有各種并行接口可以與其它設(shè)備通訊。
編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。前者成為碼盤,后者稱碼尺.按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種.接觸式采用電刷輸出,一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”;非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。
按照工作原理編碼器可分為增量式和式兩類。增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào),再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖,用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān),而與測(cè)量的中間過程無關(guān)。
旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖,通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置,當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí),依靠計(jì)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(dòng),當(dāng)來電工作時(shí),編碼器輸出脈沖過程中,也不能有干擾而丟失脈沖,不然,計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移,而且這種偏移的量是無從知道的,只有錯(cuò)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(diǎn),編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn),將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前,是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此,在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn),開機(jī)找零等方法。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。
編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的*性,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)候需要知道位置,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)的可靠性大大提高了。
由于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)用于工控定位中。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(hào)必須確保連接很好,對(duì)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,編碼器在多位數(shù)輸出型,一般均選用串行輸出或總線型輸出,德國(guó)生產(chǎn)的型編碼器串行輸出zui常用的是SSI(同步串行輸出)。
多圈式編碼器。編碼器生產(chǎn)廠家運(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)量范圍,這樣的編碼器就稱為多圈式編碼器,它同樣是由機(jī)械位置確定編碼,每個(gè)位置編碼*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。多圈式編碼器在長(zhǎng)度定位方面的優(yōu)勢(shì)明顯,已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。
一、 檢測(cè)
由于我們手頭沒有光柵尺、插補(bǔ)器及長(zhǎng)度計(jì)的詳細(xì)資料,提供不出參數(shù),故須先對(duì)它們進(jìn)行檢測(cè)。通過使用的HEIDENHAIN檢測(cè)儀器,測(cè)出光柵尺為50線/mm,精度5μm,輸出波形5V正弦波;同時(shí)測(cè)出長(zhǎng)度計(jì)信號(hào)處理板的信號(hào)情況。
二、 修復(fù)
測(cè)試中查出兩支光柵尺的故障原因。1、輸出缺相。測(cè)頭電路故障。2、輸出信號(hào)不清。測(cè)頭老化并有污物。經(jīng)過維修人員的清洗,更換測(cè)頭,修復(fù)電路,zui后修好了這兩支光柵尺。
三、 測(cè)定
對(duì)修好的光柵尺和SONY長(zhǎng)度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。使用佳能光學(xué)測(cè)量?jī)x和HEIDENHAIN檢測(cè)儀對(duì)比測(cè)定光柵尺和長(zhǎng)度計(jì)各段的精度。得出結(jié)論,修復(fù)后的光柵尺精度可達(dá)3μm;長(zhǎng)度計(jì)為磁柵,量程10 mm,精度1μm。
四、 適配
通過光柵尺的線數(shù)、精度及輸出波形的參數(shù)要求,相應(yīng)的插補(bǔ)器的規(guī)格便可定下來。由于光柵尺的精度為5μm,輸出為5V正弦波,故可選的插補(bǔ)器的型號(hào)為EXE-051。
五、 定做
從我們維修的角度出發(fā),決定定做120 mm及170 mm的光柵尺及插補(bǔ)器各一套。并協(xié)商了安裝孔徑、孔距等細(xì)節(jié)。另外,考慮到電火花今后的維修工作及備件情況,又定做了一套長(zhǎng)度計(jì)及信號(hào)處理板。原SONY長(zhǎng)度計(jì)為磁柵,精密測(cè)量公司認(rèn)為可用光柵替代,精度及質(zhì)量都能夠保證。