數(shù)控機(jī)床脈沖編碼器工作原理

1、數(shù)控機(jī)床脈沖編碼器工作原理脈沖編碼器是一種光學(xué)式位置檢測元件，編碼盤直接裝在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，以測出軸的旋轉(zhuǎn)角度位置和速度變化，其輸出信號為電脈沖。這種檢測方式的特點(diǎn)是：非接觸式的，無摩擦和磨損，驅(qū)動力矩小，響應(yīng)速度快。缺點(diǎn)是抗污染能力差，容易損壞。按其編碼 化方式，可分為增量式和絕對值式。根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。1. 增量式編碼器工作原理增量式旋轉(zhuǎn)編碼器通過內(nèi)部兩個光敏接受管轉(zhuǎn)化其角度碼盤的時序和相位關(guān)系，得到其角度碼盤角度位移量增加（正方向）或減少（負(fù)方向） 。下面對增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的內(nèi)部工作原

2、理A,B兩點(diǎn)對應(yīng)兩個光敏接受管，A,B兩點(diǎn)間距為 S2角度碼盤的光柵間距分別為S0和S1。通過輸出波形圖可知每個運(yùn)動周期的時序?yàn)轫槙r針運(yùn)動逆時針運(yùn)動A BA B1 11 10 11 00 00 01 00 1這樣通過AB相就可以知道編碼器當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向和速度。2. 絕對值編碼器工作原理絕對編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線oooooo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位絕對編碼器。這樣的編碼器 是由光電碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對編碼

3、器由機(jī)械位置決定的每個位置是唯一的，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。:"lMi圖 從單圈絕對值編碼器到多圈絕對值編碼器旋轉(zhuǎn)單圈絕對值編碼器，以轉(zhuǎn)動中測量光電碼盤各道刻線，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(diǎn)，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量，稱為單圈絕對值編碼器。如果要測量旋轉(zhuǎn)超過 360度范圍，就要用到多圈絕對值編碼器。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，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，

4、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，每個位置編碼唯一不重復(fù)，而無需記憶。多圈編碼器另一個優(yōu)點(diǎn)是由于測量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在安裝時不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡化了安裝調(diào)試難度。3. 編碼器的信號輸出類型a）增量式編碼器的接線和輸出增量式編碼器一般使用 A、B、Z三相輸出信號，外加+24V和0V; A、B輸出相位相差 90度的脈沖信號，Z相每圈輸出一個脈沖作為零點(diǎn)信號。如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測速。A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正

5、反向和測速。A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測量。A、A-, 8 B-, Z、Z-連接，由于帶有對稱負(fù)信號的連接，電流對于電纜貢獻(xiàn)的電磁場 為0,衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。增量式編碼器連接 PLC上的FM350、FM450高速計(jì)數(shù)模塊，通過累積計(jì)算當(dāng)前位置。b）絕對值編碼器的接線和輸出絕對值編碼器接線上有時鐘信號C+、C-,數(shù)據(jù)信號 D+、D-,外加+24V和0V;數(shù)據(jù)信號發(fā)送的是二進(jìn)制或者格雷碼，大部分使用SSI同步串行通訊和 DP通訊，傳輸距離短的話也有使用并行通訊的。SSI接口 （RS422模式）,以兩根數(shù)據(jù)線、兩根 時鐘線連接，由接收設(shè)備向編碼器發(fā)出中 斷的時鐘脈沖，絕對的位置值由編碼器與 時鐘脈沖同步輸出至接收設(shè)備。由接收設(shè)備發(fā)出時鐘信號觸發(fā)，編碼器從高 位（MSB）開始輸出與時鐘信號同步的串行 信號,SSI標(biāo)準(zhǔn)的信號當(dāng)不傳送信號時，時鐘 和數(shù)據(jù)位均是高位，在時鐘信號的第一個下 降沿，編碼器的當(dāng)前值開始貯存，從時鐘信號上升沿開始，經(jīng)T2延遲時間后，編碼器數(shù) 據(jù)信號開始傳送.t3為恢復(fù)信號，等待下次 傳送。T=0.9 11us每個脈沖周期 n為編碼器總位數(shù)t1 >0.45us每個脈沖半周期t2 < 0.4us數(shù)據(jù)輸出延退時間t3=12 35us數(shù)據(jù)恢復(fù)（熄滅）時間絕對值編碼器連接 PLC上的SM338模塊，每個模塊有 3