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绝对值编码器

绝对值编码器原理

绝对值旋转编码器,因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆,已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。绝对值编码器的码盘上有许多道刻线,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,这就称为n位绝对值编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。绝对值编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,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。

绝对值编码器​数据传输方式

由于绝对值编码器在定位方面明显地优于增量编码器,已经越来越多地应用于工控定位中。绝对值编码器因其高精度,输出位数较多,如仍用并行输出,其每一位输出信号必须确保连接很好,对于较复杂工况还要隔离,连接电缆芯数多,由此带来诸多不便并降低可靠性,因此,绝对值编码器在多位数输出型,一般均选用串行输出或总线型输出,德国生产的绝对值编码器串行输出最常用的是同步串行输出。

单圈与多圈绝对值编码器定义

旋转单圈绝对值编码器,以转动中测量码盘各道刻线,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,这样的编码器只能用于旋转范围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。

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。多圈式绝对值编码器在长度定位方面的优势明显,已经越来越多地应用于工控定位中。

灵活使用的绝对值编码器

绝对值编码器应用于对速度和位置精度要求都非常高的场合。磁性绝对值编码器和光学绝对值编码器的原理有些小小的不同,但总的来说是相同的。绝对值编码器包含两个码盘,其中一个码盘与中心的轴固定,而另一个可以随意旋转。当码盘旋转起来的时候,一圈圈码道上的标记就可以将当前的位置转换为特殊的编码输出(一般为二进制码)。对于光学绝对值编码器,“标记”就是让光通过的位置,对于磁性绝对值编码器,“标记”就是传感器阵列感应到的磁极信号位置。

绝对值编码器的原理及结构使得他可以提供更高质量的反馈信号:

• 更高的分辨率

• 由于不需要找原点,所以可以提供更快速的系统启动速度

• 多轴的精确运动控制

• 多种通信协议

• 系统掉电后可以快速恢复运行

绝对值编码器的另一个特点是多种输出信号类型选择。编码器不仅要采集反馈信号,还必须以某种通信协议传递给上位系统。绝对值编码器通常采用二进制编码,但是可以被转换为多种通信协议。这也就使得绝对值编码器可以适应很多种通信系统。

我们何时需要绝对值编码器

由于绝对值编码器不需要外部传感器就可以确认当前的实际位置,所以在很多领域都有广泛的应用

• 零件加工中使用的多轴CNC系统

• 需要精确位置检测的起重机,天车

• 没有限位开关的自动门

• 连续运动的机械手,断电后无须回零也可正常运行

机械安装方式

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,一般用于单向高精度控制定位,例如轧钢的辊缝控制。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,此方法一般测量长距离定位,例如各种提升设备,送料小车定位等。

辅助机械安装:常用的有齿轮齿条、链条皮带、摩擦转轮、收绳机械等。