ALPS金属柄旋转编码器EC09E

ALPS金属柄旋转编码器EC09E
ALPS金属柄旋转编码器EC09E

旋转编码器原理及其应用

旋转编码器的原理及其应用 摘要:本文介绍了常用编码器的原理、分类以及其应用的注意事项,并以德国P+F公司的编码器产品为参照,重点介绍了增量型编码器和绝对值型编码器的原理及应用,其中绝对值型编码器中以格雷码为主作了详细的介绍。 关键词:编码器增量型绝对值格雷码 一、前言 在自动化领域,旋转编码器是用来检测角度、速度、长度、位移和加速度的传感器。依靠轴杆、齿轮、测量轮或绳缆的控制,线性的移动能被检测。编码器也把实际的机械参数值转换成电气信号,这些电气信号可以被计数器、转速表、PLC和工业PC处理。 二、功能原理 由玻璃或塑料制成的圆盘被分成透明和非透明的区域,如果一个光源固定在圆盘的一侧,光敏元件固定在另一侧,旋转的移动没有接触就可获得。如果一束光打在透明的区域,接收器接收到,产生脉冲,当光束被 黑色区域隔断式,不产生脉冲。发光二极管 通常用作光源,发光范围在红外线范围内, 光敏二极管或光敏晶体管作为接收器。(见 右图) 如果按照此原理没有其它功能加入的 话,仅能推论出圆盘在转动,旋转的感应或 绝对值位置不能被确定。 编码器根据它们的功能原理和机械形式 和安装系统有不同的区别。 1、功能原理 1.1增量型旋转编码器 轴的每圈转动,增量型编码器提供一定数量的脉冲,周期性的测量或者单位时间内的脉冲数可以用来测量移动的速度。如果在一个参考点后面脉冲数被累加,计算值就代表了转动角度或行程的参数。双通道编码器输出脉冲之间相差900。能使接收脉冲的电子设备接收轴的旋转感应信号,因此可用来实现双向的定位控制。另外,三通道增量型编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲。 旋转增量型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,只有错误的产生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。 1.2绝对值旋转编码器 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。特别是在定位控制应用中,绝对值编码器减轻了电子接收设备的计算任务,从而省去了复杂的和昂贵

编码器使用与设置要点

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。

旋转编码器详解

增量式编码器的A.B.Z 编码器A、B、Z相及其关系

TTL编码器A相,B相信号,Z相信号,U相信号,V相信号,W相信号,分别有什么关系? 对于这个问题的回答我们从以下几个方面说明: 编码器只有A相、B相、Z相信号的概念。 所谓U相、V相、W相是指的电机的主电源的三相交流供电,与编码器没有任何关系。“A相、B相、Z相”与“U相、V相、W相”是完全没有什么关系的两种概念,前者是编码器的通道输出信号;后者是交流电机的三 相主回路供电。 而编码器的A相、B相、Z相信号中,A、B两个通道的信号一般是正交(即互差90°)脉冲信号;而Z相是零脉冲信号。详细来说,就是——一般编码器输出信号除A、B两相(A、B两通道的信号序列相位差为90度)外,每转一圈还输出一个零位脉冲Z。 当主轴以顺时针方向旋转时,输出脉冲A通道信号位于B通道之前;当主轴逆时针旋转时,A通道信号则位于B通道之后。从而由此判断主轴是正转还是反转。 另外,编码器每旋转一周发一个脉冲,称之为零位脉冲或标识脉冲(即Z相信号),零位脉冲用于决定零位置或标识位置。要准确测量零位脉冲,不论旋转方向,零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。由于通道之间的相位差的存在,零位脉冲仅为脉冲长度的一半。 带U、V、W相的编码器,应该是伺服电机编码器 A、B相是两列脉冲,或正弦波、或方波,两者的相位相差90度,因此既可以测量转速,还可以测量电机的旋转方向Z相是参考脉冲,每转一圈输出一个脉冲,脉冲宽度往往只占1/4周期,其作用是编码器自我校正用的,使得编码器在断电或丢失脉冲的 时候也能正常使用。 ABZ是编码器的位置信号,UVW是电机的磁极信号,一般用于同步电机; AB对于TTL/HTL编码器来说,AB相根据编码器的细分度不同,每圈有很多个,但Z相每圈只有一个; UVW磁极信号之间相位差是120度,随着编码器的角度转动而转动,与ABZ 之间可以说没有直接关系。 /#############################################################

手工调零步骤

一、基本概念: 编码器只有A相、B相、Z相信号的概念。 所谓U相、V相、W相是指的电机的主电源的三相交流供电,与编码器没有任何关系。“A相、B相、Z相”与“U相、V相、W相”是完全没有什么关系的两种概念,前者是编码器的通道输出信号;后者是交流电机的三相主回路供电。 而编码器的A相、B相、Z相信号中,A、B两个通道的信号一般是正交(即互差90°)脉冲信号;而Z相是零脉冲信号。 一般编码器输出信号除A、B两相(A、B两通道的信号序列相位差为90度)外,每转一圈还输出一个零位脉冲Z。 当主轴以顺时针方向旋转时,输出脉冲A通道信号位于B通道之前;当主轴逆时针旋转时,A通道信号则位于B通道之后。从而由此判断主轴是正转还是反转。 另外,编码器每旋转一周发一个脉冲,称之为零位脉冲或标识脉冲(即Z相信号),零位脉冲用于决定零位置或标识位置。要准确测量零位脉冲,不论旋转方向,零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。由于通道之间的相位差的存在,零位脉冲仅为脉冲长度的一半。带U、V、W相的编码器,应该是伺服电机编码器 A、B相是两列脉冲,或正弦波、或方波,两者的相位相差90度,因此既可以测量转速,还可以测量电机的旋转方向 Z相是参考脉冲,每转一圈输出一个脉冲,脉冲宽度往往只占1/4周期,其作用是编码器自我校正用的,使得编码器在断电或丢失脉冲的时候也能正常使用。 ABZ是编码器的位置信号,UVW是电机的磁极信号,一般用于同步电机; AB对于TTL/HTL编码器来说,AB相根据编码器的细分度不同,每圈有很多个,但Z相每圈只有一个; UVW磁极信号之间相位差是120度,随着编码器的角度转动而转动,与ABZ之间可以说没有直接关系。 二、基本实践: 最近几天在等给铣床和车床焊的架子。。。所以在空余时间拿起一个1.5KW的伺服电机用东元驱动器测试。。。

倍加福编码器基础讲解

P+F Absolute Rotary Encoder通讯参数设置 型号

1、地址选择和终端电阻1.1站地址 1.2 终端电阻 2、信号和电源线的连接

3、安装GSD文件 GSD文件为电子设备数据库文件,是可读的ASCII码文件。不同厂家的PROFIBUS产品集成在一起,生产厂家必须以GSD文件方式提供这些产品的功能参数,例如I/O点数、诊断信息、传输速率、时间监视等。在Step 7 的SIMATIC 管理器中打开硬件组态工具HW Config ,安装GSD后,在右边的硬件目录PROFIBUS DP→Additional Field Devices→Encoders→ENCODER将会出现刚刚安装的P+F Rotary Encoder。其数据传输原理如图所示。 4、组态通讯参数

在Step 7硬件配置窗口中,双击P+F Rotary Encoder 图标,打开编码器(DP Slave)的参数设置窗口,如图所示。结合工程实际,在此窗口中进行参数设置: a、代码顺序(Code Sequence):计数方向, CW(顺时针旋转,代码增加),CCW (逆时针旋转,代码增加); b、标定功能控制(Scaling function control):只有设置成Enable ,下面 c、d和e的设置才会生效; c、单圈分辨率(Measuring units per revolution):8192; d、测量范围高位(Total measuring range(units)hi): 512; e、测量范围低位(Total measuring range(units)lo): 0; f、其它参数采用默认值。 注:1、由c可以计算出编码器每圈产生(=8192)个二进制码,即单圈精度为13位。2、由d和e可以计算出编码器最大可以转(=512×65536+0)圈,即多圈精度为12位。 5、预置值 6、LED状态灯指示信息

旋转编码器工作原理

增量式旋转编码器工作原理 增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系,得到其角度码盘角度位移量增加(正方向)或减少(负方向)。在接合数字电路特别是单片机后,增量式旋转编码器在角度测量和角速度测量较绝对式旋转编码器更具有廉价和简易的优势。 下面对增量式旋转编码器的内部工作原理(附图) A,B两点对应两个光敏接受管,A,B两点间距为 S2 ,角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。 当角度码盘以某个速度匀速转动时,那么可知输出波形图中的S0:S1:S2比值与实际图的S0:S1:S2比值相同,同理角度码盘以其他的速度匀速转动时,输出波形图中的S0:S1:S2比值与实际图的S0:S1:S2比值仍相同。如果角度码盘做变速运动,把它看成为多个运动周期(在下面定义)的组合,那么每个运动周期中输出波形图中的S0:S1:S2比值与实际图的S0:S1:S2比值仍相同。 通过输出波形图可知每个运动周期的时序为 A B 1 1 0 1 0 0 1 0 A B 1 1 1 0 0 0 0 1 我们把当前的A,B输出值保存起来,与下一个A,B输出值做比较,就可以轻易的得出角度码盘的运动方向, 如果光栅格S0等于S1时,也就是S0和S1弧度夹角相同,且S2等于S0的1/2,那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2,除以所消毫的时间,就得到此次角度码盘运动位移角速度。

S0等于S1时,且S2等于S0的1/2时,1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度,如果S0不等于S1,S2不等于S0的1/2,那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。 旋转编码器只有增量型和绝对值型两种吗?这两种旋转编码器如何区分?工作原理有何不同? 只有增量型和绝对型 增量型只是测角位移(间接为角速度)增量,以前一时刻为基点.而绝对型测从开始工作后角位移量. 增量型测小角度准,大角度有累积误差 绝对型测小角度相对不准,但大角度无累积误差 旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可以测量转速,还可以判断旋转的方向。 编码器的原理: 编码器的原理与应用 编码器是一种将角位移转换成一连串电数字脉冲的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿条或螺旋杆结合在一起,也可于控制直线位移。 编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度盘是由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子和图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。 增量型编码器 增量型编码器一般给出两种方波,它们的相位差90度,通常称为通道A和通道B。只有一个通道的读数给出与转速有关的信息,与此同时,通过所取得的第二通道信号与第一通道信号进行顺序对比的基础上,得到旋转方向的信号。还有一个可利用的信号称为Z通道或零通道,该通道给出编码器轴的绝对零位。此信号是一个方波,其相位与A通道在同一中心线上,宽度与A通道相同。 增量型编码器精度取决于机械和电气的因素,这些因素有:光栅分度误差、光盘偏心、轴承偏心、电子读数装置引入的误差以及光学部分的不精确性,误差存在于任何编码器中。 编码器如以信号原理来分,有增量型编码器,绝对型编码器。增量型编码器(旋转型) 工作原理: 由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向 ,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。 由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

旋转编码器的原理及应用

旋转编码器的原理及应用 旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可以测量转速,还可以判断旋转的方向。 什么是光电编码器? 工作原理:当光电编码器的轴转动时A、B两根线都产生脉冲输出,A、B两相脉冲相差90度相位角,由此可测出光电编码器转动方向与电机转速。如果A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转,否则为反转.Z 线为零脉冲线,光电编码器每转一圈产生一个脉冲.主要用作计数。A线用来测量脉冲个数,B线与A线配合可测量出转动方向. N为电机转速Δn=ND测-ND理 例如:我们车的速度为1.5m/s,轮子的直径220mm,C=D*Pi,电机控制在21.7转/秒,根据伺服系统的指标, 设电机转速为1500转/分,故可求得当ND=21.7*60=130转/分时,光码盘每秒钟输出的脉冲数为: PD=130×600/60=1300个脉冲 当测出的脉冲个数与计算出的标准值有偏差时,可根据电压与脉冲 个数的对应关系计算出输出给伺服系统的增量电压△U,经过D/A转换,再计算出增量脉冲个数,等下减去。 当运行时间越长路线越长,离我们预制的路线偏离就多了。这时系统起动位置环,通过不断测量光电编码器每秒钟输出的脉冲个数,并与标准值PD(理想值)进行比较,计算出增量△P并将之转换成对应的D/A 输出数字量,通过控制器减少输个电机的脉冲个数,在原来输出电压的基础上减去增量,迫使电机转速降下来,当测出的△P近似为零时停止调节,这样可将电机转速始终控制在允许的范围内。

万能增量式光电编码器控制的伺服电机零位调整技巧

万能增量式光电编码器控制的伺服 电机零位调整技巧 下述述两种调法完全取决于你的手工能力和熟练程度,一般来说,每款伺服电机都有自己专门的编码器自动调零软件.不外传仅是出于商业羸利和技术保密.如果你是一家正规的维修店,请不要采用以下方法,应通过正常渠道购买相应的专业设备.实践证明,手工调整如果技巧掌握得当, 工作仔细负责,也可达到同样的效果. 大批量更换新编码器调零方法 第一步:折下损坏的编码器 第二步:把新的编码器按标准固定于损坏的电机上第三步:按图纸找出Z信号和两根电源引出线,一般电源均为5V. 第四步:准备好一个有24V与5V两组输出电源的开关电源和一个略经改装的断线报警器,把0V线与Z 信号线接到断线报警器的两个光耦隔离输入端上。 第五步:在电机转动轮上固定一根二十厘米长的横杆,这样转动电机时转角精度很容易控制. 第六步:所有连线接好后用手一点点转动电机轮子

直到报警器发出报警时即为编码器零位,前后反复感觉一下便可获得最佳的位置,经实测用这种方法校正的零位误差极小,很适于批量调整,经实际使用完全合格.报警器也可用示波器代替,转动时当示波器上的电压波形电位由4V左右跳变0V时或由0V跳变为4V 左右即是编码器的零位.这个也很方便而且更精确.杆子的长度越长精度则越高,实际使用还是用报警器更方便又省钱.只要用耳朵感知就行了.在编码器的转子与定圈相邻处作好零位标记,然后拆下编码器。 第七步:找一个好的电机,用上述方法测定零位后在电机转轴与处壳相邻处作好电机的机械零位标记第八步:引出电机的U V W动力线,接入一个用可控制的测试端子上,按顺序分别对其中两相通入24V 直流电,通电时间设为2秒左右,观察各个电机最终停止位置(即各相的机械零位位置)其中一个始必与刚才所作的机械零位标记是同一个位置.这就是厂方软件固定的电机机械零位,当然能通过厂方专用编码器测试软件直接更改编码器的初始零位数据就更方便了.如果你只有一台坏掉的伺服电机,你就要根据以上获得的几个相对机械零位逐个测试是不是我们所要的那个位置,这一步由伺服放大器的试运行模式来进行测试.有关资料是必须的,否则不要轻易动手,以

数控铣床的工作原理【详解】

数控铣床的工作原理 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作数控折弯机并加工零件。 数控机床的机床本体与传统机床相似,由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化,这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。 ⑵、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心,CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC单元接受数字化信息,经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后,将各种指令信息输出给伺服系统,伺服系统驱动执行部件作进给运动。 ⑶输入/输出设备 输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期,输入装置为穿孔纸带,现已淘汰,后发展成盒式磁带,再发展成键盘、磁盘等便携式硬件,极大方便了信息输入工作,现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入。 输出指输出内部工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数,故障诊断参数等),一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存,待工作一段时间后,再将输出与原始资料作比较、对照,可帮助判断机床工作是否维持正常。

案例五旋转编码器的安装与应用

案例五旋转编码器的安装与应用 1.项目训练目的 掌握旋转编码器的安装与使用方法。 2.项目训练设备 旋转编码器及相应耦合器一套。 3.项目训练内容 先熟悉旋转编码器的使用说明书。 (1)旋转编码的安装步骤及注意事项 ①安装步骤: 第一步:把耦合器穿到轴上。不要用螺钉固定耦合器和轴。 第二步:固定旋转编码器。编码器的轴与耦合器连接时,插入量不能超过下列值。 E69-C04B型耦合器,插入量 5.2mm;E69-C06B型耦合器,插人量 5.5mm;E69-Cl0B型耦合器,插入量7.lmm。 第三步:固定耦合器。紧固力矩不能超过下列值。E69-C04B型耦合器,紧固力矩2.0kfg?cm;E69-C06B型耦合器,紧固力矩 2.5kgf?cm;E69B-Cl0B型耦合器,紧固力矩4.5kfg?cm。 第四步:连接电源输出线。配线时必须关断电源。 第五步:检查电源投入使用。 ②注意事项: 采用标准耦合器时,应在允许值内安装。如图5-1所示。 图5-1 标准耦合器安装 连接带及齿轮结合时,先用别的轴承支住,再将旋转编码器和耦合器结合起来。如图 5-2所示。 图5-2 旋转编码器安装 齿轮连接时,注意勿使轴受到过大荷重。 用螺钉紧固旋转编码器时,应用5kfg?cm左右的紧固力矩。 固定本体进行配线时,不要用大于3kg的力量拉线。 可逆旋转使用时,应注意本体的安装方向和加减法方向。 把设置的装置原点和编码器的Z相对准时,必须边确定Z相输出边安装耦合器。 使用时勿使本体上粘水滴和油污。如浸入内部会产生故障。 (2)配线及连接

①配线应在电源0FF状态下进行。电源接通时,若输出线接触电源线,则有时会损坏输出回路。 ②若配线错误,则有时会损坏内部回路,所以配线时应充分注意电源的极性等。 ③若和高压线、动力线并行配线,则有时会受到感应造成误动作或损坏。 ④延长电线时,应在10m以下。还由于电线的分布容量,波形的上升、下降时间会延长,所以有问题时,应采用施密特回路等对波形进行整形。 还有为了避免感应噪声等,也要尽量用最短距离配线。集成电路输人时,要特别注意。 ⑤电线延长时,因导体电阻及线间电容的影响。波形的上升、下降时间变长,容易产 生信号间的干扰(串音),因此应使用电阻小、线间电容低的电线(双绞线、屏蔽线)。

旋转编码器在S7-200的应用

运行工作方式,机器大概情况, 机器共18个工位,每个工位为一个机器过程,一个工件为5米(误差1CM)要求用2000线的轴式旋转编码器通过PLC协调控制完成每个工件。 每个工位都有一个人,1个绿启动按钮。一个绿灯,1个红色急停按钮,1个红灯。当1号工人按1号启动按钮后1号指示灯亮,2号工人按2号启动按钮后2号指示灯亮,直到第18个工人都按启动按钮后18灯全亮,机器开始运转,自动运转到5米后停止。绿灯全灭(记米自动复位)等待18个工人下一次继续给18个运行信号后运行。(红色按钮为紧急停车按钮:当工件工作到一半时紧急停车,手动不复位情况下,8个工人动启动后机器可继续当前的米数运转。手动复位则重新开始) 当18个工人无论哪个工人按红色按钮时机器立即停机(此时红色指示灯全亮,红色按钮释放后指示灯全灭)机器再次启动需18个工人都给启动信号才能运行。18个红色按钮共用PLC一个点。如果点富裕的话18个红按钮分为3组,一组6个共用一个点,用3个点实现这个功能。变频器运行过程,当给变频器运行信号时变频器缓慢启动逐渐加速到高速,指定记米到达时变频器缓慢减速到低速运行,记米到达后变频器立即停止刹车,18个工位如果少几个工位的把那几个工位短接,要不影响工作。

程序分为3部分,主程序,指示灯输出,初始化。初始化中有两个中断程序,分别为当前值=设定值时中断以及复位时产生的中断。高速计数器HDEF的通道是HSC0,意思为编码器的A、B相接I0.0、I0.1,复位接在I0.2。事件号是10,意思是选择A/B正交计数器。中断ATCH的事件号12代表当前值=设定值时中断。事件号28代表HSC0当I0.2高电平时产生中断。 主程序:

旋转编码器定位使用说明

充注小车、运载小车定位使用说明 定位原理: 旋转编码器定位与老式的旋转变压器一样,实际上是一个计数器。我们目前使用的OMRON旋转编码器每旋转一周,能精确地发出1024脉冲,PLC依据旋转编码器发出的脉冲进行计数,再乖以固定机械变比与旋转半径的系数,就可以得出脉冲与实际行走距离的线性对应关系。 PLC利用高速计数模块QD62D读取旋转编码器的值并进行数字化处理,可以将脉冲数值转换成实际的距离值如mm。 目前我们设备都是利用旋转编码器的原始值进行处理的,所有触模屏上的距离值均为脉冲值而非实际距离值,这样在处理数据时比较方便直观。 根据这一对应关系利用普通变频器控制一般的三相鼠笼电机就能实现精度在1毫米左右定位系统,可以在许多定位要求不高的控制领域使用。 使用方法: 依据上述原理,定位系统定位首先必须选择一个参考点,以这点作为基准点,其它所有设置点均为到这一点的相对距离。当基点信号取的不稳定或不好,就会影响整个定位过程。 旋转编码器由一个联轴器与一套齿轮机构组合成一套测量机构。由于齿轮与齿轮之间存在间隙,运行一段时间后就会有误差积累,造成定位不准,这时不要改变屏上设定数据,而是在运行机构运行一段时间后,让运行机构回到基点,进行一次清零,就可以消除积累误差。 旋转编码器定位机构的故障主要有定位不准、或运行数据无变化等等。 定位不准主要是由测量机构之间的间隙,联轴器、齿轮相对打滑。 一种定位不准就是干扰,现场已采用了一端接地的屏蔽等措施。出错时请严格检查测量线路(包抱QD62D联接器)有无断线、短路、屏蔽不严、模块供电电压不足等问题。 还有一种定位不准表现在:由于测量机构所能测量的最大频率不超过500KHz,因此对于变化速度太快脉冲系统不能及时测量,造成定位不准。因此系统要运行平稳,不能有速度突变。

各种编码器的调零方法

各种编码器的调零方法 增量式编码器的相位对齐方式 增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号; 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置; 4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。 撤掉直流电源后,验证如下: 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也出现在这个过零点上。 上述验证方法,也可以用作对齐方法。 需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐,为达到此目的,可以: 1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线; 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U相反电势波形; 3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置; 4.一边调整,一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。 由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息,而Z信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而不作讨论。 绝对式编码器的相位对齐方式 绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言,差别不大,其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平,利用此电平的0和1的翻转,也可以实现编码器和电机的相位对齐,方法如下:1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号;

伺服电机旋转编码器旋变安装

伺服电机旋转编码器安装 一.伺服电机转子反馈的检测相位与转子磁极相位的对齐方式 1.永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐 其唯一目的就是要达成矢量控制的目标,使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦,令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场,从而获得最佳的出力效果,即“类直流特性”,这种控制方法也被称为磁场定向控制(FOC),达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,如下图所示: 图1 因此反推可知,只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,就可以达成FOC控制目标,使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交,即波形间互差90度电角度,如下图所示: 图2 如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢?由图1可知,只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位,然后就可以相对容易地根据电角度相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了。 在此需要明示的是,永磁交流伺服电机的所谓电角度就是a相(U相)相反电势波形的正弦(Sin)相位,因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对齐关系;另一方面,电角度也是转子坐标系的d轴(直轴)与定子坐标系的a轴(U轴)或α轴之间的夹角,这一点有助于图形化分析。 在实际操作中,欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时,在无外力条件下,初级电磁场与磁极永磁场相互作用,会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上,如下图所示:

伺服电机维修之编码器对位调零

伺服电机转子反馈的检测相位与转子磁极相位的对齐方式 论坛中总是有人问及伺服电机编码器相位与转子磁极相位零点如何对齐的问题,这样的问题论坛中多有回答,本人也曾在多个帖子有所回复,鉴于本人的回复较为零散,早就想整理集中一下,只是一直未能如愿,今借十一长假之际,将自己对这一问题的经验和体会整理汇总一下,以供大家参考,或者有个全面的了解。 永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐 其唯一目的就是要达成矢量控制的目标,使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦,令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场,从而获得最佳的出力效果,即“类直流特性”,这种控制方法也被称为磁场定向控制(FOC),达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,如下图所示: 图1 因此反推可知,只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,就可以达成FOC控制目标,使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交,即波形间互差90度电角度,如下图所示: 图2 如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢?由图1可知,只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位,然后就可以相对容易地根据此相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了,因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对齐关系。

在实际操作中,欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时,在无外力条件下,初级电磁场与磁极永磁场相互作用,会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上,如下图所示: 图3 对比上面的图3和图2可见,虽然U相绕组(红色)的位置同处于电磁场波形的峰值中心(特定角度),但FOC控制下,U相中心与永磁体的q轴对齐,而空载定向时,U相中心却与d轴对齐,也就实现了a轴或|á轴与d轴间的对齐关系,此时相位对齐到电角度0度,电机绕组中施加的转子定向电流的方向为U相入,VW出,由于V相与W相是并联关系,流经V相和W相的电流有可能出现不平衡,从而影响转子定向的准确性。 实用化的转子定向电流施加方法是U入,V出,即U相与V相串联,可获得幅值完全一致的U相和V相电流,有利于定向的准确性,此时U相绕组(红色)的位置与d轴差30度电角度,即a轴或|á轴对齐到与d差(负)30度的电角度位置上,如图所示: 图4 上述两种转子定向方法对应的绕组相反电势波形和线反电势,以及电角度的关系如下图所示,棕色线为a轴或|á轴与d轴对齐,即直接对齐到电角度0点,紫色线为a轴或|á轴对齐到与d差(负)30度的电角度位置,即对齐到-30度电角度点:

编码器的选型及技术解答

编码器的选型及技术解答 一、问:增量旋转编码器选型有哪些注意事项? 应注意三方面的参数: 1.机械安装尺寸,包括定位止口,轴径,安装孔位;电缆出线方式;安装空间体积;工作环境防护等级是否满足要求。 2.分辨率,即编码器工作时每圈输出的脉冲数,是否满足设计使用精度要求。 3.电气接口,编码器输出方式常见有推拉输出(F型HTL格式),电压输出(E),集电极开路(C,常见C为NPN型管输出,C2为PNP型管输出),长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。 二、问:请教如何使用增量编码器? 1,增量型旋转编码器有分辨率的差异,使用每圈产生的脉冲数来计量,数目从6到5400或更高,脉冲数越多,分辨率越高;这是选型的重要依据之一。 2,增量型编码器通常有三路信号输出(差分有六路信号):A,B和Z,一般采用TTL电平,A脉冲在前,B 脉冲在后,A,B脉冲相差90度,每圈发出一个Z脉冲,可作为参考机械零位。一般利用A超前B或B超前A进行判向,增量型编码器定义为轴端看编码器顺时针旋转为正转,A超前B为90°,反之逆时针旋转为反转B超前A为90°。也有不相同的,要看产品说明。 3,使用PLC采集数据,可选用高速计数模块;使用工控机采集数据,可选用高速计数板卡;使用单片机采集数据,建议选用带光电耦合器的输入端口。 4,建议B脉冲做顺向(前向)脉冲,A脉冲做逆向(后向)脉冲,Z原点零位脉冲。 5,在电子装臵中设立计数栈。 增量型编码器与绝对型编码器的区分:编码器如以信号原理来分,有增量型编码器,绝对型编码器。 增量型编码器(旋转型)工作原理:由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料;玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高。金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级。塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率:编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。 信号输出:信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉式多种形式,其中TTL为长线差分驱动(对称A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也称推拉式、推挽式输出,编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。 信号连接:编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机,PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。A.B两相联接,用于正反向计数、判断正反向和测速。A、B、Z三相联接,用于带参考位修正的位臵测量。A、A-,B、B-,Z、Z-连接,

旋转编码器应用注意事项

旋转编码器应用注意事项 有网友问:增量旋转编码器选型有哪些注意事项? 应注意三方面的参数: 1.械安装尺寸,包括定位止口,轴径,安装孔位;电缆出线方式;安装空间体积; 工作环境防护等级是否满足要求。 2.分辨率,即编码器工作时每圈输出的脉冲数,是否满足设计使用精度要求。 3.电气接口,编码器输出方式常见有推拉输出(F型HTL格式),电压输出(E), 集电极开路(C,常见C为NPN型管输出,C2为PNP型管输出),长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。 ■二.※有网友问:请教如何使用增量编码器? 1,增量型旋转编码器有分辨率的差异,使用每圈产生的脉冲数来计量,数目从 6到5400或更高,脉冲数越多,分辨率越高;这是选型的重要依据之一。 2,增量型编码器通常有三路信号输出(差分有六路信号):A,B和Z,一般采用 TTL电平,A脉冲在前,B脉冲在后,A,B脉冲相差90度,每圈发出一个Z脉冲,可作为参考机械零位。一般利用A超前B或B超前A进行判向,我公司增量型编码器定义为轴端看编码器顺时针旋转为正转,A超前B为90°,反之逆时针旋转为反转B超前A为90 °。也有不相同的,要看产品说明。 3,使用PLC采集数据,可选用高速计数模块;使用工控机采集数据,可选用高 速计数板卡;使用单片机采集数据,建议选用带光电耦合器的输入端口。 4,建议B脉冲做顺向(前向)脉冲,A脉冲做逆向(后向)脉冲,Z原点零位脉冲。 5,在电子装置中设立计数栈。 ■三.※关于户外使用或恶劣环境下使用 有网友来email问,他的设备在野外使用,现场环境脏,而且怕撞坏编码器。 我公司有铝合金(特殊要求可做不锈钢材质)密封保护外壳,双重轴承重载型 编码器,放在户外不怕脏,钢厂、重型设备里都可以用。 不过如果编码器安装部分有空间,我还是建议在编码器外部再加装一防护壳,以加 强对其进行保护,必竟编码器属精密元件,一台编码器和一个防护壳的价值比较还 是有一定差距的。 ■四.※从接近开关、光电开关到旋转编码器: 工业控制中的定位,接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了,而且很好用 。可是,随着工控的不断发展,又有了新的要求,这样,选用旋转编码器的应用优 点就突出了: 信息化:除了定位,控制室还可知道其具体位置; 柔性化:定位可以在控制室柔性调整; 现场安装的方便和安全、长寿:拳头大小的一个旋转编码器,可以测量从几个 μ到几十、几百米的距离,n个工位,只要解决一个旋转编码器的安全安装问题,可 以避免诸多接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦,容易被撞坏和遭高温、水气 困扰等问题。由于是光电码盘,无机械损耗,只要安装位置准确,其使用寿命往往 很长。 多功能化:除了定位,还可以远传当前位置,换算运动速度,对于变频器,步 进电机等的应用尤为重要。 经济化:对于多个控制工位,只需一个旋转编码器的成本,以及更主要的安装 、维护、损耗成本降低,使用寿命增长,其经济化逐渐突显出来。

伺服电机编码器调零

万能增量式光电编码器控制的伺服电机零位调整技巧 下述述两种调法完全取决于你的手工能力和熟练程度, 一般来说, 每款伺服电机都有自己专门的编码器自动调零软件. 不外传仅是出于商业羸 利和技术保密. 如果你是一家正规的维修店,请不要采用以下方法, 应通过正常渠道购买相应的专业设备. 实践证明, 手工调整如果技巧掌握得当, 工作仔细负责, 也可达到同样的效果. 大批量更换新编码器调零方法 第一步: 折下损坏的编码器 第二步: 把新的编码器按标准固定于损坏的电机上 第三步:按图纸找出Z信号和两根电源引出线,一般电源均为5V. 第四步:准备好一个有24V与5V两组输出电源的开关电源和一个略经改装的断 线报警器,把0V线与Z信号线接到断线报警器的两个光耦隔离输入 端上 第五步:在电机转动轮上固定一根二十厘米长的横杆, 这样转动电机时转角精度很容易控制. 第六步:所有连线接好后用手一点点转动电机轮子直到报警器发出报警时即为编码器零位, 前后反复感觉一下便 可获得最佳的位置,经实测用这种方法校正的零位误差极小,很适于批量调整, 经实际使用完全合格. 报警器也可用示波器代替, 转动时 当示波器上的电压波形电位由4V左右跳变0V时或由0V跳变为4V左右 即是编码器的零位.这个也很方便而且更精确.杆子的长度越长精度则越高,实际使用还是用报警器更方便又省钱.只要用耳朵感知就行了. 在编码器的转子与定圈相邻处作好零位标记, 然后拆下编码器 第七步:找一个好的电机, 用上述方法测定零位后在电机转轴与处壳相邻处作好电机的机械零位标记.

第八步:引出电机的U V W动力线,接入一个用可控制的测试端子上,按顺序分别对其中两相通入24V直流电,通电时间设为2秒左右,观察各个电 机最终停止位置(即各相的机械零位位置)其中一个始必与刚才所作的机械零位标记是同一个位置. 这就是厂方软件固定的电机机械零 位, 当然能通过厂方专用编码器测试软件直接更改编码器的初始零位数据就更方便了. 如果你只有一台坏掉的伺服电机,你就要根据以上获得的几个相对机械零位逐个测试是不是我们所要的那个位置,这一步由伺服放大器 的试运行模式来进行测试.有关资料是必须的, 否则不要轻易动手,以免损坏编码器. 第九步:把编码器装上电机后端, 这一步要小心,以确保编码器零位记号和电机械械零位位置无偏移, 最后固定柱头镙钉和可调固定底座.. 对于同类电机来说获得了一个正确的零位位置后以后也就知道了24V的正负极该正确地连接至UVW的哪两个端子上,以后就不必再逐 个搞试验了, 这一型号的编码器调零算是搞定了. 第十步:正确连接电机与伺服放大器,并把工作模式定为试运行,各厂商的测试方式均有些差异, 请仔细阅读说明书, 如无任何硬件损坏, 测试应 当一次成功. 第十一步:用自动调谐功能自动设定合适的PID 数据. 以保证平稳运行的实际需要. 由于损坏的有些电机很难判别电机轴承是否能承受额定高速运转的要 求, 经这样处理的电机还应进行抽样力矩测试和轴承测试, 如果 轴承磨损严重, 应同时更换轴承. 二:应急调零方法, 简单而且实用. 但必须把电机拆离设备并依靠设备来进行调试试好后再装回设备再可. 事实上经过大量的调零试验, 每个伺服电机都有一个角度小于10 度的零速静止区域, 和350度的高速反转区域, 如果你是偶而更换一只编码器 , 这样的做法确实是太麻烦了, 这里有一个很简便的应急方法也能很快搞定. 第一步:拆下损坏的编码器 第二步: 装上新的编码器, 并与轴固定. 而使可调底座悬空并可自由旋转, 把电

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