电机的定位精度从高到低可分为:伺服电机、步进电机、普通三相电机。 我们知道伺服电机的精度是非常高的。 它和普通电机有什么区别或者有什么特殊功能。 简答 先说两点:1脉冲控制,2编码器脉冲反馈。

简述编码器工作原理_编码原理器工作在哪一层_编码器工作原理

伺服电机

形象地说,脉冲控制就是把一个360°的圆分成很多个脉冲。 驱动器发出脉冲就会移动尽可能多的角度,而编码器就像一只眼睛,始终盯着电机。 当电机旋转时,可以看到有多少个脉冲。 脉冲只是形成一个闭环。 所谓闭环就是信息的反馈,就是有命令发送,有信息返回。 例如,我要求电机旋转180°,驱动程序发送5000,电机启用启动。 此时,编码器开始对脉冲进行计数,当从0到5000时,会返回停止命令,电机立即停止。 这是一个简单的闭环控制。 步进电机和伺服的区别在于它只具有发送指令的功能。 由于没有编码器,也没有反馈信息,所以只是发送脉冲指令。 可见,步进电机是开环控制。 它开始旋转与发送的脉冲一样多的脉冲。 ,至于旋转有多低,它不知道; 普通电机两者都没有,这是一个“大放手”。 当电源接通时它们会旋转,当电源切断时它们会停止。 如何让普通电机像伺服电机一样进行信息反馈,需要添加编码编码器,因此编码器非常重要。 今天我们就来说说这个“眼睛”

编码器工作原理

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编码器脉冲输出

这里我们以增量式光电旋转编码器为例来说明脉冲输出为ABZ三相。 为了便于说明,将圆形光栅盘拉成矩形。 AB为两根距离差为d2的感光管,以及一个角码盘。 光栅距离为d0和d1,AB感光管在d1处有输出。

正转时间

1、一开始AB都在d1位置,此时AB都输1;

2 轴旋转时,A 位于 d0 范围内,B 位于 d1 范围内。 此时A输出0,B输出1;

3轴继续旋转,A、B均在d0范围内,AB均输出0;

4轴继续旋转,A在d1范围内,B在d0范围内。 此时A输出1,B输出0;

5轴继续旋转,AB在d1范围内,输出1;

6 按步骤1~5输出循环

逆转时间

1、一开始AB都在d1位置,此时AB都输1;

2 当轴旋转时,B 位于 d0 范围内,A 仍位于 d1 范围内。 此时A输出1,B输出0;

3轴继续旋转,A、B均在d0范围内,AB均输出0;

4轴继续旋转,A在d0范围内,B在d1范围内。 此时A输出0,B输出1;

5轴继续旋转,AB在d1范围内,输出1;

6 按步骤1~5输出循环

可以看出,正转和反转时AB的状态输出是不同的。 通过比较可以轻松区分编码器旋转方向。 一般用户手册上都说AB相位差为90°或者90±45°,意思是一样的,此时的360°可以理解为d0+d1的总长度,90°的差值为( d1+d0)/4,即AB的距离d2。

我们来谈谈它是如何计算脉冲的。 将圆形光栅盘平均分为n块。 旋转时,A、B从位置d0转到d1。 AB 通过一次输出并检测到脉冲。 A、B的输出轮转一次。 脉冲量是一样的,只是检测时谁在前、谁在后的问题。 这里我们在PLC程序中监控编码器的单相输出以及上述脉冲过程。 我们采用欧姆龙E6B2-CWZ6C,A相接X0,B相接X1,高速单相计数器C235用于对A相输出进行计数,C236用于对B相输出进行计数。 :

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单相计数器C235、C236

使用双相计数器C251:

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双相双计数 C251

两者的区别在于单相单计数仅计数但不会自动识别旋转方向。 正向和反向计数不会自动增加或减少。 如果不设置,则默认递增计数,而两相双计数会根据旋转方向自动增加或减少计数。 例如,正向计数可用于向上计数,反向计数可用于向下计数。

编码器定位功能

上面我们讲了编码器是如何对脉冲进行计数,将角位移转换成直线位移来实现定位功能的。 在讲编码器定位功能的时候,我们先来说一下使用接近开关来实现更早的定位或者在精度要求不高的场合。 虽然方法不是很准确,但是原理确实是一样的。

1 接近开关定位

我们用下图来说明一下。 电机驱动6mm螺距的螺杆移动,将圆盘分成6个快速齿轮。 这种情况下,电机每旋转一圈,接近开关就会检测到6个信号。 每个信号代表1mm,从而实现了简单的定位功能。 编码器与这个检测装置的功能相同,也是检测信号,但精度要高得多。 该齿轮一圈有6个脉冲信号,每个脉冲代表1mm,编码器2000P/R为一圈有2000个脉冲信号,每个脉冲代表6/,伺服电机的编码器更高,比如每转 17 位脉冲。

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接近开关定位

2 编码器定位

接近开关的定位原理与下图相同:

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编码器定位

这样编码器和电机主轴通过联轴器连接,编码器获取电机旋转信号进行反馈。 通过PLC控制器完成数据监控,可以实现闭环控制。 普通的三相电机+编码器就实现了“伪伺服”的效果。

下面用PLC程序检测高速计数器的脉冲计数过程:

好了,今天的主题就讲到这里吧,不管如何,能帮到你我就很开心了,如果您觉得这篇文章写得不错,欢迎点赞和分享给身边的朋友。

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