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德國HEIDENHAIN編碼器的工作原理及作用
閱讀：1183 發(fā)布時(shí)間：2013-8-20德國HEIDENHAIN編碼器的工作原理及作用德國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。