光电编码器课件.ppt

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1、,编码器,1 认识编码器2 编码器的测量对象3 编码器测量直线位移的方式4 绝对式测量5 增量式测量6 编码器在数字测速中的应用7 编码器在主轴控制中的应用,1 认识编码器（编码器在机器人控制中的应用）,编码器,伺服电机,伺服电机,编码器,伺服电机,伺服电机,编码器,编码器,编码器,播放,2 编码器的测量对象,编码器,轴式,套式,电信号,二进制编码,脉冲,3 编码器测量直线位移的方式（1）编码器装在丝杠末端,编码器,通过测量滚珠丝杠的角位移，间接获得工作台的直线位移x，构成位置半闭环伺服系统。,xt/360,（2）丝杠螺距,编码器,螺母,丝杠,螺距,x=？,设:螺距t=4mm，丝杠在4s时间里

2、转动了10圈，求:丝杠的平均转速n(r/min)及螺母移动了多少毫米？螺母移动的平均速度v又为多少？,螺距,编码器,（3）编码器和伺服电动机同轴安装,xt/360,（4）编码器和伺服电动机同轴安装,编码器,工作台,丝杠,伺服电动机,编码器,导轨,（5）编码器和伺服电动机同轴安装,编码器,光电编码器,伺服电动机,联轴器,滚珠丝杠,滑块,光电编码器信号输出,伺服电动机电源,（6）编码器两种安装方式比较,编码器,x,x,编码器装在丝杠末端与前端（和伺服电动机同轴）在位置控制精度上有什么区别？,4 绝对式测量（ABS）（1）信号性质,编码器,0 0 0 0 00 0 0 1 22.5 0 0 1 0

3、45,1 1 1 1 337.5,输出n位二进制编码，每一个编码对应唯一的角度。,（2）接触式绝对码盘,编码器,4个电刷,4位二进制码盘,最小分辨角 3602n,当n4，3602422.5,导电为“1”，非导电为“0”,（3）绝对式光电码盘,编码器,LED,光敏元件,5 增量式测量（INC）（1）信号性质,编码器,输出信号为一串脉冲，每一个脉冲对应一个分辨角，对脉冲进行计数N，就是对 的累加，即，角位移 N。如：0.352，脉冲N1000，则：0.3521000 352,（2）增量式光电编码器的结构,编码器,码盘,光栏板,LED,零位标志（一转脉冲）,光敏元件,360条纹数,36010240.

4、352,透光条纹,（3）辨向,编码器,光敏元件所产生的信号A、B彼此相差90相位，用于辨向。当码盘正转时，A信号超前B信号90；当码盘反转时，B信号超前A信号90。,（4）辨向信号,编码器,A,B,A,B,A 超前于B 90，正向,A 滞后于B 90，反向,（5）倍频（细分）,编码器,/4,细分前,4细分后,在现有编码器的条件下，通过细分技术能提高编码器的分辨力。细分前，编码器的分辨力只有一个分辨角的大小。采用4细分技术后，计数脉冲的频率提高了4倍，相当于将原编码器的分辨力提高了3倍，测量分辨角是原来的1/4，提高了测量精度。,（6）零标志（一转脉冲）,编码器,一转（360）,C,C,在码盘里

5、圈，还有一条狭缝C，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准。,（7）零标志在回参考点中的作用,编码器,Z 轴参考点,X 轴参考点,Y 轴参考点,回参考点方式,SINUMERIK数控系统工作方式开关,（8）回参考点减速开关,编码器,限位开关,参考点减速开关,滑块,（9）回参考点示意图,编码器,减速寻找零标志,零标志找到,参考点位置,速度,慢速,快速,行程,碰到参考点减速开关,播放,6 编码器在数字测速中的应用（1）模拟测速和数字测速的比较,编码器,M,TG,U,测速发电机,n,Un,（2）M法测速（适合于高转速场合）,编码器,m1,T,有一增量式光电编码器

6、，其参数为1024p/r，在5s时间内测得65536个脉冲，则转速（r/min)为：,n=60 65536/（1024 5）=768 r/min,编码器每转产生 N 个脉冲，在T 时间段内有 m1 个脉冲产生，则转速（r/min)为:n=60m1/（NT）,（3）T法测速（适合于低转速场合）,编码器,编码器每转产生 N 个脉冲，用已知频率fc作为时钟，填充到编码器输出的两个相邻脉冲之间的脉冲数为m2，则转速(r/min)为：n=60fc/（Nm2）,有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为3000，时钟频率fc为1MHz，则转速（r/min)为：,n=60f

7、c/（Nm2）=60106/（10243000）=19.53 r/min,7 编码器在主轴控制中的应用(1)主轴编码器,编码器,（2）主轴编码器用于C 轴控制,编码器,主轴编码器,回转刀盘,自驱刀头,C,Z,n,工件,卡盘,主轴,（3）主轴编码器用于螺纹车削,编码器,车削螺纹时，为保证每次切削的起刀点不变，防止“乱牙”，主轴编码器通过对起刀点到退刀点之间的脉冲进行计数来达到车削螺纹的目的。,播放,小 结,编码器,1.编码器用来测量角位移。在数控机床直线进给运动控制中，通过测量角位移间接测量出直线位移，表达式为 xt/360。2.绝对式编码器输出二进制编码，增量式编码器输出脉冲。3.增量式编码器输出信号要进行辨向、零标志和倍频等处理。4.编码器用于数字测速，有M法和T法等方式；在数控车床中用于C 轴控制和螺纹切削。,