伺服電機(jī)編碼器的學(xué)習(xí)

伺服電機(jī)編碼器是安裝在伺服電機(jī)上用來測(cè)量磁極位置和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器，從物理介質(zhì)的不同來分，伺服電機(jī)編碼器可以分為光電編碼器和磁電編碼器，另外旋轉(zhuǎn)變壓器也算一種特殊的伺服編碼器，市場(chǎng)上使用的基本上是光電編碼器，不過磁電編碼器作為后起之秀，有可靠，便宜，抗污染等特點(diǎn)，有趕超光電編碼器的趨勢(shì)。

伺服編碼器這個(gè)基本的功能與普通編碼器是一樣的，比如絕對(duì)型的有A，A反，B，B反，Z，Z反等信號(hào)，除此之外，伺服編碼器還有著跟普通編碼器不同的地方，那就是伺服電機(jī)多數(shù)為同步電機(jī)，同步電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候需要知道轉(zhuǎn)子的磁極位置，這樣才能夠大力矩啟動(dòng)伺服電機(jī)，這樣需要另外配幾路信號(hào)來檢測(cè)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置，比如增量型的就有UVW等信號(hào)，正因?yàn)橛辛诉@幾路檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的信號(hào)，伺服編碼器顯得有點(diǎn)復(fù)雜了，以致一般人弄不懂它的道理了，加上有些廠家故意掩遮一些信號(hào)，相關(guān)的資料不齊全，就更加增添了伺服電機(jī)編碼器的神秘色彩。?由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。

編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí)，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。?

分辨率-編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

關(guān)于伺服電機(jī)的編碼器這里只介紹要點(diǎn)，太多原理的東西也記不住，簡(jiǎn)明扼要的介紹。

編碼器：增量2500線，8極。

品牌最主要有三家：日本多摩川/日本內(nèi)密控/長(zhǎng)春禹衡

日本做精密部件起步較早，所以在編碼器使用穩(wěn)定性上日本多摩川和內(nèi)密控相對(duì)穩(wěn)定些，而我們所見到的比如多摩川N8566 內(nèi)密控48T 等都是在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)編碼器老大長(zhǎng)春禹衡近年來編碼器做的也越來越好，使用穩(wěn)定性也提高不少，慢慢接近日系品牌，我個(gè)人還是比較支持國(guó)產(chǎn)編碼器的發(fā)展，畢竟這在工業(yè)上也是比較重要的精密零部件，務(wù)必技術(shù)掌握在自己手里。

原理：增量式光電編碼器的特點(diǎn)是每產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖信號(hào)就對(duì)應(yīng)于一個(gè)增量位移， 但是不能通過輸出脈沖區(qū)別出在哪個(gè)位置上的增量。顧名思義“增量”。

結(jié)構(gòu)：增量式光電編碼器主要由光源、碼盤、檢測(cè)光柵、光電檢測(cè)器件和轉(zhuǎn)換電路組成。

精度：光電編碼器的分辨率是以編碼器軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周所產(chǎn)生的輸出信號(hào)基本周期數(shù)來表示的， 即脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)（PPR）。碼盤上的透光縫隙的數(shù)目就等于編碼器的分辨率，碼盤上刻的縫隙越多，編碼器的分辨率就越高。在工業(yè)電氣傳動(dòng)中，根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象，可選擇分辨率通常在500~6000PPR 的增量式光電編碼器，最高可以達(dá)到幾萬 PPR。交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)中通常選用分辨率為 2500PPR 的編碼器。此外對(duì)光電轉(zhuǎn)換信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，可以得到 2 倍頻或 4 倍頻的脈沖信號(hào)，從而進(jìn)一步提高分辨率。伺服驅(qū)動(dòng)器都采用4倍頻，即2500線的編碼器，在驅(qū)動(dòng)器齒輪比為1：1情況下，電機(jī)10000個(gè)脈沖轉(zhuǎn)一圈。

信號(hào)輸出形式：線驅(qū)動(dòng)輸出 這種輸出方式將線驅(qū)動(dòng)專用 IC 芯片（26LS31）用于編碼器輸出電路，由于它具有高速響應(yīng)和良好的抗噪聲性能，使得線驅(qū)動(dòng)輸出適宜長(zhǎng)距離傳輸。輸出電路如圖主要應(yīng)用領(lǐng)域有伺服電機(jī)、機(jī)器人、數(shù)控加工機(jī)械等。

編碼器的碼盤有三種：塑料，金屬，玻璃。日本多摩川和內(nèi)密控實(shí)行差異化競(jìng)爭(zhēng)，多摩川以玻璃碼盤為主，內(nèi)密控以塑料碼盤為主。長(zhǎng)春禹衡以玻璃碼盤為主。玻璃碼盤的缺點(diǎn)是不能受到較大沖擊和震動(dòng)，軸向敲擊電機(jī)可能會(huì)導(dǎo)致玻璃有裂紋或碎裂。塑料碼盤缺點(diǎn)是塑料與空氣摩擦易產(chǎn)生靜電吸附效應(yīng)，碼盤上易吸附灰塵而擋住碼道影響計(jì)數(shù)，抗干擾能力也稍差。就實(shí)際遇到的情況，后者易出現(xiàn)問題。對(duì)于玻璃碼盤的編碼器只要我們提示客戶安裝電機(jī)使用注意事項(xiàng)，禁止敲擊。而塑料碼盤的編碼器，一旦有灰塵或干擾，會(huì)產(chǎn)生伺服驅(qū)動(dòng)器時(shí)報(bào)警時(shí)不報(bào)警，增加排查難度。所以內(nèi)密控現(xiàn)在又在做金屬碼盤的編碼器，就是為了解決玻璃碼盤和塑料碼盤兩者之缺點(diǎn)。