伺服電機(jī)編碼器替代技巧?

　　從結(jié)構(gòu)上講，伺服系統(tǒng)分為三部分：伺服電機(jī)、編碼器、驅(qū)動器。伺服電機(jī)的精度取決于編碼器，故障也常見于這三方面。由于技術(shù)、利益等關(guān)系，各廠家所生產(chǎn)的配件不可代替，而進(jìn)口配件的渠道不很暢通，造成維修上很大困難。我們可以通過對其測量，分析研究工作原理，嘗試采用替換的方法進(jìn)行維修。例如，手頭上有一個15芯電纜的編碼器，嘗試替代日本安川9芯電纜的編碼器，該編碼器分辨率為1024，6極，配套在安川公司生產(chǎn)的型號為SGMP-06AFTF22的交流伺服電機(jī)上，其原理如圖1所示。即編碼器的接線除?a正、a負(fù)、b正、b負(fù)、z正、z負(fù)，加上正負(fù)電源和屏蔽共9根線。而手頭上的15根線編碼器與電機(jī)裝配的9根線編碼器無法替代使用，可作如下嘗試。

　　首先，對一臺同型號且完好的伺服電機(jī)裝配的9根線編碼器進(jìn)行測量，得到如圖2所示波形。分析得知，a、b信號的波形與15線編碼器a、b信號的波形相同，而X信號為圖3所示。從中可看出，當(dāng)U、V、W分別換相時，X的波形就發(fā)生一次變化。在一個角度的過程中共有6種波形，分別定義為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)、Ⅳ區(qū)、Ⅴ區(qū)、Ⅵ區(qū)，依測繪結(jié)果推測，此編碼器送出的a、b、X信號，在伺服電機(jī)驅(qū)動器中可以將其解碼后得到U、V、W信號。據(jù)此，用一個常用1024線6極交流伺服電機(jī)編碼器，只要設(shè)計合理的電路，用其u、v、w以其a、b信號合成完全相同的X信號，就可以完全代替原9芯線編碼器。為便于理解，如圖3為替代原理圖，其中虛線部分即為被替代的編碼器。

　　其次，依據(jù)測繪及原理分析，設(shè)計電路。方法是寫出圖2中每一區(qū)間所對應(yīng)的表達(dá)式，如表1所示；按數(shù)字電路的設(shè)計思想，設(shè)計如圖4所示的邏輯電路。

　　而對于于合成信號中的零點信號，讓a、b、c同時高電平時作為零信號。?根據(jù)以上真值表，可以寫出X的表達(dá)式為：

　　然后，根據(jù)以上分析推理，繪出如圖4硬件電路原理圖對應(yīng)的PCB板，并利用Protel仿真得到預(yù)期波形。?

　　結(jié)論：采用上述設(shè)計的電路，用15線編碼器替代9線編碼器，根據(jù)仿真結(jié)果，完全可以正常工作。利用這種方法，已成功維修好多臺進(jìn)口伺服電機(jī)，解決了進(jìn)口設(shè)備維修難的問題。

　?、?接PLC查看脈沖個數(shù)或碼值是否正確；

　　② 接示波器查看波形；

　?、?用萬用表電壓檔測試輸出是否正常 。

　　編碼器為NPN輸出時： 測量電源正極和信號輸出線 ，

　　晶體管置ON時輸出電壓接近供電電壓

　　晶體管置OFF時輸出電壓接近0V。

　　編碼器為PNP輸出時： 測量電源負(fù)極和信號輸出線，

　　晶體管置ON時輸出電壓接近供電電壓，

　　晶體管置OFF時輸出電壓接近0V

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