11-2数字式角编码器.ppt

第十一章：第二节第十一章：第二节 数字数字式角编码器式角编码器 信号航空插头信号航空插头（（参考德国沃申道夫公司资料）参考德国沃申道夫公司资料）9/17/20241其他角编码器外形其他角编码器外形9/17/20242其他角编码器外形（续其他角编码器外形（续）） 拉拉线式线式角编角编码器利用线轮，码器利用线轮，能将直线运动转能将直线运动转换成旋转运动换成旋转运动9/17/20243其他角编码器外形其他角编码器外形（参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司）（参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司）9/17/20244一、绝对式编码器 绝对式码盘与增量绝对式码盘与增量式码盘有何区别？式码盘有何区别？10码道光电绝对式码盘码道光电绝对式码盘 绝对式编码器按照绝对式编码器按照角度直接进行编码，角度直接进行编码，可直接把被测转角用可直接把被测转角用数字代码表示出来数字代码表示出来根据内部结构和检测根据内部结构和检测方式有接触式、光电方式有接触式、光电式等形式式等形式 透光区透光区不透光区不透光区零位标志零位标志9/17/20245绝对式接触式编码器绝对式接触式编码器演示演示4 4个电刷个电刷 4 4位二进制位二进制码盘码盘 +5 +5V V输入输入 公共码道公共码道 最小分辨角度为最小分辨角度为 α=360°°/2n 9/17/202462 2．绝对式光电编码器．绝对式光电编码器 a a））光电码盘的平面结构（光电码盘的平面结构（8 8码道）码道） b b））光电码盘与光源、光敏元件的对应关系（光电码盘与光源、光敏元件的对应关系（4 4码道）码道） 高位高位低位低位9/17/20247绝对式光电编码器的分辨力及分辨率绝对式光电编码器的分辨力及分辨率 绝对式光电编码器的测量精度取决绝对式光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与码盘上于它所能分辨的最小角度，而这与码盘上的码道数的码道数n 有关，即最小能分辨的角度及有关，即最小能分辨的角度及分辨率为：分辨率为： α=360°/2n分辨率分辨率=1/2n9/17/20248增量式光电编码器的分辨力及分辨率增量式光电编码器的分辨力及分辨率 增量式光电编码器的测量精度取决于它增量式光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的所能分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的狭缝条纹数狭缝条纹数n 有关，即最小能分辨的角度及有关，即最小能分辨的角度及分辨率为：分辨率为： 9/17/20249二、增量式编码器转轴转轴盘码及盘码及狭缝狭缝光敏元件光敏元件光栏板及辨向用的光栏板及辨向用的A、、B狭缝狭缝LEDABC零位标志零位标志ABC9/17/202410光电编码器的输出波形光电编码器的输出波形 为了判断码盘旋转的方向，在上图为了判断码盘旋转的方向，在上图的光栏板上的两个狭缝距离是码盘上的两的光栏板上的两个狭缝距离是码盘上的两个个狭缝距离的（狭缝距离的（m +1/4））倍，倍，m 为正整数，为正整数，并设置了两组光敏元件并设置了两组光敏元件A、、B，，有时又称有时又称为为sin、、cos元件。

元件9/17/202411辨向信号和零标志辨向信号和零标志 光光电电编编码码器器的的光光栏栏板板上上有有A组组与与B组组两两组组狭狭缝缝，，彼彼此此错错开开1/4节节距距，，两两组组狭狭缝缝相相对对应应的的光光敏敏元元件件所所产产生生的的信信号号A、、 B彼彼此此相相差差90 相相位位，，用用于于辩辩向向当当编编码码正正转转时时，，A信信号号超超前前B信信号号90 ；；当当码码盘盘反反转转时时，，B信号超前信号超前A信号信号90 请画出反转时信号请画出反转时信号B的波形）的波形） 在在上上一一页页图图的的码码盘盘里里圈圈，，还还有有一一根根狭狭缝缝C，，每每转转能能产产生生一一个个脉脉冲冲，，该该脉脉冲冲信信号号又又称称“一一转转信信号号”或或零标志脉冲零标志脉冲，作为测量的，作为测量的起始基准起始基准9/17/202412三、角编码器的应用三、角编码器的应用 角角编编码码器器除除了了能能直直接接测测量量角角位位移移或或间间接接测测量量直直线线位位移移外外，，可可用用于于数数字字测测速速、、工工位编码、位编码、伺服电机控制伺服电机控制等。

等 9/17/202413M法测速（适合于高转速场合）法测速（适合于高转速场合）T 编编码码器器每每转转产产生生 N 个个脉脉冲冲，，在在T 时时间间段段内内有有 m1 个个脉脉冲冲产产生生，，则则转转速速（（r/min)为为 ：：n = 60m1/（（NT）） m19/17/202414例题例题T 有有一一增增量量式式光光电电编编码码器器，，其其参参数数为为1024p/r，， 在在5s时时间间内内测测得得65536个个脉脉冲冲，，则则转速（转速（r/min)为为 ：： n = 60 × 65536 /（（1024 × 5）） r/min = 768 r/min m19/17/202415T法测速（适合于低转速场合）法测速（适合于低转速场合）时钟脉冲时钟脉冲fc 编码器输出脉冲编码器输出脉冲 m2 ··· 编编码码器器每每转转产产生生 N 个个脉脉冲冲，，用用已已知知频频率率fc作作为为时时钟钟，，填填充充到到编编码码器器输输出出的的两两个个相相邻邻脉脉冲冲之之间间的的脉脉冲冲数数为为m2 ，，则则转转速速(r/min)为为 n = 60fc / （（Nm2 ）） 9/17/202416T法测速举例法测速举例时钟脉冲时钟脉冲fc 编码器输出脉冲编码器输出脉冲 m2 ··· n = 60fc /（（Nm2 ）） = 60*1000000/（（1024*3000）） =19.53 r/min 有一增量式光电编码器，其参数为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测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为3000，，时钟频时钟频率率fc为为1MHz ，，则转速（则转速（r/min)为为 ：：9/17/202417安装套安装套编码器的安装方式编码器的安装方式 1. 1.编码器编码器的套式安装的套式安装9/17/202418安装轴安装轴2.2.编码器的轴式安装编码器的轴式安装9/17/202419编码器在定位编码器在定位加工中的加工中的应用应用1—1—绝对式编码器绝对式编码器 2——电动机电动机 3——转轴转轴 4——转盘转盘 5——工件工件 6——刀具刀具 设该增量式光电编码器设该增量式光电编码器的参数为的参数为1024 1024 p/rp/r，，大、小大、小皮带轮的传动比为皮带轮的传动比为5 5，若希望，若希望当加工好元件当加工好元件1 1后紧接着加工后紧接着加工元件元件8 8，则电动机转动了多少，则电动机转动了多少分之几圈？应等待编码器分之几圈？应等待编码器给给出多少脉冲数时，出多少脉冲数时，电动机停电动机停转？转？9/17/202420数控数控加工中心加工中心9/17/202421 编码器在数编码器在数控控加工中心的刀库加工中心的刀库选刀控制中选刀控制中的应用的应用旋转刀库旋转刀库被加工工件被加工工件刀具刀具角编码器的输出为角编码器的输出为当前刀具号当前刀具号角编码器与角编码器与 旋转刀库连接旋转刀库连接9/17/202422 用不同的刀具用不同的刀具加工复杂的工件加工复杂的工件9/17/202423编码器在伺服电机中的应用编码器在伺服电机中的应用 利用利用编码器测编码器测量量伺服电机的转速、伺服电机的转速、转角，并通过伺服转角，并通过伺服控制系统控制其各控制系统控制其各种运行参数。

种运行参数•转速测量转速测量•转子磁极位置测量转子磁极位置测量•角位移测量角位移测量9/17/202424作业作业p201:p201:3 3、、5 59/17/202425休休 息息 一一 下下9/17/202426。