選擇多圈絕對值編碼器有什么意義?
已知旋轉(zhuǎn)編碼器有增量型、絕對值型這一點(diǎn),一般絕對值型的編碼器比增量型貴得多。 絕對值型編碼器分為單圈和多圈兩種,其中多圈型比單圈型高很多。
那么,使用絕對值編碼器,特別是選擇多圈絕對值編碼器的意義在哪里呢?今天,無錫華爾圣來講解下。
首先,讓我們簡要回顧一下關(guān)于這些編碼器的一些基本概念。
如以前的“編碼器的定義、用途和分類”文中所述,增量編碼器和絕對值編碼器的主要區(qū)別如下。
增量編碼器在機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)時(shí),每旋轉(zhuǎn)經(jīng)過一定的角度間隔,交替輸出脈沖代碼的設(shè)定。
絕對編碼器總是根據(jù)機(jī)械軸當(dāng)前的某個(gè)角度繼續(xù)輸出其旋轉(zhuǎn)位置代碼。
另一方面,單圈和多圈絕對值編碼器的區(qū)別只是角度位置編碼輸出范圍中的不同,前者的范圍只有1圈,后者可以進(jìn)行多圈位置測量。
但是,這并不意味著在位置測量應(yīng)用中一定要使用絕對值編碼器,并不意味著進(jìn)行長距離位置檢測時(shí)須使用多圈絕對值編碼器。
實(shí)際上,在很多傳動和運(yùn)動控制設(shè)備的應(yīng)用中,即使使用增量編碼器和單圈絕對值編碼器,也能夠?qū)崿F(xiàn)所謂的多圈位置檢測和記錄功能。
這里,首先需要研究編碼器的測量應(yīng)用場景。
定位測量在運(yùn)輸控制和傳動設(shè)備中的應(yīng)用基本上可以分為距離測量和位置測量兩種。
關(guān)于距離測量的應(yīng)用,在技術(shù)上可以選擇增量編碼器還是絕對編碼器,絕對值編碼器的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在精度性能等方面,增量編碼器更經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
另外,為了實(shí)現(xiàn)物體(的位置測量,需要研究使用多圈絕對值型編碼器。
反饋編碼意味著編碼器在特定的旋轉(zhuǎn)周期范圍內(nèi)不會輸出重復(fù)的信號。
增量編碼器在旋轉(zhuǎn)時(shí)總是重復(fù)相同的脈沖編碼(例如,正交A/B相增量編碼器的輸出總是A/B相0/1的編碼)。
1圈絕對值編碼器,在機(jī)械軸可旋轉(zhuǎn)1圈的范圍內(nèi)。
多圈絕對值編碼器在該多圈范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)不重復(fù)的位置信號輸出。
無論哪個(gè)絕對值編碼器,只要測量行程超過其圈數(shù)范圍,一定會在旋轉(zhuǎn)中,以量程圈數(shù)周期輸出重復(fù)的位置代碼。因此,長距離位置測量任務(wù)完成,但選擇不同類型的編碼器時(shí),設(shè)備的應(yīng)用體驗(yàn)大不相同。
通過使用增量編碼器或1圈絕對值編碼器,可以可靠地實(shí)現(xiàn)多圈位置檢測和記錄功能,但需要依賴于設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行,順利完成。
使用增量編碼器進(jìn)行位置測量時(shí),需要設(shè)備的信號輸入系統(tǒng),根據(jù)編碼器側(cè)的反饋連續(xù)重復(fù)脈沖,進(jìn)行位置計(jì)數(shù)。
使用單圈絕對值型編碼器處理多圈位置的應(yīng)用時(shí),同樣需要設(shè)備系統(tǒng),一邊取得反饋位置代碼,一邊累計(jì)轉(zhuǎn)速。
這樣,控制程序運(yùn)轉(zhuǎn)異常、系統(tǒng)和編碼器間的電連接的切斷、設(shè)備的故障或停電、信號線路的干擾等在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中可能發(fā)生的各種意想不到的狀況,引起檢測運(yùn)算中的位置計(jì)數(shù)或匝數(shù)的累積錯(cuò)誤或清除
因此,如果發(fā)生這種狀況,系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)編碼器須對某個(gè)位置軸進(jìn)行原點(diǎn)校準(zhǔn)的初始化操作,設(shè)備的停機(jī)時(shí)間肯定會變長。
另一方面,使用絕對值編碼器(包括單圈/多圈)進(jìn)行位置測量時(shí),如果其目標(biāo)范圍(即測量行程)在編碼器的圈數(shù)范圍內(nèi),則裝置系統(tǒng)不進(jìn)行位置計(jì)數(shù)和圈數(shù)累計(jì)的算法處理,而是進(jìn)行編碼器輸出的饋
換言之,位置測量只是依賴于編碼器的反饋輸出,與電氣控制系統(tǒng)無關(guān),即使發(fā)生上述任一電氣系統(tǒng)側(cè)的意外故障,也會中斷檢測運(yùn)算過程,不會影響位置測量結(jié)果。 這樣,不需要設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行時(shí)的復(fù)雜原點(diǎn)調(diào)整初始化作業(yè),縮短設(shè)備停機(jī)時(shí)間,提高生產(chǎn)線整體的運(yùn)用效率。
這種獨(dú)立穩(wěn)定的位置檢測性能實(shí)際上是使用(多圈)絕對值編碼器的意義和價(jià)值。
多圈絕對值編碼器可以避免設(shè)備系統(tǒng)的電氣因素(停電、信號開放.)引起的位置測量過程的中斷,但編碼器與目標(biāo)測量部件之間的機(jī)械連接發(fā)生變化時(shí),也同樣需要在設(shè)備設(shè)置完成時(shí)或機(jī)械連接正常后。
有人可能會說多圈絕對值編碼器的價(jià)格太高,是通常增量編碼器的好幾倍。
但這就是所謂的“昂貴”,其實(shí)只是花了幾千美元,而且是一次性投入的。 每次生產(chǎn)線停止恢復(fù)時(shí),原點(diǎn)校準(zhǔn)的初始化操作中失去的設(shè)備的生產(chǎn)能力無論如何都要以萬(乃至10萬)為單位計(jì)算吧。 而且,這將長期逐次積累哦。這樣,(多圈的)絕對值編碼器的投資收益率不錯(cuò)吧……。
編碼器實(shí)現(xiàn)絕對值位置反饋,特別是多圈絕對值位置反饋的方法有很多,在今后的節(jié)目中,繼續(xù)談?wù)搸讉€(gè)不同類型的絕對值編碼器之間的應(yīng)用差異。
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