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        丹納赫hengstler亨士樂光電編碼器西安技術(shù)部

        發(fā)布時(shí)間:2024-08-22
        丹納赫hengstler亨士樂光電編碼器西安技術(shù)部
        光電編碼器技術(shù)
        常用的光電式編碼器為增量光電編碼器,亦稱光電碼盤、光電脈沖發(fā)生器、光電脈沖編碼器等,它把機(jī)械轉(zhuǎn)角變成電脈沖,是數(shù)控機(jī)床上常用的一種角位移檢測元件,也可用于角速度檢測。從名字我們能知道,光電編碼器是通過光線來檢測位置信號(hào)的。一個(gè)光電編碼器主要包含四種原件:
        • 光源(通常為led)
        • 傳感器
        • 可旋轉(zhuǎn)的碼盤
        • 遮光掩碼盤
        在與被測軸同心的碼盤上刻制了按一定編碼規(guī)則形成的遮光和透光的軌道。碼盤的一邊是發(fā)光led,另一邊則是接收光線的傳感器。碼盤隨著被測軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使得透過碼盤的光束產(chǎn)生間斷,通過光電器件的接收和電路的處理,產(chǎn)生特定電信號(hào)的輸出,再經(jīng)過數(shù)字處理可計(jì)算出位置和速度信息。
        在光電編碼器中每個(gè)傳感器用于一路信號(hào)的檢測。一條碼道可以配合兩個(gè)傳感器進(jìn)行檢測,這兩個(gè)傳感器檢測出來的信號(hào)會(huì)有一定的相位偏差。從這組帶相位差的信號(hào)我們可以得到更多的信息比如旋轉(zhuǎn)方向。如果我們需要零位信號(hào)用于脈沖計(jì)數(shù)的校正,通常碼盤上還會(huì)有另一條軌道用于產(chǎn)生零位信號(hào)。
        采用光學(xué)相位陣技術(shù)的光電編碼器比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加可靠。光學(xué)相位陣技術(shù)的原理是采集多路信號(hào)的平均值作為一路信號(hào),所以帶來的好處是采集的信號(hào)更加穩(wěn)定可靠,適合應(yīng)用在一些更復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中,例如采礦,重型機(jī)械等。因?yàn)樵谶@些環(huán)境中振動(dòng)和沖擊會(huì)影響傳統(tǒng)編碼器的信號(hào)采集。另外采用光學(xué)相位陣技術(shù)的編碼器在安裝精度上的要求也比傳統(tǒng)光學(xué)編碼器要低。
        光電編碼器的測量精度
        光電編碼器的測量精度取決于它所能分辨的zui小角度,而這與碼盤圓周的條紋數(shù)有關(guān),即分辨角α=360°/狹縫數(shù)。如條紋數(shù)為1024,則分辨角α=360°/1024=0.352°。光電編碼器的輸出信號(hào)a、和b、為差動(dòng)信號(hào)。差動(dòng)信號(hào)大大提高了傳輸?shù)目?力。在數(shù)控系統(tǒng)中,常對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行倍頻處理,以進(jìn)一步提高分辨力。例如,配置2000脈沖/r光電編碼器的伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)8mm螺距的滾珠絲杠,經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)4倍頻處理后,相當(dāng)于8000脈沖/r的角度分辨力,對(duì)應(yīng)工作臺(tái)的直線分辨力由倍頻前的0.004mm提高到0.001mrn。光電式編碼器的優(yōu)點(diǎn)是沒有接觸磨損,碼盤壽命長,允許轉(zhuǎn)速高,而且zui外圈每片寬度可做得很小,因而精度高。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格相對(duì)要高,光源壽命偏短。
        光學(xué)編碼器的應(yīng)用
        增量式光電編碼器按每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)的多少來分有多種型號(hào),比如數(shù)控機(jī)床zui常用的如下表所列,根據(jù)數(shù)控機(jī)床絲杠螺距來選用。
        脈沖編碼器
        每轉(zhuǎn)脈沖移動(dòng)量(mm)
        2000脈沖/r
        2,3,4,6,8
        2500脈沖/r
        5,10
        3000脈沖/r
        3,6,12
        為了適應(yīng)高速、高精度數(shù)字伺服系統(tǒng)的需要,先后又發(fā)展了高分辨率的光電脈沖編碼器。現(xiàn)在已有使用每轉(zhuǎn)發(fā)出10萬乃至幾百萬個(gè)脈沖的編碼器,該類光電脈沖編碼器裝置內(nèi)部應(yīng)用了微處理器。
        光學(xué)編碼器通過特殊的設(shè)計(jì)可以達(dá)到非常高的精度,單圈分辨率也可以超過4百萬個(gè)脈沖。這些優(yōu)勢使得光學(xué)編碼器在很多對(duì)分辨率要求很高的場合占有一席之地,例如:電腦的鼠標(biāo),復(fù)印機(jī)或是醫(yī)療機(jī)械。通過光學(xué)相位陣技術(shù)的應(yīng)用,光電編碼器也可以在更惡劣的環(huán)境中使用,例如塔基。
        盡管在一些惡劣的環(huán)境下我們可能會(huì)考慮磁性編碼器,但我們需要考慮一個(gè)問題:究竟是光電編碼器的精度和分辨率對(duì)我們的系統(tǒng)更重要,還是磁性編碼器的可靠性更重要。
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