严厉来讲,编码器只会告知你该怎么定位,要怎么履行,是需求靠数控体系(或许PLC之类操控器)操控伺服或许步进电机来完结定位的,编码器好比人的眼睛,知道电机轴或许负载处于当时某个方位,工业上用的一般是光电类型编码器。
光电编码器是在一个很薄很轻的圆盘子上,经过严密仪器来腐蚀雕刻了许多条细微的缝,相当于把一个360度,细分红许多等分,比方成1024组,这样每组之间的视点差是360/1024度=0.3515625度。
然后有个精细的发光源,安装在码盘的一面,码盘的别的一面,会有个接收器之类的,运用了光敏电阻这些元件加放大和整形电路组成,这样码盘滚动时分,有缝隙的当地会透光曩昔,接收器会瞬间收到光脉冲,经过电路处理后,输出一个电脉冲信号,这样码回旋扭转转了一周,会对应输出1024个脉冲,第一个脉冲方位假如是0,第二个脉冲方位便是0.3515625°,第三个脉冲方位是0.3515625°*2,以此类推,这样只需有仪器能读到脉冲个数,就能够知道码盘对应在什么方位了,假如把编码器安装到电机的轴上,电机轴和码盘是刚性衔接,两者的方位联系会一一对应,经过读编码器脉冲,就能够知道电机的轴方位。
而电机轴,比方会经过同步带,齿轮,链条等带动一些负载,比方操控丝杆,这样会有个所谓电子齿轮比的联系,电机转一圈,丝杆会行进多少毫米,这样读到了对应编码器上输出多少给脉冲,经过脉冲数就能够反推出当时丝杆的方位。
可是编码器是圆的,假如无限制旋转下去,视点会无穷大,所以规划了一种增量型的编码器,转一圈,会输出三组信号ABZ,其间AB是相同的脉冲,比方上边说的一圈有1024个脉冲,AB相脉冲对应一圈内的圆周视点,并且两种脉冲是处于正交状况的,假如是正回转,经过判别AB相脉冲的上升沿和下降沿的先后顺序,就能够知道编码器当时是顺时针仍是逆时针方向旋转的。
别的有个Z相脉冲,是因为圆周虽然会不断转下去,视点会无穷无尽,可是都是一周一周的重复罢了,零相脉冲固定在圆周某个方位,编码器每转一圈,只输出一个零相脉冲,这样假如以Z相脉冲为基准点,这样每次读到这个脉冲时分,体系就清零一次,就能够让视点最大值操控在360°以内,相当于一个零基准点了。
这样即便体系断掉了,从头上电,只需能找到这个基准点,就能够知道丝杆的初始方位在什么当地了。以上这种定位叫增量坐标系,所以编码器便是增量型编码器,运用比较广泛,因为灵敏并且价格廉价。
假如只设备只需求转一圈的,也便是视点在360°内的,编码器能够细分精细一点,比方有13位,相当于2^13次方个脉冲一圈,对应着360°,这种脉冲数和视点一一对应,不怕体系断电需求从头调整零位,这种编码器叫单圈绝对值编码器。假如负载需求转多圈的,可是这个圈数也不能十分多,比方5圈,相当于5*360°=1800°,这样脉冲和1800°一一对应,这些在一些高级的数控机床上运用比较多,能够知道丝杆或许一些旋转作业的当时精细方位,并且不必忧虑体系断电归零问题。
此外,编码器还有磁电方法的,比方在码盘上加工了许多个南北距离的小磁铁,经过霍尔去读小磁铁信号,输出信号,相同经过放大和整形变成了电脉冲,这点和光电编码器是相似的,并且价格会廉价点,可靠性会高,可是精度就比光电要差点。
PLC能输入开关量,也便是一高一低的电平电压,而编码器脉冲信号,能够了解必定时间内,用极快的速度完结的一组开关量。可是因为这种开关量的频率太高了,所以PLC的一般I/O口是无法精确读到这些脉冲的个数的,因为PLC作业过程中存在扫描周期,需求每个一段时间才去改写一下一般I/O口的数据,而编码器的精度太高了,单位时间内输出的脉冲个数太多,一般I/O是无法担任的。
一般PLC会规划有高速计数端口,实质是利用了底层单片机的硬件逻辑来完结这些编码器计数的,避开了扫描周期问题,PLC都规划有专门的高速计数指令,运用的时分,直接调用这些指令就能够读到当时的脉冲值了。可是脉冲的核算和输出上,因为扫描周期存在,往往也会存在着滞后影响,假如用来操控一些履行组织,比方气缸来动作裁切动作,这样要考虑提前量的补偿问题。
提示一下,假如想用PLC来操控伺服或许步进体系,往往并不需求经过编码器反应来判别方位,经过一些PLS指令之类的来宣布方位脉冲给伺服驱动器,方位环在伺服驱动器内部构成就好,而PLC这边仅仅一个指令组织,并没有构成方位闭环,当然假如是专门定位模块操控,运用了NC之类的操控方法,是能够在里面构建方位闭环的。