光电编码器安装与调试

项目五机械位移传感器及其仪表的安装与调试任务三机械位移传感器的安装与调试

单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

单元内容一、项目引入二、知识讲解

1、增量编码器2、绝对编码器3、编码器的选用4、编码器的安装方式5、编码器的安装步骤与电气接线6、绝对编码器的机械安装

7、编码器的调试三、归纳总结

四、作业2学时教学目标能力目标知识目标(1)能够正确的安装编码器；(2)熟练的完成接线；(3)能够根据功能调试光电编码器。

(1)增量式编码器的工作原理与特性；(2)绝对式编码器的工作原理与特性；(3)编码器的安装调试步骤；教学重点难点重点难点光电编码器的安装与调试方法；光电编码器的安装与调试过程中遇到的问题单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

项目引入：分拣站传送带单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

自动生产线上分拣站，进行物件分拣的时候，常用的方法：根据光电、光纤传感器进行分拣，缺点信号有滞后，不准确，气缸推动有误差。更准确的方法，该怎么做？单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

伺服电机伺服电机编码器伺服电机伺服电机编码器编码器编码器项目引入：工业机器人单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

项目引入：编码器装在丝杠末端位置反馈x

通过测量滚珠丝杠的角位移，间接获得工作台的直线位移x，构成位置半闭环伺服系统。x＝t/360×单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

项目引入：丝杠螺距螺母丝杠螺距x=？

设:螺距t=4mm，丝杠在4s时间里转动了10圈，求:丝杠的平均转速n(r/min)及螺母移动了多少毫米？螺母移动的平均速度v又为多少？

螺距单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

项目引入：编码器和伺服电动机同轴安装位置反馈xx＝t/360×单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

知识讲解：编码器读出原理发光二极管光电二极管输出型号(增量式)栅格,虑光镜码盘编码器是一个机械与电子紧密结合的精密测量器件,它通过光电原理或电磁原理将一个机械的几何位移量转换为电子信号（电子脉冲信号或者数据串）。单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

一、增量式编码器用光信号扫描分度盘（分度盘与转动轴相联），通过检测、统计信号的通断数量来计算旋转角度。1、显示速度与旋转方向2、显示角度位置(归零后)3、分辨率通过每转多少脉冲表示4、如果电源出现故障,所有的位置信息丢失1-均匀分布透光槽码盘；2-LED光源；3-狭缝；4-sin信号光电元件；5-cos信号光电元件；6-零位读出光电元件；7-转轴；8-零位标志槽单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

一、增量式编码器通道A增量编码器输出信号

单通道信号：编码器码盘只有一圈光栅，编码器有一对光电扫描系统，输出一通道脉冲信号，后续设备根据单位时间检测到的脉冲数及编码器的分辨率计算出的角速度及线速度

信号输出如图：可以测试速度不能测试旋转方向单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

一、增量式编码器双通道信号：编码器码盘有2圈光栅，并且以90度相位差排列，编码器有2对光电扫描同，输出2通道脉冲信号，由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转反转信号输出如图：可以测试速度可以测试旋转方向通道A通道B单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

一、增量式编码器

3通道信号：在双通道编码器的基础上增加了一个零位信号，用于基准点定位一般测长度使用该信号，测速一般不使用该信号。信号输出如图：可以测试速度可以测试旋转方向通道Z通道A通道B可以定位单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

一、增量式编码器6通道信号：在3通道编码器的基础上将每一通道信号增加一个反向输出，即为6通道编码器，反向信号的存在主要是为了消除干扰及补偿损耗，以便可以长距离的传输。信号输出如图：OutputA顺时针方向OutputB逆时针方向OutputZ

OutputAOutputBOutputZ单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

一、增量式编码器输出信号为一串脉冲，每一个脉冲对应一个分辨角，对脉冲进行计数N，就是对的累加，即，角位移＝N。如：＝0.352，脉冲N＝1000，则：

＝0.352×1000＝352＝360°／条纹数＝360°／1024＝0.352°单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

一、增量式编码器倍频（细分）/4细分前4细分后

在现有编码器的条件下，通过细分技术能提高编码器的分辨力。细分前，编码器的分辨力只有一个分辨角的大小。采用4细分技术后，计数脉冲的频率提高了4倍，相当于将原编码器的分辨力提高了3倍，测量分辨角是原来的1/4，提高了测量精度。单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

二、绝对式编码器用光信号扫描分度盘（分度盘与传动轴相联）上的格雷码刻度盘以确定被测物的绝对位置值，然后将检测到的格雷码数据转换为电信号以脉冲的形式输出测量的位移量4个电刷，导电为“1”，非导电为“0”

4位二进制码盘最小分辨角

当n＝4，＝360°／24＝22.5°

＝360°／2n单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

二、绝对式编码器00000000122.5001045输出n位二进制编码，每一个编码对应唯一的角度。1111337.5单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

二、绝对式编码器LED光敏元件单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

增量编码器绝对值编码器传送在一转中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉电或电源出现故障时显示速度与方向在掉电或电源出现故障时位置信息丢失单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

三、编码器的选用（1）、增量旋转编码器选型

应注意三方面的参数：

1．械安装尺寸。包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；

工作环境防护等级是否满足要求。

2．分辨率。即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。

3．电气接口。编码器输出方式常见有推拉输出（F型HTL格式），电压输出（E），集电极开路（C，常见C为NPN型管输出，C2为PNP型管输出），长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。

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三、编码器的选用（2）绝对编码器选用

机械部分:

1.测长度还是测角度，测长度如何通过机械方式转换。测角度是360度内(单圈)，还是可能过360度(多圈)。生产过程是一个方向旋转循环工作，还是来回方向循环工作。

2.轴连接安装形式，有轴型通过软性联轴器连接，还是轴套型连接。

3.使用环境：粉尘,水气,震动,撞击。

电气部分

1.连接的输出接收部分；2.信号形式；3.分辨率要求；4.控制要求。项目五机械位移传感器及其仪表的安装与调试任务三机械位移传感器的安装与调试

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工作台丝杠伺服电动机编码器导轨四、编码器安装单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

光电编码器伺服电动机联轴器滚珠丝杠滑块光电编码器信号输出伺服电动机电源四、编码器的安装方式单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

1、外壳固定，使用柔性联轴器coupling适配器板四、编码器的安装方式单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

2、外壳固定，使用柔性联轴器伺服法兰连轴器四、编码器的安装方式单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

3、外壳可移动,轴固定，通过销钉力矩安装螺丝(盲孔)力矩销/力矩弹片四、编码器的安装方式单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

4、外壳可移动,轴固定，通过弹簧力矩安装五、编码器的安装步骤单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

编码器的安装步骤及注意事项①安装步骤：第一步：把耦合器穿到轴上。不要用螺钉固定耦合器和轴。第二步：固定旋转编码器。编码器的轴与耦合器连接时，插入量不能超过下列值。E69-C04B型耦合器，插入量5.2mm；E69-C06B型耦合器，插人量5.5mm；E69-Cl0B型耦合器，插入量7.lmm。第三步：固定耦合器。紧固力矩不能超过下列值。E69-C04B型耦合器，紧固力矩2.0kfg·cm；E69-C06B型耦合器，紧固力矩2.5kgf·cm；E69B-Cl0B型耦合器，紧固力矩4.5kfg·cm。第四步：连接电源输出线。配线时必须关断电源。第五步：检查电源投入使用。单元四传送带位移检测中光电编码器的安装与调试

五、编码器的配线及连接①配线应在电源0FF状态下进行。电源接通时，若输出线接触电源线，则有时会损坏输出回路。②若配线错误，则有时会损坏内部回路，所以配线时应充分注意电源的极性等。③若和高压线、动力线并行配线，则有时会受到感应造成误动作或损坏。④延长电线时，应在10m以下。还由于电线的分布容量，波形的上升、下降时间会延长，所以有问题时，应采用施密特回路等对波形进行整形。还有为了避免感应噪声等，也要尽量用最短距离配线。集成电路输人时，要特别注意。⑤电线延长时，因导体电阻及线间电容的影响。波形的上升、下降时间变长，容易产生信号间的干扰(串音)，因此应使用电阻小、线间电容低的电线(双绞线、屏蔽线)。六、绝对编码器的机械安装

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绝对值旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。六、绝对编码器的机械安装

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高速端安装：安装于动力马达转轴端（或齿轮连接），此方法优点是分辨率高，由于多圈编码器有4096圈，马达转动圈数在此量程范围内，可充分用足量程而提高分辨率，缺点是运动物体通过减速齿轮后，来回程有齿轮间隙误差，一般用于单向控制定位。另外编码器直接安装于高速端，马达抖动须较小，不然易损坏编码器。六、绝对编码器的机械安装

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2、低速端安装：安装于减速齿轮后，如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最后一节减速齿轮轴端，此方法已无齿轮来回程间隙，测量较直接，精度较高。另外，GPMV0814机械转数为90圈，用此方法较合理，如果卷筒转数超过90圈，可用1：3或1：4齿轮组调整至转数测量范围内。六、绝对编码器的机械安装

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3、辅助机械安装，收绳机械安装收拉钢丝绳测量盘收紧弹簧轮1收紧弹簧轮2专用弹簧弹性联轴器编码器七、编码器的调试

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YL-335B分拣单元使用了这种具有A、B两相90°相位差的通用型旋转编码器，用于计算工件在传送带上的位置。编码器直接连接到传送带主动轴上。该旋转编码器的三相脉冲采用NPN型集电极开路输出，分辨率500线，工作电源DC12～24V。本工作单元没有使用Z相脉冲，A、B两相输出端直接连接到PLC（S7-224XPAC/DC/RLY主单元）的高速计数器输入端。七、编码器的调试

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步骤一：分拣单元安装调试时，必须仔细调整电动机与主动轴联轴的同心度和传送皮带的张紧度。调节张紧度的两个调节螺栓应平衡调节，避免皮带运行时跑偏。传送带张紧度以电动机在输入频率为1Hz时能顺利启动，低于1Hz时难以启动为宜。测试时可把变频器设置为在BOP操作板进行操作（启动/停止和频率调节）的运行模式，即设定参数P0700=1（使能BOP操作板上的起动/停止按钮），P1000=1（使能电动电位计的设定值）。步骤二：安装调整结束后，变频器参数设置为：P0700=2（指定命令源为“由端子排输入”），P0701=16（确定数字输入DIN1为“直接选择+ON”命令）P1000=3（频率设定值的选择为固定频率），P1001=25Hz（DIN1的频率设定值）七、编码器的调试

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步骤三：在PC机上用STEP7-Micro/WIN编程软件编写PLC程序，主程序清单见图，编译后传送到PLC。七、编码器的调试

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步骤四：运行PLC程序，并置于监控方式。在传送带进料口中心处放下工件后，按启动按钮启动运行。工件被传送到一段较长的距离后，按下停止按钮停止运行。观察STEP7-Micro/WIN软件监控界面上VD0的读数，将此值填写到表的“高速计数脉冲数”一栏中。然后在传送带上测量工件移动的距离，把测量值填写到表中“工件移动距离”一栏中；计算高速计数脉冲数/4的值，填写到“编码器脉冲数”一栏中，则脉冲当量μ计算值=工件移动距离/编码器脉冲数，填写到相应栏目中。七、编码器的调试

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步骤五：重新把工件放到进料口中心处，按下启动按钮即进行第二三次测试后，求出脉冲当量μ平均值为：μ=（μ1+μ2+μ3）/3=0.2576。按如图所示的安装尺寸重新计算旋转编码器到各位置应发出的脉冲数：当工件从下料口中心线移至传感器中心时，旋转编码器发出456个脉冲；移至第一个推杆中心点时，发出650个脉冲；移至第二个推杆中心点时，约发出1021个脉冲；移至第三个推杆中心点时，约发出1361个脉冲。上述数据4倍频后，就是高速计数器HC0经过值。七、编码器的调试

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步骤五：根据脉冲当量和HC0当前值确定