HEIDENHAIN海德漢編碼器常見七個故障:
1、編碼器本身故障:是指編碼器本身元器件出現故障,
導致其不能產生和輸出正確的波形。這種情況下需更換編碼器或維修其內部器件。
2、編碼器連接電纜故障:這種故障出現的幾率 最高,維修中經常遇到,應是優先考慮的因素。通常為編碼器電纜斷路、短路或接觸不良,這時需更換電纜或接頭。還應特別注意是否是由于電纜固定不緊,造成松動引起開焊或斷路,這時需卡緊電纜。
3、編碼器+5V電源下降:是指+5V電源過低, 通常不能低于4.75V,造成過低的原因是供電電源故障或電源傳送電纜阻值偏大而引起損耗,這時需檢修電源或更換電纜。
4、絕對式編碼器電池電壓下降:這種故障通常有含義明確的報警,
這時需更換電池,如果參考點位置記憶丟失,還須執行重回參考點操作。
5、編碼器電纜屏蔽線未接或脫落:這會引入干擾信號,使波形不穩定,影響通信的準確性,必須保證屏蔽線可靠的焊接及接地。
6、編碼器安裝松動:這種故障會影響位置控制 精度,造成停止和移動中位置偏差量超差,甚至剛一開機即產生伺服系統過載報警,請特別注意。
7、光柵污染 這會使信號輸出幅度下降,必須用脫脂棉沾輕輕擦除油污安裝使用
光電編碼器,是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器。它是目前應用最多的傳感器。光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸,當電動機旋轉時,光柵盤與電動機同速旋轉,經發光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號。通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外,為判斷旋轉方向,碼盤還可提供相位相差 90° 的兩路脈沖信號,見圖 5-57。
圖 5-57 編碼器工作原理圖及輸出波形
2.編碼器的分類
根據檢測原理,編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式,可分為增量式、絕對式以及混合式三種。
增量式編碼器。增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖 A、B 和 Z 相;A、B 兩組脈沖相位差 90°,從而可方便地判斷出旋轉方向,而 Z 相為每轉一個脈沖,用于基準點定位。它的優點是原理構造簡單,機械平均壽命可在幾萬小時以上,抗干擾能力強,可靠性高,適合于長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉動的絕對位置信息。
絕對式編碼器。絕對式編碼器是直接輸出數字的傳感器,在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼盤,每條道上有透光和不透光的扇形區相間組成。相鄰碼道的扇區樹木是雙倍關系,碼盤上的碼道數是它的二進制數碼的位數,在碼盤的一側是光源,另一側對應每一碼道有一光敏元件,當碼盤處于不同位置時,各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的電平信號,形成二進制數。這種編碼器的特點是不要計數器,在轉軸的任意位置都可讀書一個固定的與位置相對應的數字碼。顯然,碼道必須有 N 條碼道。目前國內已有 16 位的絕對編碼器產品。
混合式絕對編碼器。混合式絕對編碼器輸出兩組信息,一組信息用于檢測磁極位置,帶有絕對信息功能;另一組則同增量式編碼器的輸出信息。
3.光電編碼器的應用
(1)角度測量。
汽車駕駛模擬器,對方向盤旋轉角度的測量選用光電編碼器作為傳感器。重力測量儀采用光電編碼器,把它的轉軸與重力測量儀中補償旋鈕軸相連;扭轉角度儀,利用編碼器測量扭轉角度變化,如扭轉實驗機、漁竿扭轉釣性測試等;擺錘沖擊實驗機,利用編碼器計算沖擊是擺角變化。
(2)長度測量。
① 計米器,利用滾輪周長來測量物體的長度和距離。
② 拉線位移傳感器,利用收卷輪周長計量物體長度距離。
③ 聯軸直測,與驅動直線位移的動力裝置的主軸聯軸,通過輸出脈沖數計量。
④ 介質檢測,在直齒條、轉動鏈條的鏈輪、同步帶輪等來傳遞直線位移的信息。