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伺服电机编码器实际应用案例

时间:2019-10-31 20:28 来源:电工之家

伺服电机编码器主要是用来对电机进行精确控制的传感器
用通俗的解释就是:记录电机运动多少个弧分,我们常见的电机都是圆柱形的电机,一圈360°,在精度控制中,编码器就是用来测长,和侧角度的。
伺服电机编码器实际应用案例
光学增量编码器
1、编码器的发展历程
1874年由英国物理学家L.Rayleigh首先提出莫尔条纹图案的工程价值   
直到20世纪50年代人们才开始利用光栅的莫尔条纹进行精密测量    
1950年德国Heidenhain首创DIADUR技术,即在玻璃基板上蒸发镀铬的光刻复制工艺   
1953年英国Ferranti公司提出了一个4相信号系统,即4倍频鉴相技术
1995年相位阵技术开始投入使用。
相位阵ASIC芯片是整个编码器的核心所在。
2、编码器的原理
编码器,根据基本的结构方式,分为磁旋编码器,还有光电编码器。磁旋编码器的优点是价格低,但是精度一般在17位以内。目前对于高精度的要求,例如20位,甚至23位编码器都是采用的光电编码器。
(1)光电编码器原理:
编码器将旋转位置的改变转换为电气信号。
编码器应用在轴的闭环控制和大多数的自动化过程中。编码器为闭环控制产生速度或位置的实际测量值。
伺服电机编码器实际应用案例
以光电型编码器作为主要介绍。
(2)编码器的分类:
从工作原理分:1、光电式, 2、磁电式, 3、机械式
从信号分:1、增量式 ,2、绝对式
从轴形式分: 1、空心轴 , 2、实心轴(RI41 RI58 76)
从机械结构分:1、组合式 ,2、无轴承, 3、封闭式
伺服电机编码器实际应用案例
(3)编码器实际应用案例:
有句话很经典,是这样说的:单位时间内读取到的编码器 的脉冲数越多,表示编码器转得越快。我们来分析一下这句话,编码器的输出轴的齿轮是跟小车的电机的齿轮连在一起的,就是说编码器的转速跟小车电机的转速是成正比例的。
伺服电机编码器实际应用案例
好!我们回过头再仔细研究这句话的意思,我们都知道, 1 个 200 线的编码器,转完满满的一圈,总共就输出 200 个 脉冲值,也就是 200 组高低电平。
比如,我们的单位时间, 也就是采用周期,意思就是我们固定一个时间段,比如用 20ms 为一段,来累计这 20ms 内得到的脉冲个数,如果刚好 有 2000 个,这意味着什么?没错!就是这 20ms 内,编码器转了 10 圈!
根据编码器的原理,怎么计算电机的行走距离?
我们可以根据这个原理,来估算出小车走过的路程。
比如,我们可以拿尺寸测量一下, 小车车轮每前进 25px,我们观察一下脉冲数增加了多少个, 多次测量,取平均值 A;小车走完路程 B 所得到的脉冲总数为 C;
那么 B=(C/A)*25px;
这个实验本人在当年比赛已经验证过,成功测算出各种赛道的长度,与官方公布的长度误差在 1 米以内。
3、编码器的主流品牌:
中国市场,每年的伺服电机的销量总量达到120亿左右。大约600万-700万轴伺服电机。伺服电机成为编码器领域最大的应用市场之一。
2016年,中国市场编码器品牌占比,德国海德汉,以及日本的多摩川位列前两名。国内的长春禹衡是国内做大的编码器供应商。
伺服电机编码器实际应用案例
国内电机生产企业,不少品牌都在使用禹衡编码器,目前国产伺服电机仅有汇川有自己的编码器生产工厂。
编码器主要应用行业分布:电梯是编码器应用的主要市场。
伺服电机编码器实际应用案例
编码器主要在电梯中的功能,是实现闭环反馈,平稳准确的坐电梯,都是依靠编码器。
总结:编码器作为一个比较重要的工业传感器,在很多领域都有应用,我们最常见的工业机器人,对编码器的需求比较大。
细分到更为细致的零部件市场:伺服电机,风电设备,以及工业自动化非标市场,是当前编码器的主要细分设备市场。

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