直線音圈電機可以應(yīng)用于激光切割設(shè)備行業(yè),半導體生產(chǎn)設(shè)備行業(yè),平板顯示器行業(yè),印刷設(shè)備行業(yè),醫(yī)療器械行業(yè),精密檢測儀器行業(yè),電子元件表面貼裝設(shè)備行業(yè),PCB檢測設(shè)備行業(yè),物流設(shè)備行業(yè)等不同領(lǐng)域。那在具體應(yīng)用
直線音圈電機又是如何做到高精度位置控制的呢?這要歸功于編碼器,可是編碼器又是什么?他又是如何準確的測量電機位置的呢?讓
同茂直線電機來聊一聊編碼器。
一、什么是編碼器
編碼器是將信號或數(shù)據(jù)進行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號,前者稱為碼盤,后者稱為碼尺(光柵尺)。它是工業(yè)中常用的電機定位設(shè)備,可以準確的測試電機的角位移和直線位置。
二、編碼器分類
按照工作原理編碼器可分為增量式和固定式兩類。
1、增量式編碼器
增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號,再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖,用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。
增量式編碼器通常有3個輸出口,分別為A相、B相、Z相輸出,A相與B相之間相互延遲1/4周期的脈沖輸出,根據(jù)延遲關(guān)系可以區(qū)別正反轉(zhuǎn),而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進行2或4倍頻;Z相為單圈脈沖,即每圈發(fā)出一個脈沖。
增量測量法的光柵由周期性柵條組成。位置信息通過計算自某點開始的增量數(shù)(測量步距數(shù))獲得。由于得用固定參考點確定位置值,因此圓光柵碼盤還有一個參考點軌。
2、固定式
固定式編碼器的每一個位置對應(yīng)一個確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān),而與測量的中間過程無關(guān)。
固定式編碼器就是對應(yīng)一圈,每個基準的角度發(fā)出一個與該角度對應(yīng)二進制的數(shù)值,通過外部記圈器件可以進行多個位置的記錄和測量。
編碼器通電時就可立即得到位置值并隨時供后續(xù)信號處理電子電路讀取。無需移動軸執(zhí)行參考點回零操作。固定位置信息來自圓光柵碼盤,它由一系列固定碼組成。單獨的增量刻軌信號通過細分生成位置值,同時也能生成供選用的增量信號。
單圈編碼器的固定位置值信息每轉(zhuǎn)一圈重復(fù)一次。多圈編碼器也能區(qū)分每圈的位置值。它們存著區(qū)別:在增量編碼器的情況下,位置是從零位標記開始計算的脈沖數(shù)量確定的,而固定型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。在一圈里,每個位置的輸出代碼的讀數(shù)是固定的,因此當電源斷開時,固定型編碼器并不與實際的位置分離。如果電源再次接通,那么位置讀數(shù)仍是當前的、有效的,不像增量編碼器那樣,得去尋找零位標記。
三、編碼器工作原理
由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環(huán)形通、暗的刻線,有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強穩(wěn)定信號;另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。
由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩(wěn)定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級,塑料碼盤是經(jīng)濟型的,其成本低,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。
分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。
四、位置測量及反饋控制原理
在電梯、機床、材料加工、電動機反饋系統(tǒng)以及測量和控制設(shè)備中,編碼器占領(lǐng)著重要的地位。編碼器運用光柵和紅外光源通過接收器將光信號轉(zhuǎn)換成TTL(HTL)的電信號,通過對TTL電平頻率和高電平個數(shù)的分析,直觀地反映出電機的旋轉(zhuǎn)角度或直線位置。
由于角度和位置都可以準確的測量,所以可以將編碼器和變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng),將控制更加準確化,這也是為什么電梯、機床等能這么準確使用的原因所在。
綜上所述,我們了解到編碼器按結(jié)構(gòu)劃分為增量式和固定式兩種,他們也都是將其他信號,比如光信號,轉(zhuǎn)換成可以分析控制的電信號。
同茂高精密直線音圈電機所用的直線編碼器的分辨率有0.1μm、0.5μm、1μm等多種選擇,可以滿足客戶的多種選擇。同時提供標準產(chǎn)品和客戶OEM產(chǎn)品,憑借在工業(yè)領(lǐng)域,研發(fā)和制造經(jīng)驗,滿足高性能,低成本,短交貨期,高品質(zhì)的要求。