伺服电机编码器的调整方法

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1、主题伺服电机编码器的调整方法来自工控网增量式编码器的相位对齐方式在此讨论中增量式编码器的输出信号为方波信号又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B以及零位信号Z带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外还具备互差120度的电子换相信号UVWUVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位或曰电角度相位之间的对齐方法如下1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电U入V出将电机轴定向至

2、一个平衡位置2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置4.一边调整一边观察编码器U相信号跳变沿和Z信号直到Z信号稳定在高电平上在此默认Z信号的常态为低电平锁定编码器与电机的相对位置关系5.来回扭转电机轴撒手后若电机轴每次自由回复到平衡位置时Z信号都能稳定在高电平上则对齐有效。撤掉直流电源后验证如下1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形2.转动电机轴编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合编码器的Z信号也出现在这个过零点上。上述验证方法也可以用作对齐方法

3、。需要注意的是此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐由于电机的U相反电势与UV线反电势之间相差30度因而这样对齐后增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐为达到此目的可以1.用3个阻值相等的电阻接成星型然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线2.以示波器观察电机U相输入与星型

4、电阻的中点就可以近似得到电机的U?喾吹缡撇ㄐ?3.依据操作的方便程度调整编码器转轴与电机轴的相对位置或者编码器外壳与电机外壳的相对位置4.一边调整一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点最终使上升沿和过零点重合锁定编码器与电机的相对位置关系完成对齐。由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息而Z信号也只能反映一圈内的一个点位不具备直接的相位对齐潜力因而不作为本讨论的话题。绝对式编码器的相位对齐方式绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言差别不大其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的

5、绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平利用此电平的0和1的翻转也可以实现编码器和电机的相位对齐方法如下1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电U入V出将电机轴定向至一个平衡位置2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置4.一边调整一边观察最高计数位信号的跳变沿直到跳变沿准确出现在电机轴的定向平衡位置处锁定编码器与电机的相对位置关系5.来回扭转电机轴撒手后若电机轴每次自由回复到平衡位置时跳变沿都能准确复现则对齐有效。这类绝对式编码器目前已经被采用EnDATBi

6、SSHyperface等串行协议以及日系专用串行协议的新型绝对式编码器广泛取代因而最高位信号就不符存在了此时对齐编码器和电机相位的方法也有所变化其中一种非常实用的方法是利用编码器内部的EEPROM存储编码器随机安装在电机轴上后实测的相位具体方法如下1.将编码器随机安装在电机上即固结编码器转轴与电机轴以及编码器外壳与电机外壳2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电U入V出将电机轴定向至一个平衡位置3.用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈位置值并存入编码器内部记录电机电角度初始相位的EEPROM中4.对齐过程结束。由于

7、此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向因此存入的编码器内部EEPROM中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后驱动器将任意时刻的单圈位置检测数据与这个存储值做差并根据电机极对数进行必要的换算再加上-30度就可以得到该时刻的电机电角度相位。这种对齐方式需要编码器和伺服驱动器的支持和配合方能实现日系伺服的编码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向用户提供这种对齐方式的功能界面和操作方法。这种对齐方法的一大好处是只需向电机绕组提供确定相序和方向的转子定向电流无需调整编码器和电机轴之间的角度关系因而编码器

8、可以以任意初始角度直接安装在电机上且无需精细甚至简单的调整过程操作简单工艺性好。如果绝对式编码器既没有可供使用的EEPROM又没有可供检测的最高计数位引脚则对齐方法会相对复杂。如果驱动器支持单圈绝对位置信息的读出和显示则可以考虑1.用一个直流电源给电机的UV绕组