光栅编码器在机床行业中的应用-论文.pdf

《光栅编码器在机床行业中的应用-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、光栅编码器在机床行业中的应用长春禹衡光学有限公司王忠杰卢欣霁林长友一、引舌二、编码器目前主要的分类在机床行业竞争日趋激烈的市场环境下，产(1)按照测量准确度可分为角度编码器和旋转品利润率的下滑，在低端市场的产能过剩，让众编码器：测量精度高于20角秒的编码器被称为角多厂家面临一场生死大考。如何提高产品附加值，度编码器，其主要应用于数控分度盘、精密转台、向高端产品转型，无疑是厂家走出困境的必经DD马达等。测量精度低于20角秒的编码器被统称之路。为旋转编码器，主要应用于纺织机、包装机、加1二编码器、光栅尺作为集光、机、电、算技术于中心、机器人等。一身的高精度位移传感器，被比喻为：数控机床(2)按

2、照测量原理可分为光栅编码器、磁编的眼睛编码器的测量精度决定了伺服系统的精码器、旋转变压器、感应式编码器等，其中光电编度及稳定性，是机床产品升级换代、走向高端化码器的产业化时间最长，工业化配套环境比较完的不可或缺的部件。高精度，高稳定性，高性价比善，在市场上得到广泛应用，相对其他几种编码的国产编码器更是对国产机床的升级换代意义器的精度也最高。重大。(3)按照编码方式可分为增量式编码器和绝自1967年，中国第一台工业化编码器在长春对式编码器，增量式编码器输出脉冲，从A、B两第一光学仪器厂(禹衡光学前身)诞生以来(如组正交的脉冲的相位关系来确定旋转的方向，靠图1所示)，其编码器技术和T艺经历了近

3、半个世累积计数的方式来确定角度和位移。增量式编码纪的积累，在集成光电器件、单场扫描、光强补器结构相对简单，但掉电后无法保留当前位置信偿、正弦信号补偿、集成通讯协议等关键技术均息，需要重新回零点。绝对式编码器结构相对复与国外的主流技术接轨。目前，编码器技术朝着杂，但可记录当前唯一的地址信息，掉电后不需高精度、智能化、总线化的方向发展。要回零点，可在当前位置继续工作。三、编码器在机床各部件中的应用从编码器在机床各部分的使用来看，编码器可以分类为：主轴编码器，手持脉冲发生器，分度头编码器(角度编码器)，刀架编码器，伺服进给编码器。1．主轴编码器图11967年中国第一台工业化编码器在主轴带动工件或

4、刀具旋转，其高刚性、高精长春第一光学仪器厂诞生度、高强度、甚至高转速的特点，对编码器也提出78iWMEM·2015第1期-u嘲—鲜~roaucts&Iecnnology出频响太高，无法可靠地把增量式脉冲数据传输多地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和到上位机，以目前市场上较为通用的,／,48外径产定位控制。目前可多圈测量的绝对式编码器输出品来看，应用比较普遍的最高分辨力只能达到绝对位置信息，分辨力高，广泛应用于高档数控8192线(15位)，已经无法满足伺服系统对高精机床、机器人等对分辨力、控制精度有较高需求度编码器的需求。且与绝对式编码器相比重新上的应用场合(见图4)。高分辨率的绝对式多

5、圈编电之后需要回零点。但由于其多年来已经形成的码器由于输出位数比较多，不适合以并行的方式广阔应用空间，在未来市场上仍会占据一定份额。输}{I数据。串行通讯抗干扰能力强，可在较远距对增量式编码器而言，较为重要的技术指标是高离传输等特性成为绝对式编码的首选。目前国际可靠性。禹衡光学新一代的增量编码器自主开发上通用的主流编码器通讯协议有：Haindenhain的了专用定制类的LED和ASIC光电接收芯片，提高EnDat协议，SICK的Hipface协议和BiSS协议。其了抗污染能力的同时，在LED辐射值衰减时，对中，前两种协议为海德汉和施客的私有协议，具光电转换信号增强放大，提高了编码器的信号质

6、有十分强的垄断性，也对未来用户更换设备设置量，并且大大延长了编码器的使用寿命。了一些障碍。BiSS协议由于公开免费的特性，并(2)增量总线式编码器且提供技术支持和保障，逐渐被许多欧洲编码器增量总线式编码器是介于增量式和绝对式之和伺服驱动器厂商和大机床集成所应用的协议。间的产品类型，从其基本原理看仍属于增量式编目前全球已经有300多个会员公司使用BiSS协议，码器范畴，由于采用了串行总线通讯方式，解决应用BiSS协议的知名厂商有：施耐德、德州仪器、了高分辨率方波增量式无法上线传输的问题。目富上电机、Elmo、雷尼绍等。前禹衡光学现有的ZKD一71、ZKD一66、ZKD一73伺等系列产品，最高

7、分辨力可达到25位，重复定位解读可达一个角秒以内。也就是将编码器一个圆周细分到了3千万线，其分辨率远超传统的增量式伺编码器。高分辨编码器让伺服电机在低转速时更平滑。伺增量总线式编码器采用协议输jJ{：增量信号A、B、z经过处理与磁极控制信号u、V、w组成通讯信号，通过RS485接口输Ⅲ，解决了普通增4编码器在机器人中应}}j的不例量式编码器输出电缆线数多易接错线、长线传输BiSS协议有高速通信，时延小且时延固定，易产生传