1、增量型編碼器
除了普通級(jí)編碼器的ABZ數(shù)據(jù)信號(hào)外,增量型伺服編碼器還有UVW數(shù)據(jù)信號(hào),但現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)和初期的進(jìn)口伺服大多采用這種方式,線路較多。
2、絕對(duì)值型伺服電機(jī)的編碼器
增加旋轉(zhuǎn)式編碼器,導(dǎo)出單脈沖,通過(guò)計(jì)數(shù)儀器可以知道其部位,在編碼器不動(dòng)或斷電的情況下,通過(guò)計(jì)數(shù)儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)記憶力記住部位。 這樣,在切斷電源后,編碼器不能有所有的移動(dòng)。 咨詢工作中,在編碼器導(dǎo)出單脈沖的過(guò)程中,不能有干擾而丟失單脈沖。 否則,機(jī)械設(shè)備的記憶力會(huì)有0點(diǎn)偏差,很難知道偏差的量。 只有發(fā)生了問(wèn)題的制造結(jié)果才知道。
處理方式提高定位點(diǎn),編碼器每次通過(guò)定位點(diǎn)時(shí),將參考部位調(diào)整為計(jì)數(shù)器的記憶力部位。 在定位點(diǎn)之前,無(wú)法保證部位的精度。 因此,在工業(yè)自動(dòng)化中,有在每次實(shí)際操作時(shí)尋找定位點(diǎn),開始零錢交換等方式。例如,復(fù)印機(jī)掃描儀的準(zhǔn)確定位是增量式編碼器的原理,每次啟動(dòng)時(shí)大家都會(huì)發(fā)出啪啪的聲音,這就是參照0點(diǎn)開始工作。
這種方式對(duì)于許多工業(yè)自動(dòng)化工程項(xiàng)目相對(duì)不便,更因?yàn)椴辉试S起步換零錢(起步后需要了解準(zhǔn)確的部位),所以具有正面編碼器的產(chǎn)生。
肯定型旋轉(zhuǎn)光電編碼器由于每個(gè)部位都是肯定的、唯一的、抗干擾的、不需要斷電記憶力,已經(jīng)越來(lái)越普遍地應(yīng)用于各類工業(yè)生產(chǎn)體系中的視角、尺寸測(cè)量和精確定位操作。
編碼器光學(xué)編碼盤上面一定有很多刻度。 各自的刻度分別是2線、4線、8線、16線。 配置,這樣,在編碼器的各個(gè)部位,讀取各個(gè)刻度,通過(guò)開/關(guān),得到從2的零次方到2的n-1次方的唯一的二進(jìn)制碼(灰色)組,將其稱為n位肯定編碼器。 這樣的編碼器由碼盤的機(jī)械部位決定,不會(huì)受到電源斷開、噪聲的影響。
肯定編碼器由機(jī)械部位決定的各部位的唯一性。 它不需要記憶力,不需要找定位點(diǎn),也不需要經(jīng)常數(shù)數(shù),需要什么時(shí)候了解部位,什么時(shí)候加載那個(gè)部位。 這樣可以進(jìn)一步提高編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的安全性。
編碼器在準(zhǔn)確定位方面優(yōu)于添加量子編碼器,因此越來(lái)越多地用于伺服電機(jī)。 肯定型編碼器由于其高精度,導(dǎo)出位數(shù)大,保持并行導(dǎo)出狀態(tài),需要保證其每一位的導(dǎo)出數(shù)據(jù)信號(hào)的連接非常好,對(duì)于比較復(fù)雜的工作情況需要防護(hù),連接電纜芯數(shù)大,會(huì)產(chǎn)生很多麻煩和安全性。 因此,肯定編碼器在多位導(dǎo)出中通常選擇并行處理導(dǎo)出或總線導(dǎo)出。 德國(guó)制造的肯定型編碼器的并行處理導(dǎo)出中最常用的是SSI (同步并行處理導(dǎo)出)。
從單圈肯定式編碼器到單圈肯定式編碼器,旋轉(zhuǎn)單圈肯定式編碼器,在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中準(zhǔn)確測(cè)量光碼盤各軌道的刻度,獲得唯一代碼。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度時(shí),代碼又回到起點(diǎn)。 那樣就不符合肯定代碼的唯一原則了。 這樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的精確測(cè)量,稱為單圈肯定式編碼器。 要準(zhǔn)確測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度的范圍,需要應(yīng)用單圈肯定式編碼器。
編碼器廠家應(yīng)用鐘表齒輪機(jī)械的基本原理,在管理中心碼盤的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在傳動(dòng)齒輪另一碼盤(或多組傳動(dòng)齒輪、多組碼盤)的基礎(chǔ)上,在單圈編碼的基礎(chǔ)上增加匝數(shù)碼,編碼器這樣的肯定編碼器被稱為單圈式肯定編碼器,同樣由機(jī)械部位決定代碼,各部位的代碼不重復(fù),不需要記憶力。單圈編碼器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)范圍廣,具體應(yīng)用一般比較豐富,裝配時(shí)無(wú)需找零點(diǎn),只需以某個(gè)中間環(huán)節(jié)為起點(diǎn)即可,大大簡(jiǎn)化了裝配調(diào)整的難度系數(shù)。 單圈肯定編碼器在長(zhǎng)短準(zhǔn)確定位方面具有優(yōu)勢(shì),目前歐洲新上市的伺服電機(jī)基本采用單圈絕對(duì)值型編碼器。
3、正弦波伺服電機(jī)編碼器
是以軸為中心的光學(xué)碼盤,上面有環(huán)狀的通、暗的刻度,裝載光學(xué)的收發(fā)元件,由得到的4組正弦波形數(shù)據(jù)信號(hào)構(gòu)成a、b、c、d,各自的正弦波形偏離相位角90度(相對(duì)于該頻率為360度) 每轉(zhuǎn)一次導(dǎo)出這樣的z相單脈沖,意味著歸零參考位。
普通級(jí)正余弦編碼器具有相當(dāng)于波形數(shù)據(jù)信號(hào)的增量式編碼器的AB正交和數(shù)據(jù)信號(hào)的一對(duì)正交和的sin、cos1Vp-p數(shù)據(jù)信號(hào),每一周重復(fù)2048等多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)周期時(shí)間; 及這樣漲價(jià)量的對(duì)稱三角波Index數(shù)據(jù)信號(hào),與增加量式編碼器的z數(shù)據(jù)信號(hào)相同,繞一周通常會(huì)發(fā)生這樣的情況; 該正余弦編碼器本質(zhì)上也是該增量式編碼器。 另外一個(gè)正弦波編碼器除了具有如上所述正交和的sin、cos數(shù)據(jù)信號(hào)之外,還具有僅繞這種數(shù)據(jù)信號(hào)的周期時(shí)間的相互正交和的1Vp-p一周的一對(duì)正弦波c、d數(shù)據(jù)信號(hào),假設(shè)c數(shù)據(jù)信號(hào)為sin,則d數(shù)據(jù)信號(hào)為cos 不僅可以得到比原始數(shù)據(jù)信號(hào)的周期時(shí)間更精密的名稱檢查畫面分辨率,而且例如通過(guò)用2048細(xì)化2048線的名稱檢查畫面分辨率,可以得到每轉(zhuǎn)400萬(wàn)線以上的名稱檢查畫面分辨率。 目前,很多歐美的伺服制造商都呈現(xiàn)了這樣高分辨率的伺服系統(tǒng),但國(guó)內(nèi)制造商還不普遍; 另外,通過(guò)細(xì)分帶有c、d數(shù)據(jù)信號(hào)正余弦編碼器的c、d數(shù)據(jù)信號(hào),也能夠表示每轉(zhuǎn)的肯定位置信息,
正弦波伺服電機(jī)編碼器的優(yōu)點(diǎn)是可以在不選擇高頻通信的情況下高精細(xì)地細(xì)分伺服驅(qū)動(dòng)器。