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編碼器為什么需要回零
閱讀:535 發(fā)布時間:2019-10-28過增量型和型編碼器,前者輸出的是連續(xù)的計數(shù)脈沖,后者輸出的是角度位置編碼;也討論過單圈和多圈值編碼器,單圈的只能反饋單圈也就是 360° 范圍內(nèi)的位置編碼,而多圈的則可以記錄有限多圈(如:4096 圈)的位置編碼。
同時,我們知道,對于像變頻、伺服驅(qū)動器和控制器..等這些上位系統(tǒng)元件來說,它們在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需要用到的是能夠反應(yīng)實(shí)際速度、位置測量值的工程當(dāng)量,而不僅僅是簡單的計數(shù)脈沖和角度編碼,無論是使用哪種編碼器,其輸出常常是需要經(jīng)過一定的換算才能夠?yàn)樯衔坏尿?qū)動控制系統(tǒng)所使用的。
因此,在將西克編碼器接入上位系統(tǒng)時,往往都需要基于實(shí)際的應(yīng)用狀況,對反饋編碼與測量實(shí)體之間的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行設(shè)定,簡單說,就是得讓上位系統(tǒng)和編碼器對上眼兒。
這個設(shè)定其實(shí)有兩層含義,一個是線性比例關(guān)系,就是每一圈(或單位脈沖數(shù))對應(yīng)多少工程當(dāng)量(如:毫米、厘米、度、圈...),這在一般的伺服系統(tǒng)中就是“速比”;另一個是位置參考點(diǎn),也就是需要讓系統(tǒng)知道坐標(biāo)原點(diǎn)在哪里,對應(yīng)哪個位置編碼,這就是所謂的“回零 Homing”。
只有完成了上述比例關(guān)系和坐標(biāo)原點(diǎn)這兩個層面的參數(shù)設(shè)定,在反饋編碼與測量實(shí)體之間建立起一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系,系統(tǒng)才能夠在讀取到編碼器反饋的編碼時準(zhǔn)確的換算并識別出其所反映的實(shí)際測量位置。
個人覺得,可以這樣理解編碼器的校準(zhǔn)與回零操作:編碼器就好比一把尺,它輸出的脈沖和編碼就是尺上的刻度;上位系統(tǒng)就好像用尺進(jìn)行測量的人,得先明白尺上面的刻度的含義,也就是比例關(guān)系,然后在測量時需把尺的零點(diǎn)放到測量實(shí)體的起始點(diǎn)上,也就是“零點(diǎn)”,再進(jìn)行讀數(shù)。
那么,在哪些情況下需要在對接入系統(tǒng)的編碼器進(jìn)行回零操作呢?
首先,從上面的分析不難看出,回零的目的是為了用編碼器測量物體運(yùn)動的位置,所以,一般來說,只有在讀取位置反饋的應(yīng)用中才需要對編碼器進(jìn)行回零操作。
其次,上述這種通過回零校準(zhǔn)操作建立起來的數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系,是需要借助上位系統(tǒng)、編碼器與傳動機(jī)構(gòu)...等物理介質(zhì)一直保持著的,但如果這其中任何一個環(huán)節(jié)的記憶出現(xiàn)丟失的情況,那么就有必要對系統(tǒng)重新進(jìn)行校準(zhǔn)回零的操作了。
理解了這一點(diǎn),我們就很容易判斷究竟何時需要對編碼器進(jìn)行回零操作了:
1. 用增量型編碼器做位置反饋,在每次斷電后再次上電時都需要進(jìn)行回零操作;
2. 使用單圈型編碼器:
在確保負(fù)載運(yùn)動范圍不超過一圈的情況下,只要與之連接的上位系統(tǒng)記憶未發(fā)生丟失(如:固件更新、產(chǎn)品更換),則無需在每次上電時進(jìn)行回零操作;
如果負(fù)載運(yùn)動范圍超過一圈,那么就需要在每次斷電后再次上電時進(jìn)行回零操作
3. 使用多圈型編碼器:
在確保負(fù)載運(yùn)動范圍不超過額定圈數(shù)的情況下,只要編碼器和與之連接的上位系統(tǒng)記憶未發(fā)生丟失(如:固件更新、產(chǎn)品更換),就無需在每次上電時進(jìn)行回零操作;
如果使用了基于電池或電容記憶的多圈值編碼器,那么在出現(xiàn)失電記憶消除的情況時,就肯定需要對編碼器進(jìn)行回零操作了;而如果使用的是機(jī)械式多圈值編碼器,則幾乎不需要考慮這個問題的;
4. 無論使用哪種編碼器做位置反饋,只要出現(xiàn)下列情況都需要對編碼器進(jìn)行回零操作:
編碼器與機(jī)械負(fù)載的傳動連接斷開后重新連接;
與編碼器連接的上位系統(tǒng)因產(chǎn)品更換、固件更新...等原因記憶丟失;
如此看來,在位置測量應(yīng)用中使用機(jī)械式多圈值編碼器,將有機(jī)會極大減少設(shè)備運(yùn)行過程中因系統(tǒng)位置丟失而進(jìn)行回零操作的次數(shù),因此相對來講可靠性應(yīng)該算是zui高的了。
另外,編碼器回零的方式有很多,比較常見的是基于外部傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。