编码器在机械生产中发挥了巨大的作用,广泛应用于电子设备、机械等领域.烟i草机械.印刷机械.包装机械.纺织机械.食品机械.汽车零部件生产线.精密喷绘.焊接.精密位置控制等现代工业领域,编码器故障是生活中非常常见的问题,所以如何处理故障,
一、七种常见故障
1.伺服电机编码器本身故障
指编码器本身的组件故障,导致其无法产生和输出正确的波形。在这种情况下,需要更换编码器或修复其内部设备。
2.编码器连接电缆故障
编码器电缆断路.短路或接触不良时,需要更换电缆或接头。还应特别注意电缆是否因电缆固定松动而导致焊接或断路,此时电缆需要卡紧。
3.编码器+5V电源下降
指+5V电源太低,通常不能低于4.75V,由于电源故障或电源传输电缆电阻过大,导致电源故障或电源传输电缆电阻过大,此时需要对电源进行检修或更换电缆。
4.绝i对编码器电池电压下降
故障通常有明确的报警,此时需要更换电池。如果参考点的位置记忆丢失,必须返回参考点。
5.编码器电缆屏蔽线未连接或脱落
会引入干扰信号,使波形不稳定,影响通信的准确性,必须保证屏蔽线的可靠焊接和接地。
6.编码器安装松动
会影响位置控制的精度,导致停机和移动位置之间的偏差过大,甚至伺服系统一开机就会过载。
7.光栅污染
会使信号输出幅度降低,必须用脱脂棉蘸无水酒精轻轻擦去油污。
增量式编码器常用技术参数
机械转速和电气转速:
编码器的机械转速以每分钟大可以旋转多少圈表示—rpm;
编码器的电气转速也称为开关频率,是读取每个脉冲信号的反应速度,以每秒多少次表示—Hz
大工作速度应同时兼顾编码器的机械转速、电气转速以及编码器后续接收设备的开关频率。Nmax=Fmax×60/Z(N—min-1,F—Hz)。
编码器的工作温度和防护等级:
编码器的工作温度代表了编码器内部机械和电子零件的水平,较好的编码器工作温度从-40到+100℃,事实上低温情况下,受限制的是内部电子零件和外部的电缆以及密封特性。
防护等级是指编码器的防尘、防水性能,以IP的两位数表示,位0—6代表防尘,第二位0—9代表防水,IP54是的有限制条件的防尘防水标准,IP67可防水浸。并非在室内恒温条件下工作就不需要防水,因为编码器在工作和停机两种情况下,内部空气会热胀冷缩,密封不好,在停机是会有压缩性水气进入。的编码器的防护等级分电气外壳部分和转轴部分,有不同。转轴部分由于编码器的旋转要求,往往要略低。
如果编码器安装部分有空间,我还是建议在编码器外部再加装一防护壳,以加强对其进行保护,必竟编码器属精密元件,一台编码器和一个防护壳的价值比较还是有一定差距的。
工作转速与电子开关频率和分辨率的关系
在增量型编码器的选型中,还有个重要的问题就是开关频率问题,无论是编码器还是接收设备,这都是一个重要的参数。
前面介绍了,增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的,有两个(或4个的)光眼读取A,B信号的,刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率,而编码器读取并输出这个刻线的频率称为电子开关频率,由于受光学器件与电子放大器件的限制,对于每个增量型编码器,这个频率fmax是有上限的。就好比火车,启动时慢慢开,我们还能辨别车窗内的旅客,开得快了,我们只能看到一节节车皮了。
显然,这个限制同时与分辨率(刻线的密度)、转速(刻线的变化速度)有关。
fmax就是编码器参数给出的大电子开关频率,由此可以计算出在选不同的分辨率下,可以得到的大工作转速,注意,一般编码器也有一个大机械转速参数,那是指编码器的轴承等机械可以承受的转速。
在接收设备端,同样由于受电子器件的限制,有一个频率上限问题,这就是大家经常提到的普通计数模块与高速计数模块问题,以提供的公式,计算出接收设备所需要的电子频率,正确选型,以确保信号读取的准确。特别需要说明的是,并不是接收设备的开关频率越高越好,频率越高,接收设备对信号的频宽开的门就越大,抗干扰问题就越严重了,我曾经接到一个用户的电话,在汽车厂的运动控制系统中,接收的运动控制卡的接收频率是1MHz,其现场的抗干扰问题就困惑了他很长时间。
-从工作原理划分
1) 光电编码器简称光编
工作原理:光编是一种利用光学原理进行测量的设备,它由LED光源(通常是红外光源)和光电探测器组成,二者分别位于编码器码盘两侧。码盘由塑料或玻璃制成,上面间隔排列着一系列透光和不透光的线或槽。码盘旋转时,LED光路被码盘上间隔排列的线或槽阻断,从而产生两路典型的方波A和B正交脉冲,可用于确定电机轴的旋转和速度。
特点:光编精度优于磁编,具有高分辨率、稳定性强等特点。但由于码盘材质的特殊性以及码盘与探测器距离太近,所以光编内部必须保证无尘环境。
适合工况:适用于对位置和速度要求较高的应用场景,比如有轨迹要求的精密雕刻、快速模切、高速旋转、高精度测量等。值得注意的是,光编价格较高,不太适合低成本应用。
2) 磁性编码器简称磁编
工作原理:磁编是近年来才逐渐大规模使用的类型,它是一种利用磁场原理进行测量的设备,包括一个磁场发生器和磁敏元件。主要是在电机轴上安装一块磁铁,磁铁跟随电机轴一起旋转,然后在后端盖上安装一块电路板,电路板中间有一个磁场感应芯片,能够测量出磁场的角度,从而判定出电机轴的旋转角度、角速度。
特点:相较于光学编码器,磁性编码器的优势在于更耐用、抗振和抗冲击,非常适合恶劣环境。但是磁编响应速度较慢,不能胜任高速运动负载的位置反馈,同时磁干扰会对磁编造成影响,所以磁编的分辨率和精度相对较低。
适合工况:适用于汽车电子、物料搬运/分拣、AGV车轮、输送带传输、工业控制等对位置和速度要求不那么严格的应用场景。同时,磁编价格相对较低,较高。
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