旋轉式編碼器,旋轉式編碼器是什么意思
旋轉式編碼器,旋轉式編碼器是什么意思
旋轉式編碼器概要
旋轉式編碼器的定義
旋轉式編碼器,是將旋轉的機械位移量轉換為電氣信號,對該信號進行處理后檢測位置速度等的傳感器。檢測直線機械位移量的傳感器稱為線性編碼器。
特長
①根據軸的旋轉變位量進行輸出
通過聯合器與軸結合,能直接檢測旋轉位移量。;
②啟動時無需原點復位。(僅絕對型)
絕對型的情況下,將旋轉角度作為絕對數值進行并列輸出。
③可對旋轉方向進行檢測。
增量型中可通過A相和B相的輸出時間,絕對型中可通過代碼的增減來掌握旋轉方向。
④請根據豐富的分辨率和輸出型號,選擇最合適的傳感器。
根據要求精度和成本、連接電路等,選擇適合的傳感器。
原理
項目分類 |
特長 |
構造 |
輸出波形 |
---|---|---|---|
增量型 E6A2-C E6B2-C E6C2-C E6C3-C E6D-C E6F-C E6H-C E6J-C |
|
與軸旋轉同時寫入光學圖案的磁盤時,通過兩處狹縫的光就會相應地被透過、遮斷。這種光通過與各自的狹縫相對的受光元件轉換為電流,通過波形整形后,成為2個矩形波輸出。 另2處的狹縫要配置在與矩形波輸出的相位差1/4間距處。 |
|
多旋轉絕對型
E6C-N |
|
檢測部與絕對型的構成基本相同。 采用部分單旋轉的絕對信號,根據內部設置的計數器,累計單旋轉的1次旋轉量,并作為絕對的代碼,輸出多旋轉數據。 |
|
絕對型 E6CP-A E6C3-A E6F-A E6J-A |
|
旋轉已寫入圖案的磁盤,透過狹縫的光就可依據圖案,處于透過與遮斷交替的狀態。 透過的光可通過受光元件轉換為電流,并進行波形整形后,變成數字信號。 |
|
分類
選擇要點
增量式或絕對式
考慮到容許的成本,電源接通時的原點可否恢復、控制速度、耐干擾性等,選擇合適的類型。
分解率精度的選擇
在考慮組裝機械裝置的要求精度和機械的成本的基礎上,選擇最適合的產品。一般選擇機械綜合精度的1/2~1/4精度的分辨率。
外形尺寸
選定時還要考慮安裝空間與選定軸的形態(中空軸、桿軸類)。
軸容許負重
選定時要考慮到不同安裝方法的不同軸負載狀態、及機械的壽命等。
容許最大旋轉數
根據使用時的機械的最大旋轉數來選擇。
保護構造
- 根據使用環境中的灰塵、水、油等的程度來選擇。
- 僅灰塵:IP50
- 還有水、油:IP52(f)、IP64(f)(防滴落、防油)
軸的旋轉啟動轉矩
驅動源的轉矩為多少?
術語解說
分辨率
軸旋轉1次時輸出的增量信號脈沖數或絕對值的絕對位置數。
輸出相
增量型式的輸出信號數。包括1相型(A相)、2相型(A相、B相)、3相(A相、B相、Z相)。Z相輸出1次即輸出1次原點用的信號。
輸出相位差
軸旋轉時,將A相、B相各信號相互間上升或下降中的時間偏移量與信號1周期時間的比,或者用電氣角表示信號1周期為360°。
A相、B相用電氣角表示為90°的相位差。
CW
即順時針旋轉(Clock Wise)的方向。從軸側面觀察為向右旋轉,在這個旋轉方向中,通常增量型為A相比B相先進行相位輸出,絕對型為代碼增加方向。
CW方向反旋轉時為CCW(Counter Clock Wise)
輸出功效比
使軸以固定速旋轉時輸出的平均脈沖周期時間與1周期的H位時間的比。
最高響應頻率
響應信號所得到的最大信號頻率。
上升時間、下降時間
輸出脈沖的10~90%的時間。
輸出電路
(1)開路集電極輸出
以輸出電路的晶體管發射極為共通型,以集電極為開放式的輸出電路。
(2)電壓輸出
以輸出電路的晶體管的發射極為共通型,在集電極與電源間插入電阻,并輸出因電壓而變化的集電極的輸出電路。
(3)線路驅動器輸出
本輸出方式采用高速、長距離輸送用的專用IC方式,是依據RS422-A規格的數據傳送方式。信號以差動的2信號輸出,因此抗干擾能力強。接受線路驅動器輸出的信號時,可使用稱為線路接
(4)補碼輸出
輸出上具備NPN和PNP2種輸出晶體管的輸出電路。根據輸出信號的「H」、「L」,2個輸出晶體管交互進行「ON」、「OFF」動作。使用時,請在正極電源、OV上進行上拉、下降后再使用。補碼輸出,包括輸出電流的流出、流入兩個動作,其特征為信號的上、下降速度快,可延長代碼的長距離??膳c開路集電極輸入機器(NPN、PNP)連接。
啟動轉矩
旋轉式編碼器的軸旋轉啟動時必須的旋轉力矩。通常旋轉時,一般取比本值低的值。軸為防水用密封設計時,啟動轉矩的值較高。
慣性力矩
表示旋轉式編碼器的旋轉啟動、停止時的慣性力的大小。
軸容許力
是加在軸上的負載負重的容許量。徑向以直角方向對軸增加負重,而軸向以軸方向增加負重。兩者都為軸旋轉時容許負重,該負重的大小對軸承的壽命產生影響。
動作環境溫度
是滿足規格的環境溫度,也是接觸外界溫度與旋轉式編碼器的相關零件的溫度容許值。
保存環境溫度
在斷電狀態下,不會引起功能劣化的環境溫度,也是接觸外界溫度及與旋轉式編碼器的相關零件的溫度容許值。
保護構造
保護構造的標準是為了防止外部的異物侵入旋轉式編碼器內。根據IEC60529規格、JEM規格的規定,用IP□□表示。
絕對代碼
(1)二進制代碼
本代碼為純2進制代碼,用2n表示??赏ㄟ^位置的轉換變換復數的位有。
(2)格雷碼
轉換位置時,只有1位發生變化的代碼。 旋轉式編碼器的代碼板為格雷碼。
(3)余格雷碼
是用格雷碼表示36、360、720等2n以外的分辨率時 的代碼。格雷碼的性質為 :將格雷碼的最上位從“0”切換至“1” 時起,當數值小的一方和數值大的一方分別只取相同區域時,在該范圍內從代碼的結束與開始進行轉換時,只改變1位信號。根據這種性質,可按格雷碼進行任意的偶數分辨率設定。 但此時,代碼的起始不是從0位置開始,而是從中途的代碼開始,所以實際使用時,需要進行代碼轉換處理,轉換至由0位置起的代碼后再使用。二進10進制代碼(Binary Coded Decimal Code)。是分別用2進符號表示10進制各位的代碼。
?
串行傳送
對應同時輸出多位數據的通常并聯傳送,可采用由一個傳送線進行系列化輸出數據的形式,目的是節省連線,在接受信號側則變換成并聯信號后使用。
中空軸型(空心軸型)
旋轉軸為中空軸形狀,通過將驅動側的軸直接與中空孔連接,可節省軸方向的空間。
以板簧為緩沖,吸收驅動軸的振動等
金屬盤
編碼器的旋轉板(盤)是用金屬制成的,與玻璃旋轉板(盤)相比,更強化了耐沖擊性。但受到狹縫加工的制約,不能應用于高分辨率。
伺服裝置
編碼器的安裝方法之一是:用伺服裝置用配件,壓住編碼器的法蘭部后固定的方法。在臨時固定的狀態下,可進行編碼器旋轉方向的位置調節,所以適用于需要與編碼器的原點相吻合的情況。
→ 第1118、1119頁
絕對代碼表
10進制 |
二進制 |
格雷 |
格雷 余留 |
BCD | |
---|---|---|---|---|---|
10 |
1 | ||||
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 |
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 < 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 |
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 |
軸承的壽命 |
導線延長特性 |
---|---|
?E6B2-C ? |
?E6B2-CWZ6C ? |
|
|
可否與外圍設備連接的一覽表 ○:可連接 ×:不可連接
- 增量型
旋轉 編碼器 |
連接機型 |
電子計數器 |
數字轉速計 |
數字旋轉/ 脈沖計 |
數字回加減 運算脈沖計 |
數字計時 間隔表 |
方向判別單元 |
SYSMAC |
高速計數器 單元 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
型號 |
H7BR |
H7ER |
K3NR |
K3NC |
K3NP |
E63-WF5C |
CJ1M-CPU2□ |
C□-CT□ | |
E6D-CWZ1E |
○ 需要編碼器 用的其他電源 |
○ |
× |
× |
× |
× |
× |
○ | |
E6D-CWZ2C |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
× |
○ | |
E6F-CWZ5G |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ | |
E6A2-CS3E E6A2-CW3E E6A2-CWZ3E E6B2-CWZ3E E6H-CWZ3E E6C2-CWZ3E E6C3-CWZ3EH |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
× |
○ | |
E6A2-CS3C E6A2-CW3C E6A2-CWZ3C |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
× |
○ | |
E6A2-CS5C E6A2-CW5C E6B2-CWZ6C E6H-CWZ6C E6C2-CWZ6C E6C3-CWZ5GH |
○ | ||||||||
E6B2-CWZ1X E6H-CWZ3X E6C2-CWZ1X E6C3-CWZ3XH |
× |
× |
× |
× |
× |
× |
○ |
○ | |
E6B2-CWZ5B E6C2-CWZ5B |
○ 需要外帶負載連接電阻 |
× |
○ |
× |
○ |
× |
× |
× |
旋轉 編碼器 |
連接機型 |
凸輪定位器 |
程序控制器SYSMAC | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
型號 |
H8PS |
H8PR |
CPM1A |
CQM1H-CPU51 +CQM1H-ABB21 |
DC輸出單元 | ||||
E6CP-AG5C E6C3-AG5C |
× |
× |
○ |
需要編碼器用的 其他電源 |
○ |
需要編碼器用的 其他電源 |
○ |
需要編碼器用的 其他電源 | |
E6CP-AG5C-C E6C3-AG5C-C E6F-AG5C-C |
○ |
× |
× |
? |
○ |
|
× |
? | |
E6G-AB1E |
× |
× |
× |
? |
× |
? |
× |
? | |
E6G-AB2C |
× |
× |
○ |
需要編碼器用的 其他電源 |
× |
? |
○ |
需要編碼器用的 其他電源 | |
E6F-AB3C |
× |
× |
× |
? | |||||
E6F-AB3C-C |
× |
○ |
× |
? |
× |
? |
× |
? | |
E6C-NN5C E6C-NN5CA |
× |
× |
○ |
? |
× |
? |
○ |
需要編碼器用的 其他電源 | |
E6C-NN5C-C E6C-NN5CA-C |
× |
× |
○ |
|
× |
? |
○ |
|
- 與數字轉速計(H7ER)的連接示例
適用機型 示例 |
E6A2-CS3E 10P/R、60P/R E6C2-CWZ3E、E6F-CWZ5G 600P/R E6C3-CWZ3EH 10P/R、60P/R、600P/R |
- 與數字計數器(H7BR)的連接示例
適用機型 示例 |
E6A2-CW3E E6C2-CWZ3E、E6C3-CWZ3EH、 |
與加減運算脈沖計(K3NC)的連接示例
- NPN開路集電極輸出
適用機型 示例 |
E6A2-CS3C、E6A2-CS5C E6A2-CW3C、E6A2-CW5C E6C2-CWZ6C、E6F-CWZ5G |
- 電壓輸出
適用機型 示例 |
E6A2-CS3E、E6A2-CW3E E6C2-CWZ3E |
程序控制器的高速計數器?單元與(CJ1W-CT210)的連接示例
適用機型 |
E6A2-C、E6B2-C、E6C2-C、E6H-C E6F-CWZ5G、 E6D的開路集電極輸出型 |
編碼器為NPN開路集電極時(DC5/12/24V)
?
- 編碼器的電源為5V或24V時。
A相+電源5V→A19、24V→B20
B相+電源5V→A17、24V→B18
?
?
適用機型 |
E6B2-CWZ5B E6C2-CWZ5B、E6C3-CWZ5GH |
?
編碼器為PNP開路集電極時(DC5/12/24V)
?
- 編碼器的電源為5V或24V時。
A相+電源5V→A19、24V→B20
B相+電源5V→A17、24V→B18
?
- 與程序控制器(CJ1M-CPU2□)的連接示例
?
適用機型 示例 |
E6A2-CWZ5C、E6C2-CWZ6C、 E6C3-CWZ5GH、E6F-CWZ5G |
- CPU裝置的輸入6點(IN8/9/3及IN6/7/2)可直接讀取旋轉式編碼器的脈沖輸入,作為內置高速計數器使用。
- 響應速度為單相60kHz、相位差(4倍)30kHz、計數值為加法模式時可對0~4294967295、加減法模式時可對-2147483648~+2147483647的脈沖進行計數。
- 高速計數器的動作模式可通過PC系統設定進行。
〈計數模式〉
?
相位差 輸入模式 |
用A相、B相的相位差(4倍固定)進行加減法計算。 |
加減法脈沖 輸入模式 |
將A相作為加法脈沖輸入、B相作為減法脈沖輸入,進行加減法計算。 |
脈沖+方向 輸入模式 |
將A相作為脈沖輸入,B相作為方向信號(加法/減法)進行加減法計算。 |
加減法脈沖 輸入模式 |
僅使用A相進行加減法計算。 |
〈數值范圍模式〉
?
線性模式 |
從下限值到上限值的范圍內,對輸入脈沖進行計算。 |
環形模式 |
在設定范圍內,使輸入脈沖環形后進行計算。 |
〈復位方式〉
Z相+軟件 復位 |
軟件復位在ON的狀態下,Z相輸入為OFF→ON時,對當前值進行復位。 |
軟件復位 |
軟件復位為OFF→ON時,對當前值進行復位。 |
〈輸出方式〉
?
目標值 一致比較 |
最多可設定48個目標值。當計數值與目標值一致時,實施指定子程序處理。 |
區域比較 |
最多可設定8個區域(上、下限值)。計數值達到區域內時,則實施指定子程序處理。 |
?
適用機型示例 |
E6B2-CWZ1X、E6C2-CWZ1X E6C3-CWZ3XH、E6H-CWZ3X 線路驅動器輸入型 |
?
?
- 程序控制器 與(CQM1H-CPU51+CQM1H-ABB21/帶絕對值I/F RS-232C內置、大容量型)的連接示例
?
適用機型 示例 |
E6F-AG5C-C、E6CP-AG5C-C E6C3-AG5C-C |
可直接從絕對值(ABS)型編碼器讀入位置數據。ABS輸入是12位的格雷碼。位置數據在斷電時也可存儲,所以電源恢復時無需原點復位。 此外,通過原點修正功能,可將任意位置作為原點處理。
〈動作模式〉
可從BCD模式和
360模式中選擇。360模式中選擇。
〈分辨率〉/P>
可從8位(0~255)、10位(0~1023)、12位(0~4095)中選擇。
設定時請與要連接的編碼器的〈輸入規格〉
輸入電壓 |
DC24V±10%/ |
? |
輸入/出點數 |
最大128點 |
輸入阻抗 |
5.4k Ω |
|
用戶存儲器 |
3.2K瓦 |
輸入電流 |
4mA(TYP.) |
|
數據存儲器 |
1K瓦 |
ON電壓 |
最時 DC16.8V |
|
連接單元數 |
最多7單元 |
OFF電壓 |
最大 DC3.0V |
|
指令種類 |
118種 |
計數速度 |
最大 4kHz |
|
|
|
輸入代碼 |
格雷2進制 |
|
|
|
?
?
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