提升機主軸編碼器.doc

提升機主軸編碼器 山東泰鼎礦山機械公司培訓(xùn)中心 提升機主軸編碼器（光電編碼器)外形圖： 本編碼器安裝 安裝在提升機滾筒主軸一側(cè)。 ，通過聯(lián)軸器與主軸連接。用途及特點：廣泛用于自動控制、自動測量、遙控、計算技術(shù)以及在數(shù)控技術(shù)上作角度和縱坐標(biāo)的測量等。在提升機上使用光電編碼器主要用來自動測量、自動控制提升機的上、下過卷、上、下第一、二次減速、超速安全保護（通過PLC、觸摸屏等組成的控制系統(tǒng)）和適時顯示提升機的速度及井深等。其特點是堅固、可靠性高、壽命長、耐環(huán)境強等。PLCX0X1X2工作原理：采用圓光柵，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，將軸的角度位移轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。（見下圖） 輸出信號處理 旋轉(zhuǎn)軸 光柵盤 接收元件 狹縫 發(fā)光元件產(chǎn)品型號及編號：LF-100BM-C5-26A（15m電纜） 型號 零位信號 插座、電源電壓A、B路輸出脈沖的110 90度相位差二信號上型號的編碼器接線時注意：電纜線中的白線接DC24V正極，黑線接DC24V負極，紅線接PLCCPU的輸入點X0；綠色線接PLCCPU的輸入點X1，X2與X1短接。（其他型號的編碼器按說明書的接線表接線）主軸編碼器使用注意事項：1、 機械方面：1、由于編碼器屬于高精度機電一體化設(shè)備，所以編碼器軸與用戶端輸出軸之間需要采用彈性軟連接，以免因用戶軸的串動、跳動而造成編碼器軸系和碼盤的損壞。2、安裝時注意允許的軸負載。3、應(yīng)保證編碼器軸與用戶輸出軸的不同周度小于0.15mm，與軸線的偏角小于24、安裝時嚴(yán)禁敲擊和摔打碰撞，以免損壞軸系和碼盤。5、長期使用時，定期檢查固定編碼器的螺釘是否松動。二、電氣方面：1、配線時應(yīng)采用屏蔽電纜。2、接地線盡量粗一些，一般應(yīng)大于1.5平方，應(yīng)接地良好，不要有靜電。3、編碼器的輸出線彼此不要搭接在一起，以免損壞電路。4、編碼器的信號線不要接到電源上，以免損壞輸出電路或與編碼器相連的設(shè)備。5、開機前應(yīng)仔細檢查，接線要嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書進行。6、長距離傳輸時，應(yīng)考慮信號的衰減因素，選用輸出阻抗低、抗干擾性能強的型號。7、避免在強電磁環(huán)境中使用。三、環(huán)境方面：1、編碼器屬精密儀器，使用時要注意周圍有無振源及干擾源。2、不是防漏結(jié)構(gòu)的編碼器不要濺上水、油、等，必要時加上防護罩。3、注意環(huán)境溫度、濕度是否在編碼器使用要求范圍內(nèi)。4、 常見故障與維護：1. 編碼器屬精密儀器，編碼器主軸與提升機主軸采用彈性軟連接，長期使用會造成固定兩軸的螺釘松動，導(dǎo)致兩軸轉(zhuǎn)動不同步，使觸摸屏顯示數(shù)據(jù)與實際數(shù)值產(chǎn)生較大誤差，應(yīng)經(jīng)常檢查該處的連接情況，防止兩軸連接松動。2. 主軸編碼器輸出為插座式輸出，插座內(nèi)是針與線焊接的，輸出口有一固定電纜線線夾，應(yīng)夾緊電纜線，并避免硬拉硬拽電纜線，造成斷線。 案例：遼寧建平縣葉百壽礦提升機房打掃衛(wèi)生時，將主軸編碼器電纜線內(nèi)2根線拉斷，無法確認原接線位置，打電話到培訓(xùn)中心尋求幫助。在培訓(xùn)中心電話指導(dǎo)下，才將斷線接好，恢復(fù)正常使用。在這里介紹一下主軸編碼器插座內(nèi)結(jié)構(gòu)：接線時與前接線表相對照即可。 1 3 4 7 8 12 13 16 17 193. 主軸編碼器正常工作時，CPU輸入點X0、X1、X2的狀態(tài)指示燈依次交替閃爍，如果狀態(tài)指示燈不亮，首先檢查主軸編碼器有無DC24V電源，如果有屬于主軸編碼器損壞，只能更換。4. 主軸編碼器正常工作時，時好時壞，最大的可能是主軸編碼器電路接線虛接，找出虛接處，故障即可排除。主軸編碼器技術(shù)支持：脈沖（PPR） 方形波，也叫矩形波。 輸出脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)（PPR） 旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)一圈所輸出的脈沖數(shù)發(fā)，對于光學(xué)式旋轉(zhuǎn)編碼器，通常與旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)部的光柵的槽數(shù)相同（也可在電路上使輸出脈沖數(shù)增加到槽數(shù)的2倍4倍）。分辨率 分辨率表示旋轉(zhuǎn)編碼器的主軸旋轉(zhuǎn)一周，讀出位置數(shù)據(jù)的最大等分數(shù)。絕對值型不以脈沖形式輸出，而以代碼形式表示當(dāng)前主軸位置（角度）。與增量型不同，相當(dāng)于增量型的“輸出脈沖/轉(zhuǎn)” 。 光柵 光學(xué)式旋轉(zhuǎn)編碼器，其光柵有金屬和玻璃兩種。如是金屬制的，開有通光孔槽；如是玻璃制的，是在玻璃表面涂了一層遮光膜，在此上面沒有透明線條（槽）。槽數(shù)少的場合，可在金屬圓盤上用沖床加工或腐蝕法開槽。在耐沖擊型編碼器上使用了金屬的光柵，它與金屬制的光柵相比不耐沖擊，因此在使用上請注意，不要將沖擊直接施加于編碼器上。 最大響應(yīng)頻率(kHz) 是在1秒內(nèi)能響應(yīng)的最大脈沖數(shù)（例：最大響應(yīng)頻率為2KHz，即1秒內(nèi)可響應(yīng)2000個脈沖）公式如下：最大響應(yīng)轉(zhuǎn)速（rpm）/60（脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)）=輸出頻率Hz 最大響應(yīng)轉(zhuǎn)速(r/min) 是可響應(yīng)的最高轉(zhuǎn)速，在此轉(zhuǎn)速下發(fā)生的脈沖可響應(yīng)公式如下： 最大響應(yīng)頻率（Hz）/ （脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)）60=軸的轉(zhuǎn)速rpm 時針方向 從編碼器軸頭方向與時針轉(zhuǎn)向相同的旋轉(zhuǎn)方向。（CW）順時針（CCW）逆時針 輸出波形( TTL ) 輸出脈沖（信號）的波形。輸出信號相位差 二相輸出時，二個輸出脈沖波形的相對的的時間差。 電源電壓( V) 給編碼器提供正常工作的電壓值。輸出電壓( VH VL) 指輸出脈沖的電壓。輸出電壓會因輸出電流的變化而有所變化。各系列的輸出電壓請參照輸出電流特性圖 輸出電阻（） 互補輸出等輸出電路的內(nèi)部阻抗 最小負載阻抗（） 互補輸出等輸出電路中所允許的最小負載阻抗。 上升下降時間（uS） 脈沖從幅度10%處上升到幅度90%的時間 脈沖從幅度90%處下降到幅度10%的時間 絕緣阻抗（M） 編碼器的所有外露線與殼體之間的阻抗值。 旁路電容器、分流電容器 在旋轉(zhuǎn)編碼器的電路0V和編碼器的主體間所加的電容器 近似正弦波 為了內(nèi)插及在低速范圍內(nèi)的穩(wěn)定，所提供的類似正弦波狀的模擬信號，也稱準(zhǔn)正弦波。振幅（V） 近似正弦波輸出的兩振幅平均值 偏壓（V） 近似正弦波輸出的信號的直流分量脈沖擺動（V） 近似正弦波輸出的振幅的變化量。 極點頻率（kHz） 在近似正弦波輸出時，輸出振幅為3dB阻尼的頻率。內(nèi)插法 內(nèi)插分割，利用近似正弦波把每一周期模擬性的分割方法 UVW信號 電機無電刷化的相位差120的3路信號（電角度） 軸承壽命（h） 軸承壽命與輸入旋轉(zhuǎn)數(shù)軸負載成反比，軸向負載是軸向加負載，兩種負載都是在軸旋轉(zhuǎn)時所允許的動力負載 軸向串動（mm） 是指從安裝編碼后的狀態(tài)開始，電機軸等的前后變動量。徑向跳動（mm） 指電機等的偏差量(偏心量的2倍)端面跳動（mm） 固定軸，使法蘭盤面轉(zhuǎn)動時，電機等法蘭盤面的端面擺動量。 TIR 使用度盤式指示器（千分表）等測定器時所指示的全寬（度）讀數(shù)。 起動轉(zhuǎn)矩(N.m) 使處于靜止?fàn)顟B(tài)的編碼器軸旋轉(zhuǎn)必要的力矩。一般情況下運轉(zhuǎn)中的力矩要比起動力矩小。允許角加速度（rad/s2） 加速度的角度表現(xiàn)，是單位時間內(nèi)的角度（rad）的增長量 軸允許負荷(N) 表示可加在軸上的最大負荷，有徑向和軸向負荷兩種。徑向負荷對于軸來說，是垂直方向的，受力與偏心偏角等有關(guān)；軸向負荷對軸來說，是水平方向的，受力與推拉軸的力有關(guān)。這兩個力的大小影響軸的機械壽命 軸慣性力矩(kg.m2) 該值表示旋轉(zhuǎn)軸的慣量和對轉(zhuǎn)速變化的阻力 轉(zhuǎn)速(rpm) 該速度指示編碼器的機械載荷限制。如果超出該限制，將對軸承使用壽命產(chǎn)生負面影響，另外信號也可能中斷。格雷碼(Gray) 格雷碼是高級數(shù)據(jù)，因為是單元距離和循環(huán)碼，所以很安全。每步只有一位變化。數(shù)據(jù)處理時，格雷碼須轉(zhuǎn)化成二進制碼。消耗電流（mA） 提供給編碼器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電源電壓下測得的編碼器最大工作電流 允許注入電流(mA) 電壓輸出，集電極開路輸出等輸出電路允許流入編碼器的電流值 工作溫度（） 滿足參數(shù)的環(huán)境溫度，表示外部溫度及安裝部分（法蘭盤軸）溫度貯存溫度（） 不能引起旋轉(zhuǎn)編碼器功能變壞的環(huán)境溫度(不通電) 耐沖擊（m/s2） 型式評價試驗時，進行右面的沖擊試驗，并開始合格時，表示其加速度。 條件：沖擊波形 正弦半波 沖擊方向 XYZ方向 沖擊次數(shù) 各方向2次，（計6次） 耐振動（m/s2） 型式評價試驗時，進行右面的沖擊試驗，并開始合格時，表示其加速度。 條件： 振動 10Hz-200Hz 掃描周期 10分 振動方向 XYZ方向 振動時間 各方向2小時（計6小時） 準(zhǔn)確度（rad） 輸出脈沖數(shù)累加得到的回轉(zhuǎn)角與理論回轉(zhuǎn)角之差 周期誤差（rad ） 輸出脈沖數(shù)周期與理論脈沖數(shù)周期之差 相鄰周期誤差（rad ） 相鄰沖數(shù)周期之差 輸出碼制包括： 自然二進制碼 自然二進制碼 格雷碼 循環(huán)二進制碼 余格雷碼 適用于一轉(zhuǎn)的分度數(shù)不是2的乘方的循環(huán)二進制碼。 BCD碼 二十進制符號：把十進制符號的各行都單獨的變換為二進制符號的符號正邏輯 符號1為高電平 0為低電平 負邏輯 符號0為高電平 1為低電平 傳送距離 脈沖信號的傳送距離關(guān)系到以下因素， 頻率、輸出電路、輸入電路、傳輸線、發(fā)送頻率服務(wù)支持: 1、種類選擇：HZ增量式 HJ絕對式 HC光柵尺 2、外徑尺寸：25mm200mm3、主軸類型：S實心軸 H空心軸 B盲孔軸 Z錐形軸4、軸徑尺寸：6mm65mm5、脈沖數(shù)/位數(shù) 增量式（脈沖數(shù)）：107200 絕對式（位數(shù)）：8246、出線方式：G電纜側(cè)出 C插座側(cè)出 J矩形插座側(cè)出 B電纜頂出 R插座頂出 JR矩形插座頂出7、供電電壓：DC05V DC12V DC24V DC824V DC1030V8、輸出碼制：B自然二進制碼 G格雷碼9、輸出形式 增量式：E電壓輸出 CN集電極開路(NPN) CP集電極開路（PNP） F推挽輸出（push-pull） DL線性驅(qū)動輸出：LAM26LS31 DSN75113 PSN75183 HMC3487 MMM88C30 TET7272B 絕對式：SRS485輸出 P并行輸出 舉例型號：HJ42S6-16-G05BS 型號含義：絕對