編碼器是怎么影響生產(chǎn)效益的？絕對(duì)值編碼器對(duì)多種馬達(dá)的控制分析！

對(duì)于一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備來(lái)說(shuō)，編碼器的成本簡(jiǎn)直微不足道，市面上便宜的編碼器幾百元，貴的幾千元甚至上萬(wàn)元，看上去好幾十倍，也不過(guò)相當(dāng)多萬(wàn)把塊錢(qián)的差價(jià)而已，就算數(shù)量再多，和設(shè)備產(chǎn)線的成本來(lái)比，簡(jiǎn)直是九牛一毛。 那么這看上去微不足道的部分，不同類(lèi)型的編碼器的選擇，會(huì)對(duì)設(shè)備的性能和生產(chǎn)效益有什么影響，這就是我們討論的話題。 適用于單獨(dú)使用的編碼器，也適用于伺服電機(jī)自帶的編碼器反饋。

增量型編碼器的編碼是通過(guò)在運(yùn)動(dòng)中發(fā)送脈沖累加的，在斷電后是無(wú)法記憶位置的，在重新上電后，編碼器數(shù)值永遠(yuǎn)從零開(kāi)始記錄。 因此，對(duì)于使用增量型編碼器的設(shè)備，需要在設(shè)備上電開(kāi)機(jī)后進(jìn)行編碼器回原點(diǎn)的初始化操作，通常這樣的動(dòng)作就是手動(dòng)操作讓編碼器工位慢速找到基準(zhǔn)位置（比如限位）。這個(gè)技術(shù)上稱(chēng)為“homing”“尋參”“回零”...... 可想而知，這樣的操作是影響設(shè)備開(kāi)機(jī)時(shí)間的，每次設(shè)備開(kāi)機(jī)時(shí)都需要消耗幾分鐘時(shí)間開(kāi)始正常生產(chǎn)。

打個(gè)比方，設(shè)備產(chǎn)能是1000元/分鐘，每次開(kāi)機(jī)回原點(diǎn)操作需要5分鐘，設(shè)備每年各種斷電開(kāi)機(jī)20次（包括維修和故障等），那么在設(shè)備初始化的操作上，就是每年10萬(wàn)元的花費(fèi)。 是不是很?chē)樔耍?/p>

所以，通常在有限行程范圍內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)位置測(cè)量反饋盡量不使用增量型編碼器，而采用***型位置反饋。***型編碼器的位置編碼是通過(guò)編碼器內(nèi)部電路基于位置直接獲得的，不依賴(lài)于外部電源，因此其斷電后依然可以測(cè)量和讀取位置值，只是因?yàn)橄到y(tǒng)斷電，其無(wú)法將編碼反饋給設(shè)備系統(tǒng)。 那么是不是使用***型編碼器，就可以省去設(shè)備回原點(diǎn)初始化動(dòng)作了呢？ 那還要看***型編碼器的圈數(shù)。如果使用的***型編碼器圈數(shù)無(wú)法覆蓋運(yùn)動(dòng)行程，那么上面的初始化動(dòng)作并不能省略。所以很多時(shí)候，使用單圈***值編碼器和增量型編碼器在這上面并沒(méi)有太大區(qū)別。

是否需要電池 ***值型編碼器能夠不依賴(lài)外部電源記錄編碼，有時(shí)是需要借助電池的。然而電池壽命就稱(chēng)為經(jīng)常被詬病的部分。編碼器電池如果沒(méi)電了，那么***型編碼器就和增量的沒(méi)啥區(qū)別了。換電池的過(guò)程必然是影響設(shè)備生產(chǎn)的，只是其發(fā)生的頻次可能并不高，比如一年換一次電池。但每次更換的時(shí)間就很不確定了，更換編碼器電池本身并不麻煩，麻煩的是從庫(kù)存里找備件電池的過(guò)程。而且電池是很難備的，因?yàn)閭}(cāng)庫(kù)里放很久的電池很電量如何也是個(gè)問(wèn)題。

還是用剛才的例子，設(shè)備產(chǎn)能是1000元/分鐘，每次更換電池需要15分鐘（包括從倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)備件的時(shí)間），電池每年更換一次，那么更換電池操作上，就是每年每臺(tái)編碼器 1.5萬(wàn)元的花費(fèi)。所以，壽命長(zhǎng)、性能佳的編碼器電池真的是很貴的。 于是，現(xiàn)在有些***型編碼器是不需要使用電池的，主要是一些正余弦編碼器，如：EnDat/Hiperface Steggman，這樣就再也不用考慮電池壽命的問(wèn)題了。

當(dāng)然，通常這樣的編碼器也不便宜的。 所以，別小看微不足道的小部件，看似不大的變化，涉及金額也不大，可是卻對(duì)產(chǎn)能效益影響不小。在我們的生產(chǎn)設(shè)備中，這樣的小部件的還有不少，我們以后慢慢聊。 ps：上面說(shuō)使用了***型編碼器，可以減少在設(shè)備斷電開(kāi)機(jī)后設(shè)備運(yùn)行前的回原點(diǎn)初始化工作，但并不意味著設(shè)備不需要有回原點(diǎn)功能。因?yàn)?，?dāng)設(shè)備傳動(dòng)部件拆解重新組裝后（如在整修時(shí)），編碼器記錄編碼和機(jī)械實(shí)際坐標(biāo)的相對(duì)位置就丟失了，需要在調(diào)試開(kāi)機(jī)時(shí)重新做初始化。

絕對(duì)值編碼器可以對(duì)多種馬達(dá)進(jìn)行控制

絕對(duì)值編碼器，用于檢測(cè)(檢查并測(cè)試)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的位置和速度。絕對(duì)值編碼器可以對(duì)多種馬達(dá)控制應(yīng)用實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，諸如開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)和交流感應(yīng)電機(jī)。

典型的絕對(duì)值編碼器包括一個(gè)放置在馬達(dá)傳動(dòng)軸上的開(kāi)槽的輪子和一個(gè)用于檢測(cè)（檢查并測(cè)試）該輪上槽口的發(fā)射器/檢測(cè)器模塊。絕對(duì)值編碼器廣泛應(yīng)用于水利、輕工、機(jī)械、冶金、紡織、石油、航空、航海等行業(yè)。具體到工程項(xiàng)目類(lèi)如：回轉(zhuǎn)臺(tái)、閘門(mén)開(kāi)度、閥門(mén)開(kāi)度、提升機(jī)吊車(chē)定位、行車(chē)定位、物位測(cè)量、導(dǎo)彈發(fā)射角度定位、導(dǎo)彈空氣舵測(cè)量、電子經(jīng)緯儀等高精度測(cè)量定位場(chǎng)合。通常，有三個(gè)輸出，分別為：A相、B相和索引，所提供的信息可被接收，用以提供有關(guān)電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)信息，包括距離和方向。

A相和B相這兩個(gè)通道間的關(guān)系是惟一的。絕對(duì)值編碼器碼值"跟被測(cè)"位置"對(duì)應(yīng)是唯一的，具有"斷電記憶"功能，無(wú)旋轉(zhuǎn)測(cè)量積累誤差，在"一個(gè)循環(huán)"內(nèi)用于測(cè)控領(lǐng)域比增量編碼器優(yōu)越，可加前減速箱調(diào)節(jié)量程。如果A相超前B相，那么電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向被認(rèn)為是正向的。如果A相落后B相，那么電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向則被認(rèn)為是反向的。第三個(gè)通道稱(chēng)為索引脈沖，每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個(gè)脈沖，作為基準(zhǔn)用來(lái)確定絕對(duì)位置。編碼器產(chǎn)生的正交信號(hào)可以有四種各不相同的狀態(tài)。請(qǐng)注意，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的方向改變時(shí)，這些狀態(tài)的順序與此相反。編碼器捕捉相位信號(hào)和索引脈沖，并將信息轉(zhuǎn)換為位置脈沖的數(shù)字計(jì)數(shù)值。通常，當(dāng)傳動(dòng)軸向某一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，該計(jì)數(shù)值將遞增計(jì)數(shù)；而當(dāng)傳動(dòng)軸向另一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，則遞減計(jì)數(shù)。選擇;x4 ;測(cè)量模式，QEI邏輯在A相和B相輸入信號(hào)的上升沿和下降沿都使位置計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，可以為確定編碼器位置提供更高精度的數(shù)據(jù)。

絕對(duì)值編碼器接口模塊提供了與增量式編碼器的接口。增量型編碼器編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。前者稱(chēng)為碼盤(pán)，后者稱(chēng)碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是"1"還是"0"；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是"1"還是"0"。QEI由對(duì)A相和B相信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼邏輯以及用于累計(jì)計(jì)數(shù)值的遞增/遞減計(jì)數(shù)器組成。