絕 對值編碼器都應(yīng)用在哪些場合

2022-06-10

 　　我們知道，旋轉(zhuǎn)編碼器有增量型、絕 對值型之分，一般絕 對值型編碼器要比增量型的價(jià)格貴好多；而絕 對值型編碼器又分為單圈和多圈兩種，其中多圈型比單圈型的也是貴了不少。那么使用絕 對值編碼器，尤其是選擇多圈絕 對值編碼器的意義在哪里呢？絕 對值編碼器都應(yīng)用在哪些場合呢？

　    絕 對編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯 一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕 對編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤進(jìn)行記憶的。

　　絕 對編碼器由機(jī)械位置確定編碼，它無需記憶，無需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。
　　從單圈絕 對值編碼器到多圈絕 對值編碼器，絕 對值旋轉(zhuǎn)單圈絕 對值編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測量光電碼盤各道刻線，以獲取唯 一的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕 對編碼唯 一的原則，這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量，稱為單圈絕 對值編碼器。

　　增量型與絕 對值型編碼器的主要區(qū)別在于：

　　①增量型編碼器是在機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，每旋轉(zhuǎn)經(jīng)過一個(gè)固定的角度間隔，交替輸出一組脈沖編碼。

　�、诮^ 對值型編碼器則始終是基于機(jī)械軸當(dāng)前所在的角度，持續(xù)輸出其旋轉(zhuǎn)位置編碼。
　　而單圈與多圈絕 對值編碼器的區(qū)別，僅僅是在角度位置編碼輸出量程上的不同而已，前者的量程只有一圈，而后者可以做到多圈旋轉(zhuǎn)位置測量。
　　不過，這并不意味著在位置測量應(yīng)用中就一定要使用絕 對值編碼器，也不是說在進(jìn)行長距離位置檢測時(shí)就必 須使用多圈絕 對值編碼器。
　　事實(shí)上，對于很多傳動(dòng)和運(yùn)控設(shè)備應(yīng)用來說，即使是使用增量型編碼器或者單圈絕 對值編碼器，也一樣是可以實(shí)現(xiàn)所謂的多圈位置檢測和記錄功能的。

　　這里就非常有必要先來討論一下編碼器的測量應(yīng)用場景了。

　　絕 對編碼器應(yīng)用場合
　　紡織機(jī)械、灌溉機(jī)械、造紙印刷、水利閘門、機(jī)器人及機(jī)械手臂、港口起重機(jī)械、鋼鐵冶金設(shè)備、重型機(jī)械設(shè)備、精 密測量設(shè)備、機(jī)床、食品機(jī)械。
　　若沒有特殊要求，在測量物料進(jìn)給距離時(shí)，就沒有必要采用絕 對值反饋，充其量為了提升測量精度，可以使用單圈絕 對值編碼器。
　　而如果要實(shí)現(xiàn)對物體的位置測量，就非常有必要考慮使用多圈絕 對值型編碼器了，因?yàn)檫@將涉及到反饋編碼唯 一性的問題。
　　反饋編碼的唯 一性，指的是編碼器在一個(gè)特定的旋轉(zhuǎn)周期范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的信號輸出，每個(gè)角度的位置編碼都是獨(dú) 一無二的。
　　增量型編碼器在旋轉(zhuǎn)時(shí)總是在重復(fù)著相同的脈沖編碼（例如：正交A/B相增量型編碼器的輸出，永遠(yuǎn)都是A/B相0/1的編碼），所以其信號輸出是不具備唯 一性的，單圈絕 對值編碼器，可以在機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)一圈范圍內(nèi)，做到位置信號輸出的唯 一性；
　　而多圈絕 對值編碼器則可以實(shí)現(xiàn)在其多圈旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不出現(xiàn)重復(fù)的位置信號輸出。
　　無論是哪種絕 對值編碼器，只要測量行程超出其圈數(shù)范圍，就一定會(huì)在旋轉(zhuǎn)過程中，以量程圈數(shù)為周期不斷輸出重復(fù)的位置編碼。
　　因此，盡管都能夠完成長距離位置測量任務(wù)，但在選用不同類型編碼器時(shí)，設(shè)備應(yīng)用體驗(yàn)卻大不相同。
　　使用增量型編碼器或者單圈絕 對值編碼器，的確可以實(shí)現(xiàn)多圈位置檢測和記錄功能，但卻是需要依賴于設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行才能夠順利完成的：
　　在使用增量型編碼器進(jìn)行位置測量時(shí)，需要設(shè)備的信號輸入系統(tǒng)，基于編碼器側(cè)反饋的連續(xù)重復(fù)脈沖，進(jìn)行位置計(jì)數(shù)；
　　當(dāng)使用單圈絕 對值型編碼器處理多圈位置應(yīng)用時(shí)，同樣需要設(shè)備系統(tǒng)，在獲取反饋位置編碼的同時(shí)，對旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行累加計(jì)算；
　　這樣一來，設(shè)備運(yùn)行時(shí)各種可能發(fā)生的意外狀況，如：控制程序運(yùn)行異常、系統(tǒng)與編碼器之間電氣連接的斷開、設(shè)備故障或斷電停機(jī)、信號線路干擾...等，都將造成檢測運(yùn)算中位置計(jì)數(shù)和圈數(shù)累加的錯(cuò)誤或清零，從而相當(dāng)于中斷了位置測量的進(jìn)程。
　　因此，一旦出現(xiàn)上述這些情況，就必 須在系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)，對編碼器所在的位置軸，進(jìn)行原點(diǎn)校準(zhǔn)的初始化操作，這無疑延長了設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。
　　而如果使用絕 對值編碼器（包括單圈/多圈）進(jìn)行位置測量，只要其目標(biāo)量程（即測量行程）在編碼器圈數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)備系統(tǒng)就可以無需進(jìn)行任何位置計(jì)數(shù)和圈數(shù)累加方面的算法處理，直接引用編碼器輸出的反饋數(shù)據(jù)。
　　換句話說，位置測量將僅取決于編碼器的反饋輸出，而與電氣控制系統(tǒng)無關(guān)，無論出現(xiàn)上述哪種電氣系統(tǒng)方面的意外故障，都不會(huì)因中斷檢測運(yùn)算進(jìn)程，而影響zui終位置測量結(jié)果。這將幫助用戶省去設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行時(shí)那些復(fù)雜的原點(diǎn)校準(zhǔn)初始化操作，從而縮短設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，提升產(chǎn)線的總體運(yùn)營效率。
　　這種獨(dú)立、穩(wěn)定的位置檢測性能，其實(shí)就是使用（多圈）絕 對值編碼器的意義和價(jià)值所在。"
　　使用多圈絕 對值編碼器，能夠避免因設(shè)備系統(tǒng)電氣原因（如斷電、信號開路...）而造成的位置測量進(jìn)程的中斷，但如果編碼器與目標(biāo)測量部件之間的機(jī)械連接發(fā)生了改變，同樣還是需要在設(shè)備安裝完成時(shí)或機(jī)械系統(tǒng)恢復(fù)正常連接后，進(jìn)行必要的原點(diǎn)校準(zhǔn)初始化操作的。