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概要
旋转式编码器的定义
旋转式编码器,是将旋转的机械位移量转换为电气信号,对该信号进行处理后检测位置·速度等的传感器。检测直线机械位移量的
传感器称为线性编码器。
特长
① 根据轴的旋转变位量进行输出。
通过联合器与轴结合,能直接检测旋转位移量。
② 启动时无需原点复位。(仅绝对型)
绝对型的情况下,将旋转角度作为绝对数值进行并列
输出。
③ 可对旋转方向进行检测。
增量型中可通过A相和B 相的输出时间,绝对型中可通
过代码的增减来掌握旋转方向。
④ 请根据丰富的分辨率和输出型号,选择最合适的
传感器。
根据要求精度和成本、连接电路等,选择适合的传感
器。
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原理
项目
分类
特长 构造 输出波形
增量型
E6J-C
E6A2-C
E6B2-C
E6C2-C
E6C3-C
E6D-C
E6F-C
E6H-C
·本型号能根据轴的旋转位移量,输
出脉冲列。
其方式是通过其他计数器,计算输
出脉冲数,通过计数检测旋转量。
·希望知道某输入轴位置的旋转量,
先按基准位置,使计数位的计数值
复位,然后再用计数器把由该位置
发出的脉冲数累加起来。
因此,可任意选择基准位置,且可
无限量检测旋转量。
其最大的特长是,可添加电路,产
生1周期信号的2倍、4倍脉冲数,
提高电流的分辨率(*)。
此外,可把每旋转一周发生的Z相
信号作为1旋转内的原点使用。
*需要高分辨率时,一般可采用 4 倍增电路
方式。
(如果把A相、B相的上升、下降波形分别
进行微分,可得到4倍输出,分辨率则为
4倍。)
与轴旋转同时写入光学图案的磁盘
时,通过两处狭缝的光就会相应地
被透过、遮断。这种光通过与各自的
狭缝相对的受光元件转换为电流,
通过波形整形后,成为2个矩形波输
出。
另2处的狭缝要配置在与矩形波输出
的相位差1/4间距处。
多旋转
绝对型
E6C-N
·单旋转绝对型数据与通常的绝对
型具有同样的特长。
旋转量数据也可作为绝对数据输
出,根据旋转量数据的检测方式,
选择需要或不需要电源断开时的
支持电源用电池的类型。
·使用增量型编码器,可适用于编
码器在任意旋转状态下位置检测
绝对化的场合。
检测部与绝对型的构成基本相同。
采用部分单旋转的绝对信号,根据
内部设置的计数器,累计单旋转的1
次旋转量,并作为绝对的代码,输出
多旋转数据。
绝对型
E6J-A
E6CP-A
E6C3-A
E6F-A
·本型号为把旋转角度通过 2
n
的代
码作为绝对值,通过并联输出。
因此,如果持有输出代码位数的
输出量。分辨率较大时,输出量就
会增加,方式是通过直接读取输
出代码,进行旋转位置检测。
·编码器一旦被装入机械,则可确
定输入旋转轴的零位,一般把零
位作为坐标原点,旋转角度用数
字输出。
此外,不会因干扰等发生数据错
落,也无需进行启动时的原点复
位。
另外,因高速旋转,不能读取符号
时,若降低转速,则可读取正确的
数据,此外因停电等切断电源,再
次接通电源的情况下,也能读取
正确的旋转数据。
旋转已写入图案的磁盘,透过狭缝
的光就可依据图案,处于透过与遮
断交替的状态。
透过的光可通过受光元件转换为电
流,并进行波形整形后,变成数字信
号。
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分类
选择要点
增量式或绝对式
考虑到容许的成本,电源接通时的原点可否恢复、控制速度、
耐干扰性等,选择合适的类型。
分解率精度的选择
在考虑组装机械装置的要求精度和机械的成本的基础上,选
择最适合的产品。一般选择机械综合精度的1/2~1/4精度的
分辨率。
外形尺寸
选定时还要考虑安装空间与选定轴的形态(中空轴、杆轴类)。
轴容许负重
选定时要考虑到不同安装方法的不同轴负载状态、及机械的
寿命等。
容许最大旋转数
根据使用时的机械的最大旋转数来选择。
最高响应频率数
根据组装机械装置使用时的轴最大旋转数来定。
最大响应频率= (旋转数/60)×分辨率
但是,由于实际的信号周期有所波动,所以选定时应针对上述
的计算值,来选择留有余度的规格。
保护构造
根据使用环境中的灰尘、水、油等的程度来选择。
·仅灰尘:IP50
·还有水:IP52、IP64
·有油:防油
轴的旋转启动转矩
驱动源的转矩为多少?
输出电路方式
选择电路方式时应考虑到连接的后段机器、信号的频率、传
送距离、干扰环境等。
长距离传送的情况下,选择线路驱动器输出。
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术语解说
分辨率
轴旋转1次时输出的增量信号脉冲数或绝对值的绝对位置数。
输出相
增量型式的输出信号数。包括1相型(A相)、2相型(A相、B相)、
3相(A相、B相、Z相)。Z相输出1次即输出1次原点用的信号。
输出相位差
轴旋转时,将A相、B相各信号相互间上升或下降中的时间偏
移量与信号1周期时间的比,或者用电气角表示信号1周期为
360°。
A相、B相用电气角表示为90°的相位差。
CW
即顺时针旋转(Clock Wise)的方向。从轴侧面观察为向右旋
转,在这个旋转方向中,通常增量型为A相比B相先进行相位输
出,绝对型为代码增加方向。
CW方向反旋转时为CCW(Counter Clock Wise)
输出功效比
使轴以固定速旋转时输出的平均脉冲周期时间与1周期的H位
时间的比。
最高响应频率
响应信号所得到的最大信号频率。
上升时间、下降时间
输出脉冲的10~90%的时间。
输出电路
(1) 集电极开路输出
以输出电路的晶体管发射极为共通型,以集电极为开放
式的输出电路。
(2) 电压输出
以输出电路的晶体管的发射极为共通型,在集电极与电
源间插入电阻,并输出因电压而变化的集电极的输出电
路。
(3) 线性驱动器输出
本输出方式采用高速、长距离输送用的专用IC方式,是依
据RS422-A规格的数据传送方式。信号以差动的2信号输
出,因此抗干扰能力强。
接受线路驱动器输出的信号时,可使用称为线路接受器
的专用IC。
(4) 补码输出
输出上具备NPN和PNP2种输出晶体管的输出电路。
根据输出信号的 “H”、“L”,2个输出晶体管交互进行
“ON”、“OFF”动作。使用时,请在正极电源、OV上进行
上拉、下降后再使用。
补码输出,包括输出电流的流出、流入两个动作,其特征
为信号的上、下降速度快,可延长代码的长距离。
可与集电极开路输入机器(NPN、PNP)连接。
启动转矩
旋转式编码器的轴旋转启动时必须的旋转力矩。通常旋转时,
一般取比本值低的值。轴为防水用密封设计时,启动转矩的值
较高。
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