编码器:为什么转一圈它就能数清每一步?

昨天带新来的徒弟调组装线,走过来指着伺服电机屁股上那个银光闪闪的圆片片问,“师傅这是什么?看着不像接线盒啊”。我笑了,这东西,天天在你眼皮子底下转,没几个人能说清它到底干嘛的。

原来你天天见,就是叫不出名字

组装线要推一块板材走一米,停在误差不超过一根头发丝的位置,靠谁告诉电机“停,就到这了”?数控车床车个圆弧,刀架走了多少距离,转了多少角度,谁说了算? 就是它。别看着小,装在电机轴端跟着转,整个产线的定位精度全捏在它手里。 说实话,没它,所有高精度自动化全歇菜。
工业伺服电机轴端安装编码器现场实拍
工业伺服电机轴端安装编码器现场实拍
很多人以为它就是个“发脉冲的零件”,太浅了。它本质上就是给转动“做标记”,把位置信息转换成电信号给控制器读,就这么简单。机器看不见自己转了多少,全靠它张嘴报位置。

凭什么它能数清每一丝转动?

拆开外壳看,里头核心就是个带刻线的小圆片,叫码盘。行业里常用的分两种,逻辑完全不一样。 最常见的增量式编码器,码盘上刻了一圈圈均匀的透光缝,转的时候,光线穿过缝就被后端的感光元件接住,变成一个个电脉冲。转一圈出多少个脉冲,就能算出转了多少角度,说白了就是数台阶,你每走一步我数一个,加起来就知道总共走了多远。价格便宜,够用,大部分普通产线都用它。 那绝对式编码器呢?它的码盘玩法不一样,每一个角度都有独一份的刻线编码,就像每个台阶都刻了自己的编号,一通电不用归零走流程,直接就知道现在在哪个位置,断电重启也不用重新找原点,省老多事了。大设备停机一次找原点要半小时,用它就没这烦恼。
增量式编码器玻璃码盘刻线放大图
增量式编码器玻璃码盘刻线放大图
是不是听着原理也没那么玄乎?对啊,本来就不是什么黑科技,难就难在刻线的精度,那缝细得比普通细菌大不了多少,稍微歪一丝,整个精度就废了。不过话说回来,咱们车间干活的不用管刻线怎么磨,知道它能干嘛,出问题怎么修就行。

车间里最容易踩的那些坑

车间里最容易踩的那些坑
车间里最容易踩的那些坑
我刚上班那会踩过一个大坑,现在想起来都臊得慌。当时一条包装线出问题,定位总是偏个一两个毫米,调参数换接线折腾了一上午,差点要申请买新编码器换上去。后来带班的老师傅过来,拆开端盖吹了吹,拿酒精棉擦了擦码盘,装上一试,好了。 原来就是切削液的油雾飘进去,干了糊了两道刻线,它直接数错了台阶。 就这么点破事。 说出来你不信,车间里八成的编码器故障,都是这种脏东西闹的。很多人一看到定位不准,直接就想着换件,从来想不到拆开擦一擦码盘,白扔多少钱。 还有一种坑,就是安装的时候偷赖,同轴度没调好,电机转起来带着编码器晃,时间长了把转轴磨偏,没多久就废了。很多新人图快,装上去拧紧螺丝就完,根本不打表调同轴,不出一年肯定出问题。 震动大的工位,一定要选带锁紧固定轴的,别图便宜买那种接口松的,用不了多久震得接线松了,信号断了,停一次线的损失,够买十个好编码器了。 还有人分不清两种编码器的用法,开口就要最贵的绝对式,没必要。小产线回零方便的,用增量就行,便宜又好用。那种大设备,断电一次找原点要折腾大半天的,咬咬牙上绝对的,省下来的时间早把差价赚回来了。 说白了,它就是机器的眼睛,专门数转动的步子。你按规矩装,定期清灰擦油,它就能安安稳稳给你干个十来年,一点不闹脾气。

作者|制造

排版|制造

审核|知知

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