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伺服电机编码器要怎么调整

2018年10月11日 11:35:18来源:今日头条作者:旺材电机与电控关键词:伺服电机

伺服电机编码器零点调整只要生产厂家有自己的技术,外人很难知道,这牵扯到核心技术,就算有些人能调,可是一定不准。并且需求专门的仪器合作调整。徒手调整是装不好一个绝对编码器的。

现在经过以下内容我们了解下伺服编码器的常识

增量式编码器的相位对齐办法

在此评论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又能够分为带换相信号的增量式编码器和一般的增量式编码器,一般的增量式编码器具有两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具有ABZ输出信号外,还具有互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数共同。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电视点相位之间的对齐办法如下:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

2.用示波器调查编码器的U相信号和Z信号;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对方位;

4.一边调整,一边调查编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),断定编码器与电机的相对方位联系;

5.来回改变电机轴,放手后,若电机轴每次自在回复到平衡方位时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有用。

撤掉直流电源后,验证如下:

1.用示波器调查编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形;

2.滚动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也呈现在这个过零点上。

上述验证办法,也能够用作对齐办法。

需求留意的是,此刻增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,因为电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电视点相位与U相反电势波形的相位共同,所以此刻增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电视点相位的-30度点对齐。

有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电视点的零点直接对齐,为到达此意图,能够:

1.用3个阻值持平的电阻接成星型,然后将星型衔接的3个电阻别离接入电机的UVW三相绕组引线;

2.以示波器调查电机U相输入与星型电阻的中点,就能够近似得到电机的U相反电势波形;

3.依据操作的便利程度,调整编码器转轴与电机轴的相对方位,或许编码器外壳与电机外壳的相对方位;

4.一边调整,一边调查编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,断定编码器与电机的相对方位联系,完成对齐。

因为一般增量式编码器不具有UVW相位信息,而Z信号也只能反映一圈内的一个点位,不具有直接的相位对齐潜力,因而不作为本评论的话题。

绝对式编码器的相位对齐办法

绝对式编码器的相位对齐关于单圈和多圈而言,不同不大,其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电视点的相位。前期的绝对式编码器会以独自的引脚给出单圈相位的最高位的电平,运用此电平的0和1的翻转,也能够完成编码器和电机的相位对齐,办法如下:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

2.用示波器调查绝对编码器的最高计数位电平信号;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对方位;

4.一边调整,一边调查最高计数位信号的跳变沿,直到跳变沿精确呈现在电机轴的定向平衡方位处,断定编码器与电机的相对方位联系;

5.来回改变电机轴,放手后,若电机轴每次自在回复到平衡方位时,跳变沿都能精确复现,则对齐有用。

这类绝对式编码器现在现已被选用EnDAT,BiSS,Hyperface等串行协议,以及日系专用串行协议的新式绝对式编码器广泛替代,因而最高位信号就不符存在了,此刻对齐编码器和电机相位的办法也有所改变,其间一种十分有用的办法是运用编码器内部的EEPROM,存储编码器随机装置在电机轴上后实测的相位,具体办法如下:

1.将编码器随机装置在电机上,即固结编码器转轴与电机轴,以及编码器外壳与电机外壳;

2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

3.用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈方位值,并存入编码器内部记载电机电视点初始相位的EEPROM中;

4.对齐进程完毕。

因为此刻电机轴已定向于电视点相位的-30度方向,因而存入的编码器内部EEPROM中的方位检测值就对应电机电视点的-30度相位。尔后,驱动器将恣意时间的单圈方位检测数据与这个存储值做差,并依据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就能够得到该时间的电机电视点相位。

这种对齐办法需求编码器和伺服驱动器的支撑和合作方能完成,日系伺服的编码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向用户供给这种对齐办法的功用界面和操作办法。这种对齐办法的一大优点是,只需向电机绕组供给断定相序和方向的转子定向电流,无需调整编码器和电机轴之间的视点联系,因而编码器能够以恣意初始视点直接装置在电机上,且无需精密,乃至简略的调整进程,操作简略,工艺性好。

假如绝对式编码器既没有可供运用的EEPROM,又没有可供检测的最高计数位引脚,则对齐办法会相对杂乱。假如驱动器支撑单圈绝对方位信息的读出和显现,则能够考虑:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

2.运用伺服驱动器读取并显现绝对编码器的单圈方位值;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对方位;

4.经过上述调整,使显现的单圈绝对方位值充沛挨近依据电机的极对数折算出来的电机-30度电视点所应对应的单圈绝对方位点,断定编码器与电机的相对方位联系;

5.来回改变电机轴,放手后,若电机轴每次自在回复到平衡方位时,上述折算方位点都能精确复现,则对齐有用。

假如用户连绝对值信息都无法取得,那么就只能凭借原厂的专用工装,一边检测绝对方位检测值,一边检测电机电视点相位,运用工装,调整编码器和电机的相对角方位联系,将编码器相位与电机电视点相位彼此对齐,然后再断定。这样一来,用户就愈加无从自行解决编码器的相位对齐问题了。

个人引荐选用在EEPROM中存储初始装置方位的办法,简略,有用,适应性好,便于向用户开放,以便用户自行装置编码器,并完成电机电视点的相位整定。

正余弦编码器的相位对齐办法

一般的正余弦编码器具有一对正交的sin,cos 1Vp-p信号,相当于方波信号的增量式编码器的AB正交信号,每圈会重复许许多多个信号周期,比方2048等;以及一个窄幅的对称三角波Index信号,相当于增量式编码器的Z信号,一圈一般呈现一个;这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。另一种正余弦编码器除了具有上述正交的sin、cos信号外,还具有一对一圈只呈现一个信号周期的彼此正交的1Vp-p的正弦型C、D信号,假如以C信号为sin,则D信号为cos,经过sin、cos信号的高倍率细分技术,不仅能够使正余弦编码器取得比原始信号周期更为细密的名义检测分辨率,比方2048线的正余弦编码器经2048细分后,就能够到达每转400多万线的名义检测分辨率,当前许多欧美伺服厂家都供给这类高分辨率的伺服体系,而国内厂家尚不多见;此外带C、D信号的正余弦编码器的C、D信号经过细分后,还能够供给较高的每转绝对方位信息,比方每转2048个绝对方位,因而带C、D信号的正余弦编码器能够视作一种模拟式的单圈绝对编码器。

选用这种编码器的伺服电机的初始电视点相位对齐办法如下:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

2.用示波器调查正余弦编码器的C信号波形;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对方位;

4.一边调整,一边调查C信号波形,直到由低到高的过零点精确呈现在电机轴的定向平衡方位处,断定编码器与电机的相对方位联系;

5.来回改变电机轴,放手后,若电机轴每次自在回复到平衡方位时,过零点都能精确复现,则对齐有用。

撤掉直流电源后,验证如下:

1.用示波器调查编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形;

2.滚动电机轴,编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

这种验证办法,也能够用作对齐办法。

此刻C信号的过零点与电机电视点相位的-30度点对齐。

假如想直接和电机电视点的0度点对齐,能够考虑:

1.用3个阻值持平的电阻接成星型,然后将星型衔接的3个电阻别离接入电机的UVW三相绕组引线;

2.以示波器调查电机U相输入与星型电阻的中点,就能够近似得到电机的U相反电势波形;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对方位;

4.一边调整,一边调查编码器的C相信号由低到高的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使2个过零点重合,断定编码器与电机的相对方位联系,完成对齐。

因为一般正余弦编码器不具有一圈之内的相位信息,而Index信号也只能反映一圈内的一个点位,不具有直接的相位对齐潜力,因而在此也不作为评论的话题。

假如可接入正余弦编码器的伺服驱动器能够为用户供给从C、D中获取的单圈绝对方位信息,则能够考虑:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

2.运用伺服驱动器读取并显现从C、D信号中获取的单圈绝对方位信息;

3.调整旋变轴与电机轴的相对方位;

4.经过上述调整,使显现的绝对方位值充沛挨近依据电机的极对数折算出来的电机-30度电视点所应对应的绝对方位点,断定编码器与电机的相对方位联系;

5.来回改变电机轴,放手后,若电机轴每次自在回复到平衡方位时,上述折算绝对方位点都能精确复现,则对齐有用。

尔后能够在撤掉直流电源后,得到与前面根本相同的对齐验证效果:

1.用示波器调查正余弦编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形;

2.滚动电机轴,验证编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

假如运用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器,也能够存储正余弦编码器随机装置在电机轴上后实测的相位,具体办法如下:

1.将正余弦随机装置在电机上,即固结编码器转轴与电机轴,以及编码器外壳与电机外壳;

2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

3.用伺服驱动器读取由C、D信号解析出来的单圈绝对方位值,并存入驱动器内部记载电机电视点初始装置相位的EEPROM等非易失性存储器中;

4.对齐进程完毕。

因为此刻电机轴已定向于电视点相位的-30度方向,因而存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的方位检测值就对应电机电视点的-30度相位。尔后,驱动器将恣意时间由编码器解析出来的与电视点相关的单圈绝对方位值与这个存储值做差,并依据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就能够得到该时间的电机电视点相位。

这种对齐办法需求伺服驱动器的在国内和操作上予以支撑和合作方能完成,并且因为记载电机电视点初始相位的EEPROM等非易失性存储器坐落伺服驱动器中,因而一旦对齐后,电机就和驱动器事实上绑定了,假如需求替换电机、正余弦编码器、或许驱动器,都需求从头进行初始装置相位的对齐操作,并从头绑定电机和驱动器的配套联系。

旋转变压器的相位对齐办法

旋转变压器简称旋变,是由经过特别电磁规划的高性能硅钢叠片和漆包线构成的,比较于选用光电技术的编码器而言,具有耐热,耐振。耐冲击,耐油污,乃至耐腐蚀等恶劣工作环境的适应能力,因而为武器体系等工况恶劣的运用广泛选用,一对极(单速)的旋变能够视作一种单圈绝对式反馈体系,运用也最为广泛,因而在此仅以单速旋变为评论目标,多速旋变与伺服电机配套,个人认为其极对数最好选用电机极对数的约数,一便于电机度的对应和极对数分化。

旋变的信号引线一般为6根,分为3组,别离对应一个鼓励线圈,和2个正交的感应线圈,鼓励线圈承受输入的正弦型鼓励信号,感应线圈依据旋变转定子的彼此角方位联系,感应出来具有SIN和COS包络的检测信号。旋变SIN和COS输出信号是依据转定子之间的视点对鼓励正弦信号的调制成果,假如鼓励信号是sinωt,转定子之间的视点为θ,则SIN信号为sinωt×sinθ,则COS信号为sinωt×cosθ,依据SIN,COS信号和原始的鼓励信号,经过必要的检测电路,就能够取得较高分辨率的方位检测成果,现在商用旋变体系的检测分辨率能够到达每圈2的12次方,即4096,而科学研究和航空航天体系乃至能够到达2的20次方以上,不过体积和本钱也都十分可观。

商用旋变与伺服电机电视点相位的对齐办法如下:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出;

2.然后用示波器调查旋变的SIN线圈的信号引线输出;

3.依据操作的便利程度,调整电机轴上的旋变转子与电机轴的相对方位,或许旋变定子与电机外壳的相对方位;

4.一边调整,一边调查旋变SIN信号的包络,一向调整到信号包络的幅值彻底归零,断定旋变;

5.来回改变电机轴,放手后,若电机轴每次自在回复到平衡方位时,信号包络的幅值过零点都能精确复现,则对齐有用 。

撤掉直流电源,进行对齐验证:

1.用示波器调查旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形;

2.滚动电机轴,验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

这个验证办法,也能够用作对齐办法。

此刻SIN信号包络的过零点与电机电视点相位的-30度点对齐。

假如想直接和电机电视点的0度点对齐,能够考虑:

1.用3个阻值持平的电阻接成星型,然后将星型衔接的3个电阻别离接入电机的UVW三相绕组引线;

2.以示波器调查电机U相输入与星型电阻的中点,就能够近似得到电机的U相反电势波形;

3.依据操作的便利程度,调整编码器转轴与电机轴的相对方位,或许编码器外壳与电机外壳的相对方位;

4.一边调整,一边调查旋变的SIN信号包络的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使这2个过零点重合,断定编码器与电机的相对方位联系,完成对齐。

需求指出的是,在上述操作中需有用区别旋变的SIN包络信号中的正半周和负半周。因为SIN信号是以转定子之间的视点为θ的sinθ值对鼓励信号的调制成果,因而与sinθ的正半周对应的SIN信号包络中,被调制的鼓励信号与原始鼓励信号同相,而与sinθ的负半周对应的SIN信号包络中,被调制的鼓励信号与原始鼓励信号反相,据此能够区别判别旋变输出的SIN包络信号波形中的正半周和负半周,对齐时,需求取sinθ由负半周向正半周过渡点对应的SIN包络信号的过零点,假如取反了,或许未加精确判别的话,对齐后的电视点有可能错位180度,然后有可能形成速度外环进入正反馈。

假如可接入旋变的伺服驱动器能够为用户供给从旋变信号中获取的与电机电视点相关的绝对方位信息,则能够考虑:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

2.运用伺服驱动器读取并显现从旋变信号中获取的与电机电视点相关的绝对方位信息;

3.依据操作的便利程度,调整旋变轴与电机轴的相对方位,或许旋变外壳与电机外壳的相对方位;

4.经过上述调整,使显现的绝对方位值充沛挨近依据电机的极对数折算出来的电机-30度电视点所应对应的绝对方位点,断定编码器与电机的相对方位联系;

5.来回改变电机轴,放手后,若电机轴每次自在回复到平衡方位时,上述折算绝对方位点都能精确复现,则对齐有用。

尔后能够在撤掉直流电源后,得到与前面根本相同的对齐验证效果:

1.用示波器调查旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形;

2.滚动电机轴,验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

假如运用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器,也能够存储旋变随机装置在电机轴上后实测的相位,具体办法如下:

1.将旋变随机装置在电机上,即固结旋变转轴与电机轴,以及旋变外壳与电机外壳;

2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

3.用伺服驱动器读取由旋变解析出来的与电视点相关的绝对方位值,并存入驱动器内部记载电机电视点初始装置相位的EEPROM等非易失性存储器中;

4.对齐进程完毕。

因为此刻电机轴已定向于电视点相位的-30度方向,因而存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的方位检测值就对应电机电视点的-30度相位。尔后,驱动器将恣意时间由旋变解析出来的与电视点相关的绝对方位值与这个存储值做差,并依据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就能够得到该时间的电机电视点相位。

这种对齐办法需求伺服驱动器的在国内和操作上予以支撑和合作方能完成,并且因为记载电机电视点初始相位的EEPROM等非易失性存储器坐落伺服驱动器中,因而一旦对齐后,电机就和驱动器事实上绑定了,假如需求替换电机、旋变、或许驱动器,都需求从头进行初始装置相位的对齐操作,并从头绑定电机和驱动器的配套联系。

留意

1.以上论述中,所谓对齐到电机电视点的-30度相位的提法,是以UV反电势波形滞后于U相30度的条件为条件。

2.以上论述中,都以UV相通电,并参阅UV线反电势波形为例,有些伺服体系的对齐办法可能会选用UW相通电并参阅UW线反电势波形。

3.假如想直接对齐到电机电视点0度相位点,也能够将U相接入低压直流源的正极,将V相和W相并联后接入直流源的负端,此刻电机轴的定向角相关于UV相串联通电的办法会偏移30度,以文中给出的相应对齐办法对齐后,准则上将对齐于电机电视点的0度相位,而不再有-30度的偏移量。这样做看似有优点,可是考虑电机绕组的参数不共同性,V相和W相并联后,别离流经V相和W相绕组的电流很可能并不共同,然后会影响电机轴定向视点的精确性。而在UV相通电时,U相和V相绕组为单纯的串联联系,因而流经U相和V相绕组的电流必定是共同的,电机轴定向视点的精确性不会受到绕组定向电流的影响。

4.不扫除伺服厂商有意将初始相位错位对齐的可能性,尤其是在能够供给绝对方位数据的反馈体系中,初始相位的错位对齐将很简略被数据的偏置量补偿回来,以此种办法也许能够起到某种维护自己产品线的效果。仅仅这样一来,用户就愈加无从知道伺服电机反馈元件的初始相位究竟该对齐到哪儿了。用户自然也不愿意遇到这样的供货商。

补充下上面的说法:

现在高版别的体系比方发格体系版别在6.02以上的,发格同步电机装置编码器后能够经过参数主动调整。无需这么费时。

伺服电机编码器调零对位办法实例

一台AB伺服电机(MPL-B640F-MJ24AA),拆开查看刹车时因为客户无经历,连装在电机尾部固定的编码器也拆了下来(没做符号),编码器是sick的SRM50-HFA0-K01。装上后刹车没问题,但呈现飞车毛病。伺服驱动器报错E18 OVER SPEED或许E24 velocity error。

应急调零办法,简略并且有用.但有必要把电机拆离设备并依靠设备来进行调试.试好后再装回设备再可.事实上经过很多的调零试验,每个伺服电机都有一个视点小于10度的零速停止区域,和350度的高速回转区域,假如你是偶而替换一只编码器,这样的做法确实是太麻烦了,这儿有一个很简洁的应急办法也能很快搞定.

拆下损坏的编码器,装上新的编码器,并与轴固定.而使可调底座悬空并可自在旋转,把电机从头连入电路,把机器速度调为零,通电正常后按发动开关后有几种状况会发作。

1、是电机高速回转,这是因为编码器与实践零位相差太大所造成的,不用慌张,你能够把编码器转过一个视点直到电机能停止下来为止.

2、是电机在零速指令下处于停止状况,这时你能够小心肠先反时针滚动编码器,留意:一定要慢,直到电机开端高速回转,记下该方位一起当即往回调至停止区域.这儿要求两手一起操作,一手作旋转,另一手拿好记号笔,记住动作一定要快,也不行慌乱失措,彻底没必要,这是正常现象.然后按顺时针持续缓慢滚动直到又一次高速回转的呈现,记下该方位并当即往回调至停止区,

经过上述调整,你会发现增量式伺服电机其实有一个较宽的可调区域,而这个区域里的中心方位就是伺服电机最大力矩输出点,假如一个电机力矩缺乏或正反方向运转时有一个方向上力矩缺乏往往是因为编码器的Z信号削弱或该方位违背中心所造成的,即零位发作了违背,一般从头调整该零位即可.

关于一个新的编码器来说这个停止区域相对较小,如大幅添加则是编码器内部电路出了问题,表现为力矩缺乏或发热大幅添加.用电流表丈量则空载电流明显添加.

找到中心方位后并把这个方位擦洁净,只要把编码器底座用502胶直接固定于电机旁边面对应处即可.待502干了后再在上机涂上一层在硅橡胶即可投入正常运转.实践证明,正常状况下这样处理后的伺服电机运用一年是没有问题的,

从上面的调整能够看出,因为编码器的轴与电机轴心是能够随意以任一视点衔接的,所以编码器零位与电机的机械方位仅仅相对方位罢了,只要编码器的轴与电机轴固定了,那么编码器的实践零位方位也便固定下来了,假如活动底座方位断定了,那么轴间的柱头镙钉的方位也便固定了.

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