smc20编码器的工作原理及接线

smc20编码器的工作原理及接线如下:

1接线方法：编码器有5条导线，其中3条为脉冲输出线，1条为COM端子，1条为电源线（OC门输出型）。编码器电源可以是外部电源，PLC的24V DC电源也可以直接使用。电源的“-”端连接到编码器的COM端，电源的“ +”端连接到编码器。编码器的COM端子连接到PLC输入的COM端子，A，B和Z的两相脉冲输出线直接连接到Plc的输入端子。

2工作原理：四个正弦信号通过中心轴光电编码器组合成A，B，C和D。该编码器具有环形的贯穿线和深色的陷波线，并且光电发送器和接收器读取它们之间的相位差。正弦波为90度（每个周期360度）。通过将C和D信号叠加在A和B相上，可以增强稳定的信号。

检测器件是数控机床伺服系统的重要组成部分，用以检测各控制轴的位移和速度，在实际使用中，由于磨损和污染，经常会出现检测器件故障，造成伺服电机系统无法驱动机床正常运行。

1、机械振荡（加/减速时）

引发此类故障的常见原因有：

①脉冲编码器出现故障。此时应检查速度检测单元反馈线端子上的电压是否在某几点电压下降，如有下降表明脉冲编码器不良，更换编码器；

②脉冲编码器十字联轴节可能损坏，导致轴转速与检测到的速度不同步，更换联轴节；

③测速发电机出现故障。修复，更换测速机。维修实践中，测速机电刷磨损、卡阻故障较多，此时应拆下测速机的电刷，用纲砂纸打磨几下，同时清扫换向器的污垢，伺服电机再重新装好。

2、机械运动异常快速（飞车）

此类故障，应在检查位置控制单元和速度控制单元的同时，还应检查：①脉冲编码器接线是否错误；②脉冲编码器联轴节是否损坏；③检查测速发电机端子伺服电机是否接反和励磁信号线是否接错。

3、主轴不能定向移动或定向移动不到位

此类故障，应在检查定向控制电路的设置调整、检查定向板、主轴控制印刷电路板调整的同时，还应检查位置检测器（编码器）的输出波形是否正常来判断编码器的好坏（应注意在设备正常时测录编码器的正常输出波形，以便故障时查对）。

4、坐标轴进给时振动

应检查电机线圈、机械进给丝杠同电机的连接、伺服系统、脉冲编码器、联轴节、测速机。

5、出现NC错误报警

NC报警中因程序错误， *** 作错误引起的报警。如FANUC6ME系统的Nc出现090091报警，原因可能是：①主电路故障和进给速度太低引起；②脉冲编码器不良；③脉冲编码器电源电压太低（此时调整电源15V电压，使主电路板的+5V端子上的电压值在495-510V内）；④没有输人脉冲编码器的一转信号而不能正常执行参考点返回。

6、伺服系统报警

伺服系统故障时常出现如下的报警号，如FANUC6ME系统的416、426、436、446、456伺服报警；STEMENS880系统的1364伺服报警；STEEMENS8系统的114、104等伺服报警，此时应检查：①轴脉冲编码器反馈信号断线、短路和信号丢失，用示渡器测A、B相一转信号，看其是否正常；②编码器内部故障，造成信号无法正确接收，检查其受到污染、太脏、变形等。

（1）西门子伺服电机维修之OH报警。OH为速度控制单元过热报警，发生这个报警的可能原因有：

①印制电路板上S1设定不正确。

②伺服单元过热。散热片上热动开关动作，在驱动器无硬件损坏或不良时，可通过改变切削条件或负载，排除报警。

③再生放电单元过热。可能是Q1不良，当驱动器无硬件不良时，可通过改变加减速频率，减轻负荷，排除报警。

④电源变压器过热。当变压器及温度检测开关正常时，可通过改变切削条件，减轻负荷，排除报警，或更换变压器。

⑤电柜散热器的过热开关动作，原因是电柜过热。若在室温下开关仍动作，则需要更换温度检测开关。

（2）西门子伺服电机维修之OFAL报警。数字伺服参数设定错误，这时需改变数字伺服的有关参数的设定。对于FANUC0系统，相关参数是8100，8101，8121，8122，8123以及8153~8157等；对于10/11/12/15系统，相关参数为1804，1806，1875，1876，1879，1891以及1865~1869等。

（3）西门子伺服电机维修之FBAL报警。FBAL是脉冲编码器连接出错报警，出现报警的原因通常有以下几种：

①编码器电缆连接不良或脉冲编码器本身不良。

②外部位置检测器信号出错。

③速度控制单元的检测回路不良。

④电动机与机械间的间隙太大。

（4）伺服驱动器上的7段数码管报警FANUCC系列、α/αi系列数字式交流伺服驱动器通常无状态指示灯显示，驱动器的报警是通过驱动器上的7段数码管进行显示的。根据7段数码管的不同状态显示，可以指示驱动器报警的原因。

编码器的信号时做信号反馈用的，反馈位置和速度信号，所以伺服电机的控制的脉冲信号当然不能通过编码器给编码器只是做一些信号的反馈。

伺服判断速度是通过编码器脉冲反馈来实现。编码器和电机的参数需要驱动器设定。一出来就设定好了。如果没设定没配型好，驱动器再怎么配也配不上其它电机，就算配上了性能也达不到最最优。

驱动是靠编码器的反馈脉冲来判断速度的，不是提前算到驱动里的。驱动不是内部编码器，而是有一个算法，靠算法来判断速度的。

扩展资料：

交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。

参考资料来源：百度百科-伺服电机

1、一般用增量式算法

2、取值范围要根据具体要求来确定，一般比例环节会取得大一些，可以在两位数、三位数，可以跨数量级进行比较，而且比例环节的调整一般是在第一步进行，先于积分和微分；积分环节主要是为了消除稳态误差，一般教学式机构速度调节选在10以内，其他情况可以去实践；微分主要是用于控制超调，取值范围和积分环节差不多。一般在选定时先假设kp，然后保持kp恒定，组合调节ki和kd，以消除稳态误差和减小超调，可以根据你的电机功率来定。

3、光电编码器就是作为传感器提供反馈信号的，可以那么用

4、模糊控制我只做过根据控制规则得出查询表，没弄过PID，帮不了了

一般传统上不按照控制方式分类。按以下分类方法。 一、按加工工艺方法分类 1．金属切削类数控机床 与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。 在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量。 2．特种加工类数控机床 除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。 3．板材加工类数控机床 常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。 近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。 二、按控制运动轨迹分类 1．点位控制数控机床 点位控制数控机床的特点是机床移动部件只能实现由一个位置到另一个位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。 这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。 2．直线控制数控机床 直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。 直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。 数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。 3．轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。 常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。 现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因此，除少数专用控制系统外，现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。 三、按驱动装置的特点分类 1．开环控制数控机床 这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。 开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低。但是，系统对移动部件的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。因此，步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。 2．闭环控制数控机床 闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度，也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。图1-3所示的为闭环控制数控机床的系统框图。图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时，若工作台没有移动，则没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，通过A将速度反馈信号送到速度控制电路，通过C将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与位移指令值相比较，用比较后得到的差值进行位置控制，直至差值为零时为止。这类控制的数控机床，因把机床工作台纳入了控制环节，故称为闭环控制数控机床。 闭环控制数控机床的定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。 3．半闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置（如光电编码器等），通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，并对误差进行修正。通过测速元件A和光电编码盘B可间接检测出伺服电动机的转速，从而推算出工作台的实际位移量，将此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中，因而称为半闭环控制数控机床。 半闭环控制数控系统的调试比较方便，并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体，这样，使结构更加紧凑。 4．混合控制数控机床 将以上三类数控机床的特点结合起来，就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床，因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度，其传动链惯量与力矩大，如果只采用全闭环控制，机床传动链和工作台全部置于控制闭环中，闭环调试比较复杂。混合控制系统又分为两种形式： （1）开环补偿型。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构，另外附加一个校正电路。用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。 （2）半闭环补偿型。它是用半闭环控制方式取得高精度控制，再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环修正，以获得高速度与高精度的统一。其中A是速度测量元件（如测速发电机），B是角度测量元件，C是直线位移测量元件。

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