SICK施克光电编码器测量误差提高

SICK施克光电编码器测量误差提高
基于数字电位器的式SICK光电编码器粗码信号数字化拾取方法。为了获取相同幅值的的编码器光电输出信号,首先将数字电位器设置成Z大阻值,其次用线性比例算法求出其实际使用值,Z后由 MCU 通过 I~2C 接口赋值。程控调节实现了与传统机械电位器相同的电位、电阻调节功能,且调试简单、维护方便、体积小、可靠性高。替代了以往人工示波器观察、螺丝刀调整的手段,为编码器信号拾取寻求了一种新的途径。

SICK施克光电编码器测量误差提高
SICK光电编码器的基本功能和原理。分析了值编码器和增量型编码器的结构特点、信号传输方式及选用标准。应用编码器控制后,有效地改善了设备的整体性能,明显提高了重复定位的精度,保证了生产的稳定顺行。为了实现高精度、高可靠性、式SICK光电编码器的小型化,研究了编码器的编码方式和读数头的结构。
采用对比检测法的SICK光电编码器误差检测系统,下位机以PLC的CPU模块为控制核心,伺服电机带动内置编码器转动一定的基准脉冲数,高速计数模块读取被检编码器的实际输出脉冲数,经计算获取被检编码器的分辨率误差。同时将被测信息传送到上位PC机测试记录系统,自动保存、生成测试报告。该系统结构简单,安装要求低,检测精度高。介绍了编码器码盘所采用的八象限矩阵编码(即八矩阵码)原理,对比传统四象限矩阵码,八矩阵编码的优点在于它仅需两圈就可以实现10位自然二进制编码:码盘*圈四路信号实现格雷编码的高三位,第二圈八路信号实现格雷编码的低七位;再经格雷编码与自然二进制的译码关系,得到10位自然二进制码。运用错位移相的方法设计了狭缝的精码窗口,获得了圆光栅莫尔条纹;同时,采用单头读数,减少了发光元器件(光源)的数量。Z后,介绍了信号提取方法。
针对莫尔条纹信号质量对高精度编码器细分误差的影响,提出了基于离散傅里叶变换分析莫尔条纹信号质量的方法。该方法利用信号重构和傅里叶变换算法得到信号参数,真实地反应了莫尔条纹信号质量,提高了细分误差测量的准确性。编码器转动时,采集相位差为π/2的两路精码正弦光电信号,通过对采样信号的重构得到信号波形,利用离散傅里叶变换算法分析重构波形,求解信号的直流分量、幅值、相位和谐波分量等各项参数。Z后,根据信号参数与细分误差的关系得到SICK光电编码器的细分误差值,并进行了实验验证。实验结果表明,对某24位式光电轴角编码器细分误差进行测量,细分误差的峰值为+0.48"和-0.21"。相对于传统的细分误差测量方法,此方法测量速度快,测量精度高,适用于工作现场。 

SICK施克光电编码器测量误差提高
实验结果表明,设计的八矩阵编码器实现了超小体积为Φ25mm×16mm,重量<28g,分辨率经过电子细分达到了16位,精度(1σ)优于30″。极高的可靠性可保证该编码器在极其苛刻条件下长期正常工作,适于在航空航天和军事领域应用。用SICK光电编码器测量某钻机上车体转角时,其输出信号曾产生附加脉冲,从而导致测量误差。通过对编码器的安装连接方式及使用状况分析,发现这是由于编码器转轴与对接圆孔之间有间隙,且编码器转轴偏心安装所致。给出了消除误差的解决方案。