技术论坛

各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

作者 主题
游侠

经验值: 433
发帖数: 34
精华帖: 1
主题:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
精华帖精华帖星级4级 精编帖 推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 楼主 2018-05-18 09:02:43

一、光学绝对值单圈编码与光学齿轮箱多圈编码

某欧系进口编码器,先看产品外观

拆开后,可见三层结构,底层是光学单圈码盘,中间是光学单圈与多圈组的编码解码电路板,上层是多光学感应器的多圈齿轮箱。

 


最上层可见多个光学传感器组件,逐级感测多圈齿轮箱的进级角度变化。



光学单圈绝对值码盘如下图:

 

光学多圈齿轮箱的原理图:



下面我们再拆一个,欧系另一家的光学多圈齿轮箱:

 


这是欧系的另一家的齿轮箱多圈绝对值编码器,因其较易损坏,SSI信号也经常被干扰,用户换下后送我。拆开看看也是全光学的组件,有塑料齿轮箱组件,光学单圈码盘埋入了底座内,打开上层多圈齿轮箱组,是这样子的如下图:


拆了上面两家都是全光电单、多圈的原理,全光电原理的多圈绝对值编码器的优势,是光学传感器的快速与所有编码的整体性编码的容易。但是缺点是光学组件太多了,各码道占用挤了,容易偏出码道,对于产品组装的成品率较麻烦,抗振动较差,以及光学组件多了,其使用寿命也会有影响,并今后使用损坏故障率较高。

于是,也有将多圈传感器组设计为磁电式的。

未完待续


一个好的选型是项目成功的一半,上海精浦已为大量西门子用户服务20年。
精华帖版主置评: 图文并茂,好文章值得鼓励。
以下网友喜欢您的帖子:

  
重要声明:

著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

帖子链接:https://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post.aspx?b_id=52&a_id=1481409

侠圣

经验值: 2691
发帖数: 270
精华帖: 0
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 1楼 2018-05-18 09:31:09

等待楼主的续集!


继续努力!
以下网友喜欢您的帖子:

  
侠圣

经验值: 3208
发帖数: 448
精华帖: 3
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 2楼 2018-05-18 12:16:17

好贴,多余的不说了


坚持就能走的更远
以下网友喜欢您的帖子:

  
侠圣

经验值: 4119
发帖数: 458
精华帖: 0
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 3楼 2018-05-18 12:21:35

顶一下楼主,要不楼主没有动力写续集了!


干就完了!
以下网友喜欢您的帖子:

  
侠士

经验值: 1330
发帖数: 37
精华帖: 0
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 4楼 2018-05-19 07:34:35

 支持楼主,望楼主继续跟新,好东西值得学习!!!


初阶学习者
以下网友喜欢您的帖子:

  
游侠

经验值: 433
发帖数: 34
精华帖: 1
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
精编帖 推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 楼主 5楼 2018-05-19 13:22:13

今天来拆2个光学绝对值单圈编码与磁电式齿轮箱多圈编码,德国海德汉的ROQ425--SSI绝对值多圈编码器(其同类的盲孔轴套型的型号为EQN425),选用的是另一套方案:单圈码盘用光学原理,多圈齿轮箱传感器用磁电式原理。下图是2007年以前老款的老齿轮箱:

 


而2007年后,海德汉升级了多圈齿轮箱,突出的是磁感应传感器更小,并与MCU处理器集成了,这样的刷新速度与输出速度更快,也符合其EnDat2.2的高速输出战略。海德汉的编码器突出的优势是光学精度高,输出刷新快,其单圈码盘仍然用光学的原理保持了它的高精度优点:

 



有轴型的ROQ425SSI以及轴套型的EQN425SSI在中国市场销售有二十年历史,以及大量的成功应用案例,比如三峡水利枢纽水闸开度自动化控制的应用,还有电梯平层,风电变桨系统等等。

通过以上拆解,我们又发现了两个事实:其一,是磁电式齿轮箱组,并不存在“磁电式多圈怕干扰过不去”的故事;其二,是塑料齿轮箱组,并不存在“齿轮箱怕磨损影响寿命”的故事,其实齿轮负载很轻,用非接触式感应传感器的。只要装配得好,磨损几乎可忽略。

海德汉ROQ425编码器是ssi信号输出,和西门子PLC用的话是S7-300加SM338模块,或者ET200 IO模块也可以接入ssi信号。


一个好的选型是项目成功的一半,上海精浦已为大量西门子用户服务20年。
以下网友喜欢您的帖子:

  
游侠

经验值: 433
发帖数: 34
精华帖: 1
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
精编帖 推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 楼主 6楼 2018-05-21 20:11:47

没人回帖,我就自己顶了。

今天再看一个上海精浦的08年款齿轮箱多圈编码器GMX425的方案,恰恰与海德汉的ROQ425调了一个反向:单圈码盘用磁电的原理,而多圈齿轮箱选用了光学多圈齿轮箱组件。这是中国国产的机械齿轮编码器。


这样设计的好处是抗震动能力强,目前已有在市场上十年的大量应用,主要在水利、起重还有钢铁行业。该编码器的输出信号是modbus RTU,和西门子smart 200 是绝配,形成中低端PLC的黄金搭档,在起重行业双路同步,或者小型加工机械的三轴同步、三轴联动是最理想最经济的选择。


接下来会展示一个SICK的经典编码器ATM60的内部结构,也就是被振华港机等国内港口机械、起重机械广泛采用的以安全可靠著称的全磁多圈编码器,明天再回来。



一个好的选型是项目成功的一半,上海精浦已为大量西门子用户服务20年。
以下网友喜欢您的帖子:

  
侠圣

经验值: 3616
发帖数: 260
精华帖: 0
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 7楼 2018-05-22 17:53:15

未完待续。。后面呢。。


随心所欲
以下网友喜欢您的帖子:

  
奇侠

经验值: 8742
发帖数: 556
精华帖: 0
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 8楼 2018-05-22 21:11:49

写的不错,学习一下!继续!


相信自己可以适应一切
以下网友喜欢您的帖子:

  
游侠

经验值: 433
发帖数: 34
精华帖: 1
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
精编帖 推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 楼主 9楼 2018-05-23 09:33:43

接着再看一个磁电绝对值单圈编码与磁电式齿轮箱多圈编码,是德国SICK的ATM60绝对值多圈编码器,采用了全磁电的方案:单圈磁电式绝对值与多圈齿轮箱都是用磁电式绝对值编码,多圈五级齿轮磁电式感应的绝对值编码,拆开ATM60的外壳后盖,可见五级齿轮传动,以及五个磁电式感应器(五个屏蔽壳)。

 


ATM60编码器最常见的是Profibus-DP输出,和西门子300PLC搭配,ATM60由于没有光学组件,其抗振动等级达到了20G(光学式的是10G),全磁电式的抗振动等级高,抗灰尘水汽,没有光学组件而寿命长,以及全量程绝对值编码的突出个性,使得这款产品在中国市场港口机械、起重机械以及宝钢改造项目中有很好的业绩表现。其缺点是角度精度不及光学式的。



看完SICK,再来看一个上海精浦公司全新齿轮箱方案,是磁电的单圈、多圈齿轮箱的一体化设计,单圈传感器与多圈传感器在同一个平面上:这是公布的产品示意图

 


那也拆开一个看看,打开外壳,看到只有一层电路板


取下电路板,里面有中心磁铁,以及多极齿轮传动比的另三个磁铁

齿轮箱结构再看一下,是在同一平面上


这样设计的好处,应该是数据处理速度快,当然还有成本,这款编码器是Profinet信号输出的,也是目前市面上为数不多的机械齿轮箱的Profinet编码器,性价比非常的高,配合西门子最新的PLC 1200 和1500 是最佳的绝对值编码器和PLC的搭配组合。


现在机械绝对值的观念越来越深入人心,电机里面也集成了机械绝对值,公司里有一个新到的东方马达,等我,也拆开看看结构。


一个好的选型是项目成功的一半,上海精浦已为大量西门子用户服务20年。
以下网友喜欢您的帖子:

  
游侠

经验值: 433
发帖数: 34
精华帖: 1
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
精编帖 推荐帖


只看楼主 只看精华 只看精编 楼主 10楼 2018-05-27 16:31:29

下面再拆一个日系步进电机(东方马达)上的游标齿轮轮箱多圈绝对值编码器:



拆开后部的外壳,可见里面一个金属屏蔽壳


拆开金属屏蔽壳


揭开电路板

 


我们看到了有齿轮箱

再近看,可以看出是用游标式原理计算齿轮转过之后的游标差


日系的绝对值多圈编码器走了另一条路线,用游标齿轮,其原理是两个大小齿轮比的差异,每转一圈,两个齿轮的角度就有一个游标差。利用游标差计算圈数位置(绝对值码,日本专利)

 

这种游标齿轮多圈,齿轮数少,空间紧凑利用率高,但是对于齿轮精度与安装精度要求很高,因为其就是利用了两个齿轮角度差比较计算圈数位置的。一般是电机厂家自己直接安装,不经过中间联轴器。日系的齿轮箱多圈绝对值编码器没有在中国市场单独卖的,都是配在日系电机上进入中国市场。


以上各种绝对值多圈编码器,或者是运用了钟表原理,或者是用游标齿轮差原理,或者干脆将一个多圈测量的问题,通过行星减速箱转变为一个单圈绝对值的测量。它们都有一个共同的地方:没有用计数器的全量程的绝对值编码,预先有每个位置唯一性编码,也就是机械式的绝对值编码,而不是电子式多圈(有增量计数器)。它们大部分的齿轮材料用的是尼龙塑料,并不存在“齿轮不经磨损容易坏”的某方面讲的故事(其实齿轮负载很小,磨损几乎可忽略);它们也有多种是用了磁电式原理,也不存在磁电式怕干扰的某方面说辞;它们都是不掺假的真多圈绝对值编码器。

 

做工业,要的就是可确定性!机械绝对值就相当于瑞士机械手表:机械永恒,您值得拥有!






一个好的选型是项目成功的一半,上海精浦已为大量西门子用户服务20年。
以下网友喜欢您的帖子:

  
至圣

经验值: 18688
发帖数: 7783
精华帖: 43
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解


只看楼主 只看精华 只看精编 11楼 2018-06-12 10:50:58

这的不错,期待更多的好帖子。


不停的学习,不停的进步!
以下网友喜欢您的帖子:

  
至圣

经验值: 21840
发帖数: 4104
精华帖: 8
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解


只看楼主 只看精华 只看精编 12楼 2018-06-20 13:32:50

一直用增量型的编码器,使用频率不是太高,但是定期要更换,用上几个月脉冲数就少很多。


别人在休息的时候,我往前走。
以下网友喜欢您的帖子:

  
至圣

经验值: 10370
发帖数: 1182
精华帖: 1
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解


只看楼主 只看精华 只看精编 13楼 2018-06-25 11:08:22

厉害了,学习了。



我回来了!
以下网友喜欢您的帖子:

  
侠圣

经验值: 4489
发帖数: 435
精华帖: 5
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解


只看楼主 只看精华 只看精编 14楼 2018-07-05 10:35:45

我也拆过,日系的好拆,欧系的编码器太结实了,费劲至极


 
以下网友喜欢您的帖子:

  
至圣

经验值: 13243
发帖数: 2306
精华帖: 12
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解


只看楼主 只看精华 只看精编 15楼 2018-08-05 08:27:48

绝对值编码器用的较少,楼主对几种类型的编码器剖析的很到位,赞


sometimes you have to be your own hero!
以下网友喜欢您的帖子:

  
奇侠

经验值: 5639
发帖数: 470
精华帖: 1
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解


只看楼主 只看精华 只看精编 16楼 2018-08-06 11:05:50

好东东,感谢楼主分享。我们用德国帝尔绝对值编码器(型号ze-115-m),品质还是很好的.


 
以下网友喜欢您的帖子:

  
侠士

经验值: 1620
发帖数: 154
精华帖: 0
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解


只看楼主 只看精华 只看精编 17楼 2018-08-18 09:15:03

感谢楼主分享


 
以下网友喜欢您的帖子:

  
gm
奇侠

经验值: 5922
发帖数: 1373
精华帖: 8
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解


只看楼主 只看精华 只看精编 18楼 2018-10-23 20:43:35

 谢谢 楼主分享!!值得学习。


学无止境
以下网友喜欢您的帖子:

  
游侠

经验值: 433
发帖数: 34
精华帖: 1
回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
精编帖


只看楼主 只看精华 只看精编 楼主 19楼 2019-05-04 14:41:48

       使用增量型编码器或者单圈绝对值编码器,也是可以实现多圈位置检测和记录功能,但却需要依赖设备系统的正常运行才能够顺利完成的,比如起重机械测量行走的长度,用增量和高速计数口也能做到,但是必须依赖PLC读取增量的脉冲进行计数而得到的数值,如果PLC计错或者增量编码器遇到干扰,得到的数据就会出现错误,前面的帖子就有用户提到增量编码器用着用着脉冲少了的情况。所以要实现位置测量数据的准确性和安全可靠性,就非常有必要考虑使用机械多圈绝对值型编码器,通过该帖子对机械多圈编码器的解刨我们能认识到,无论何种形式的机械多圈绝对值编码器都可以无需进行任何位置计数和圈数累加方面的算法处理,直接引用编码器输出的反馈数据,在其多圈旋转范围内不会出现重复的位置信号输出,所有的值都是唯一的。(特别提示:韦根不是机械多圈的,是一种记圈方式,类似于单圈绝对值编码器)

       那么有用户提出 ,说不知道绝对值编码器和PLC怎么连接,接下来我们就以西门子200 smart 举例,来讨论一下和modbus RTU 连接通讯的方式。

         西门子S7-200 smart为中国用户的使用习惯而集成了1个RS485通讯口,该通讯口可以实现RS485自由口通讯,西门子已经为客户开发ModbusRTU主站和从站通讯指令库-USS通讯指令库,受到了广大PLC用户的欢迎,其中最大的实惠就是可以连接modbus RTU协议的绝对值编码器了,RS485的通讯口modbus的协议,我们就习惯的将modbus编码器简称为RMB编码器,RMB的谐音大家都熟悉,好记,以下modbus RTU编码器都简称RMB编码器。


一个好的选型是项目成功的一半,上海精浦已为大量西门子用户服务20年。
以下网友喜欢您的帖子:

  
收起
各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解
×
扫描打开手机版
您收到0封站内信:
×
×
信息提示
很抱歉!您所访问的页面不存在,或网址发生了变化,请稍后再试。