技术论坛

 各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

返回主题列表
作者 主题
Eamonyin
游侠

经验值: 467
发帖数: 35
精华帖: 1
楼主    2018-05-18 09:02:43
主题:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解 精华帖  精编帖 

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
2017011566ZFJ2
侠圣

经验值: 3721
发帖数: 416
精华帖: 0
1楼    2018-05-18 09:31:09
主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

等待楼主的续集!

继续努力!
龟仙人
奇侠

经验值: 8539
发帖数: 939
精华帖: 15
2楼    2018-05-18 12:16:17
主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

好贴,多余的不说了

帮蛋儿
奇侠

经验值: 5466
发帖数: 633
精华帖: 0
3楼    2018-05-18 12:21:35
主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

顶一下楼主,要不楼主没有动力写续集了!

干就完了!
Sonng
侠圣

经验值: 2102
发帖数: 38
精华帖: 0
4楼    2018-05-19 07:34:35
主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

 支持楼主,望楼主继续跟新,好东西值得学习!!!

初阶学习者
Eamonyin
游侠

经验值: 467
发帖数: 35
精华帖: 1
5楼    2018-05-19 13:22:13
精编帖  主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

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
Eamonyin
游侠

经验值: 467
发帖数: 35
精华帖: 1
6楼    2018-05-21 20:11:47
精编帖  主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

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
AISHUISHUI
奇侠

经验值: 8992
发帖数: 375
精华帖: 0
7楼    2018-05-22 17:53:15
主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

未完待续。。后面呢。。

随心所欲
淡泊的阳光
至圣

经验值: 14761
发帖数: 665
精华帖: 0
8楼    2018-05-22 21:11:49
主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

写的不错,学习一下!继续!

相信自己可以适应一切
Eamonyin
游侠

经验值: 467
发帖数: 35
精华帖: 1
9楼    2018-05-23 09:33:43
精编帖  主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

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
Eamonyin
游侠

经验值: 467
发帖数: 35
精华帖: 1
10楼    2018-05-27 16:31:29
精编帖  主题:回复:各种多圈齿轮箱绝对值编码器拆解

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
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。