新松AGV在運動控制系統(tǒng)需要得到關(guān)于AGV機械設(shè)備的準(zhǔn)確的、實時的信息反饋，如AGV位置、舵角度、AGV速度、貨叉高度等信息，用以完成機械設(shè)備的自動化控制操作。編碼器正是這樣一種傳感器，它通過光電效應(yīng)或磁效應(yīng)原理，將這些物理量信息轉(zhuǎn)換為電信號，傳遞給AGV控制系統(tǒng)。由于其轉(zhuǎn)換精度高、實時響應(yīng)、安裝連接簡單，使得選擇編碼器成為連接機械部件和AGV電子控制系統(tǒng)的理想選擇。

　　編碼器工作原理

　　1光學(xué)掃描原理

　　光學(xué)編碼器基于光電效應(yīng)原理進行工作。一個高性能的LED光源所發(fā)出的光線，透過刻有光柵的碼盤和與碼盤相匹配的遮光片，照射在光電接收器上，碼盤則與軸固定連接。當(dāng)碼盤轉(zhuǎn)動時，光線被碼盤與遮光片切割，形成明暗相間的變化，光電接收器則將這種變化轉(zhuǎn)換為脈沖或正弦信號。

　　2磁性掃描原理

　　磁性編碼器基于磁電原理進行工作。一個徑向磁化的永磁體被安裝在軸上。當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時，磁場隨之旋轉(zhuǎn)，磁場的變化被電路板上的傳感器芯片檢測和處理，求值電路產(chǎn)生了兩個相位差為90度的信號，以及一個零位脈沖。

　　單通道輸出

　　單通道輸出編碼器用于不需要檢測方向的應(yīng)用。例如：新松AGV檢測貨叉伸出長度或速度控制等等。

　　雙通道輸出

　　雙通道輸出編碼器帶有相位差為90度的A和B兩個通道輸出信號，可通過比較A、B兩相之間的相位差確定旋轉(zhuǎn)方向。適用于需要判定方向的測量應(yīng)用。例如：新松AGV利用輪編碼器的反饋信息來獲取AGV是向前行走or向后行走，同時也可以獲取當(dāng)前速度。

　　三通道輸出

　　三通道輸出編碼器在雙通道A和B的基礎(chǔ)上，附件一個零參考信號，每轉(zhuǎn)出現(xiàn)一次。在上電后第一轉(zhuǎn)期間可用作參考信號。

　　以上信號波形以軸順時針選擇為參考

　　可提供反相信號

　　0-脈沖為90度，是A、B的交集

　　Tr為上升時間

　　Tf為下降時間

　　反向信號

　　當(dāng)用于電磁干擾嚴(yán)重或長距離電纜傳輸?shù)膽?yīng)用時，建議使用帶反相（互補）信號的編碼器。這些信號均可提供給TTL、HTL信號電路輸出。

　　分辨率

　　對應(yīng)編碼器旋轉(zhuǎn)一周所輸出的脈沖數(shù)量，根據(jù)新松AGV應(yīng)用技術(shù)人員所掌握的情況，目前市面上的編碼器最大的分辨率可達25000ppr。

　　對于線性測量，通過將直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)形式來實現(xiàn)測量應(yīng)用。

　　例如：利用編碼器測量輪進行長度測量時，對應(yīng)測量輪的周長為500mm時，要求的顯示步長為0.1mm，那么對應(yīng)所需編碼器分辨率計算參考如下公式：

　　脈沖頻率

　　編碼器的信號輸出頻率與編碼器的當(dāng)前轉(zhuǎn)速以及分辨率有關(guān)，如下公式：

　　常規(guī)增量編碼器產(chǎn)品最大允許輸出頻率為200KHz，高分辨率編碼器最大輸出頻率為2MHz，可用于高分辨率，和較高速度的應(yīng)用中。

　　脈沖倍頻

　　雙通道編碼器由檢測脈沖雙沿或四沿實現(xiàn)分辨率的2倍頻或4倍頻。

　　即一個1000ppr分辨率的編碼器使用該技術(shù)后可獲得4000ppr的分辨率。

　　輸出和供電電壓

　　提示：編碼器用于強電噪干擾環(huán)境和所需電纜較長的應(yīng)用環(huán)境，AGV建議使用帶反相信號的編碼器。

　　編碼器輸出形式

　　01 RS-422輸出

　　RS-422輸出型編碼器目前在AGV上很少使用。我們這里介紹一下RS-422。

　　通常PLC或IPC控制器可提供符合RS422標(biāo)準(zhǔn)的輸入卡。此時應(yīng)選帶RS422輸出的編碼器。通常對于非常長的連接導(dǎo)線，建議使用RS422輸出，尤其對于高電噪干擾。RS422也可用于帶TTL輸入的控制器，但無高抗噪干擾特效。

　　RS422輸出電路和推薦的接收電路：

　　02 推挽輸出

　　有完整的波阻抗調(diào)節(jié)功能，推薦使用電纜電阻為40-150Ω

　　推薦為長電纜傳輸，高頻脈沖頻率和30VDC電源輸出

　　有或無反相（互補）信號

　　推挽無反向信號推薦接收電路

　　推挽輸出（7272）

　　普通線驅(qū)動5-30V，有低電平現(xiàn)在最大為0.5V

　　推薦線路長度達100米

　　有或無反相信號

　　推挽帶反向信號推薦接收電路

　　03 SIN/COS正弦輸出

　　正弦波信號是可被電路進一步處理的電壓信號，通過相位差是90度的兩路信號倍頻可得到更高的分辨率。

　　為什么選用SIN/COS型編碼器？

　　這種信號非常適合應(yīng)用在非常慢速運動的數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)中。比如，Jungheinrich叉車手柄轉(zhuǎn)向編碼器。

　　正弦輸出電路和推薦接收電路

　　04 信號傳輸距離

　　電纜長度取決于輸出電路和電噪干擾：

　?、?IPC=工業(yè)用PC

　?、?>50米取決于頻率

　　05 電纜屏蔽標(biāo)準(zhǔn)連接方式

　　電纜屏蔽線與編碼器外殼連接，編碼器外殼不單獨接地。

　　導(dǎo)讀

　　新松AGV對于一般的正常應(yīng)用，只要將編碼器的屏蔽電纜接地就可以了。

　　整個系統(tǒng)，包括編碼器和信號處理設(shè)備都需要接同一個地線上。

　　在任何情況下，連接電纜都必須被屏蔽并保持遠離動力線盒其它產(chǎn)生噪聲干擾的設(shè)備。

　　電動機、電磁閥、變頻器之類的干擾源，需要在源頭抑制它們的干擾。編碼器不能和電磁閥、接觸器公用一個供電電源，因為這樣可能會產(chǎn)生干擾。

　　在新松AGV一些特定應(yīng)用中，可能還有安裝額外的抗干擾措施，這取決于系統(tǒng)的接地方式和當(dāng)前噪聲源。這些措施將包括屏蔽的電容耦合、安裝高頻濾波器或者安裝暫態(tài)保護二極管。

　　06

　　編碼器電纜彎曲半徑

　　不帶低溫電纜的編碼器

　　帶低溫電纜的編碼器

　　編碼器線路色標(biāo)中英文對照，依據(jù)DIN757標(biāo)準(zhǔn)