主轴编码器
steptec主轴编码器定义
steptec主轴编码器定义
（原创版）
目录
1.主轴编码器的定义
2.主轴编码器的作用
3.主轴编码器的分类
4.主轴编码器的结构和工作原理
5.主轴编码器在数控车床中的应用
正文
主轴编码器是一种测量主轴旋转速度的设备，主要用于数控车床中，以确保车削螺纹不会乱扣。
它能将主轴的角位移转换成电脉冲信号，从而实现对主轴位置和速度的精确控制。
主轴编码器主要有两种类型：增量式和绝对式。
增量式主轴编码器上，有一个光电码盘，每转产生一个脉冲信号，这个信号又叫做零标志脉冲。
在数控车床中，零标志脉冲用于精确机床的参考点，以便控制车刀的进刀点和退刀点。
绝对式主轴编码器则采用格雷码码盘，通过读取码盘上的图案来确定主轴的位置。
主轴编码器的结构主要由光电码盘和转子组成。
光电码盘上有一条透光条文，每转产生一个脉冲信号。
转子则随着主轴一起转动，将主轴的角位移转换成电脉冲信号。
在主轴编码器的工作过程中，转子与光电码盘之间的相对位置关系会直接影响编码器的输出信号。
在数控车床中，主轴编码器的应用非常关键。
通过脉冲信号，可以精确控制车刀的进刀点和退刀点，保证螺纹的正确加工。
此外，主轴编码器还能实现主轴的准停，提高数控车床的工作效率和加工精度。
总之，主轴编码器在数控车床中起着举足轻重的作用，它保证了螺纹
的正确加工，提高了数控车床的工作效率和加工精度。
FANUC第三方主轴编码器连接说明
技术报告No.文件信息文件名称类别发布日期第三方主轴编码器连接说明主轴/电源模块2014-12-11发布范围北京发那科机电有限公司全体营销业务线北京发那科机电有限公司技术部机床厂最终用户关键词：主轴编码器，主轴电机编码器，第三方改版记录：版本改版内容修订人日期1.0 新发布田峰2014-11-08文件审批记录：编写人业务审核批准人报送田峰目录1、编码器接口类型 (3)1.1 JYA2,JYA4管脚分配 (4)1.2 JYA3管脚分配 (4)1.3 JA41管脚分配 (5)2、信号类型详述 (5)2.1 1Vpp信号 (5)2.2方波信号 (5)3、参数详述 (6)3.1主轴电机传感器参数设置 (7)3.1.1电机传感器类型设定--NO.4010 (7)3.1.2电机传感器线数设置--NO.4011，NO.4334 (7)3.1.3速度低于10min-1时一转信号的检测--NO.4394 (8)3.2主轴位置传感器参数设置 (8)3.2.1主轴位置传感器类型设置--NO.4002 (8)3.2.2主轴位置传感器线数设置--NO.4003、NO.4361 (9)3.2.2.1主轴位置传感器类型是（a）~（j）的情形 (9)3.2.2.2主轴位置传感器类型是（k）的情形 (9)3.2.2.3主轴位置传感器类型是（l）的情形 (9)3.2.3速度低于10min-1时一转信号的检测--NO.4394 (9)3.3电机温度检测参数设置 (10)4、第三方编码器设置说明 (10)4.1第三方主轴电机传感器设置 (10)4.2第三方主轴位置传感器设置 (10)附录 (11)A.放大器型号 (11)B. 1Vpp信号的电气规格 (11)C. 方波信号的电气规格 (14)D. 带串行接口的放大器规格 (14)E. 各传感器软件版本要求 (15)1）具体放大器型号请参考附录A2）系统背面JA41接口，同时具有方波的串行、并行信号管脚，根据不同主轴使用不同管脚1.2JYA3管脚分配（a）并行输出（b）αi串行接口（c）α串行接口（a）串行主轴注释：1）使用模拟主轴时，需要连接JA40的5、7（1）单极输出A,B相信号（2）差分输出A,B相信号（3）单极输出Z相信号（正弦波）（4）差分输出Z相信号（方波）2.2方波信号方波信号按输出方式有两种类型：（a）并行输出、（b）串行输出；按Z相信号的宽度分，有：（1）并行输出（TTL信号））正常宽度Z相信号（4）窄宽度Z相信号当为3.1.1节中的传感器（b）和（d）设置此参数时，必须注意以下问题。
机床主轴的概念及主轴编码器的安装与故障诊断(车床)
机床主轴的概念及主轴编码器的安装与故障诊断(车床)机床主轴的概念及主轴编码器的安装与故障诊断rs－sy-802cbl数控机床综合实验系统实验指导书实验五机床主轴概念及主轴编码器（车床）的安装与故障诊断一、实验目的1.让学生了解机床主轴的工作原理和主轴编码器的相关知识。
2.相关故障的分析方法及解决方案。
二、实验设备1.Rs-sy-802cbl数控机床综合实验系统三、实验必备知识1.在电气控制方面，机床主轴的控制不同于机床伺服轴的控制。
一般来说，机床主轴的控制系统是速度控制系统，而机床伺服轴的控制系统是位置控制系统。
换句话说，主轴编码器通常不用于位置反馈（也不用于速度反馈），而仅用作速度测量元件。
从主轴编码器获得的数据通常有两个目的。
一个用于主轴转速显示；第二种是用于主轴和伺服轴一起工作的场合（如螺纹切削、恒线速加工、g95旋转进给等）。
注：当机床主轴驱动单元使用了带速度反馈的驱动装置以及标准主轴电机时，主轴可以根据需要工作在伺服状态。
此时，主轴编码器作为位置反馈元件使用。
2.车床主轴通常是车床为加工工件提供的动力；主轴带动工件旋转铣削，相应的机床为铣床。
主轴电机通常有两种类型：普通电机和标准主轴电机（相应的驱动装置也分为开环和闭环）。
3、主轴驱动装置，有普通变频器和闭环主轴驱动装置等，普通变频器的生产厂家很多，目前市场上流行的有德国西门子公司、日本三肯、安川等。
闭环主轴驱动装置一般由各数控公司自行研制并生产，如西门子公司的611系列，日本发那克公司的α系列等。
4.主轴编码器：机床主轴编码器一般直接安装在主轴上或主轴附近，并通过相应的传动装置与主轴连接，以便能真实地向数控系统反映主轴的速度、方向等信号。
主轴编码器通常有三个信号通道：A、B和Z。
两个通道A和B是相差90度的脉冲信号。
第二个通道主要反映主轴的速度和方向。
数控系统根据两个通道每单位时间的脉冲数计算主轴转速，并根据通道A和通道B之间的相位差判断主轴的旋转方向。
FANUC第三方主轴编码器连接说明
技术报告No.文件信息文件名称类别发布日期第三方主轴编码器连接说明主轴/电源模块2014-12-11发布范围北京发那科机电有限公司全体营销业务线北京发那科机电有限公司技术部机床厂最终用户关键词：主轴编码器，主轴电机编码器，第三方改版记录：版本改版内容修订人日期1.0 新发布田峰2014-11-08文件审批记录：编写人业务审核批准人报送田峰目录1、编码器接口类型 (3)1.1 JYA2,JYA4管脚分配 (4)1.2 JYA3管脚分配 (4)1.3 JA41管脚分配 (5)2、信号类型详述 (5)2.1 1Vpp信号 (5)2.2方波信号 (5)3、参数详述 (6)3.1主轴电机传感器参数设置 (7)3.1.1电机传感器类型设定--NO.4010 (7)3.1.2电机传感器线数设置--NO.4011，NO.4334 (7)3.1.3速度低于10min-1时一转信号的检测--NO.4394 (8)3.2主轴位置传感器参数设置 (8)3.2.1主轴位置传感器类型设置--NO.4002 (8)3.2.2主轴位置传感器线数设置--NO.4003、NO.4361 (9)3.2.2.1主轴位置传感器类型是（a）~（j）的情形 (9)3.2.2.2主轴位置传感器类型是（k）的情形 (9)3.2.2.3主轴位置传感器类型是（l）的情形 (9)3.2.3速度低于10min-1时一转信号的检测--NO.4394 (9)3.3电机温度检测参数设置 (10)4、第三方编码器设置说明 (10)4.1第三方主轴电机传感器设置 (10)4.2第三方主轴位置传感器设置 (10)附录 (11)A.放大器型号 (11)B. 1Vpp信号的电气规格 (11)C. 方波信号的电气规格 (14)D. 带串行接口的放大器规格 (14)E. 各传感器软件版本要求 (15)1）具体放大器型号请参考附录A2）系统背面JA41接口，同时具有方波的串行、并行信号管脚，根据不同主轴使用不同管脚1.2JYA3管脚分配（a）并行输出（b）αi串行接口（c）α串行接口（a）串行主轴注释：1）使用模拟主轴时，需要连接JA40的5、7（1）单极输出A,B相信号（2）差分输出A,B相信号（3）单极输出Z相信号（正弦波）（4）差分输出Z相信号（方波）2.2方波信号方波信号按输出方式有两种类型：（a）并行输出、（b）串行输出；按Z相信号的宽度分，有：（1）并行输出（TTL信号））正常宽度Z相信号（4）窄宽度Z相信号当为3.1.1节中的传感器（b）和（d）设置此参数时，必须注意以下问题。
编码器安装
一体式分离型伺服编码器典型安装结构
丝杆末端连轴器直连
ai 主轴电机
非1：1齿轮减速 箱或同步带轮
ai SPM
同步带传动
ai 主轴电机
丝杆
αA1000S
SDU
连轴结直连
αA1000S
非1：1齿轮减速 箱或同步带轮
ai SPM
丝杆
连轴结直连
SDU
一体式分离型主轴编码器典型安装结构
连轴器直连
ai 主轴电机 非1：1齿轮减速
0Ar8/n6m0i-2163-T511
αiCZ Sensor 1024IAS860
A860-2163-T611
-
αiCZ
2161
*其他技术参Se数nso请r 参考伺服放大器- 规格说明书 8,000
1024I
T611
r/min
最高转速*
15,000r/min 10,000r/min 8,000r/min
分体式分离型主轴编码器安装注意点
安装实例
分体式分离型伺服编码器典型安装结构
DD电机用编码器
机械密封
防尘防水对策 (建议与气洗并用)
轴承
(交叉滚子支承等)
回转工作台
迷宫式构成
防尘对策
气洗 (推荐)
防尘防水对策
O 型圈
(密封用)
冷却水 入口/出口
冷却套 基准板
绝对式 aiCZ 传感器
安装在从外面容易清洗的地方
转子
外套 定子
分体式分离型主轴编码器典型安装结构
A860-2150T111
A860-2155T111
αiBZ Sensor 128H
A860-2150T211
A860-2155T211
主轴驱动基本要求
主轴驱动基本要求一．对主传动的要求数控机床与普通机床一样，有主运动及进给运动。
相应地，存在着主传动链及进给传动链。
由于数控机床的高自动化及高精度，对主运动提出了更高的要求。
1．转速高，功率大：数控机床对工件能完成大切削用量的粗加工及高速旋转下的精加工。
粗加工时，扭矩大；精加工时，转速高。
而数控机床的功率P=T•N，无论是T大，还是N大，都会使得功率大。
2．变速范围宽，且能实现无级变速：满足不同的加工要求，就要有不同的加工速度。
由于数控机床的加工通常在自动的情况下进行，尽量减少人的参与，因而要求能够实现无级变速。
3．实现恒切削速度加工：在加工端面时，为了保证端面稳定的加工质量，要求工件端面的各部位能保持恒定的线切削速度。
设：主轴的恒定的旋转速度为N，线速度V=N•ΠD，即随着直径的减少，V也在减少，为了获得稳定的线速度，随着加工的进行，通过调节主轴的转速N使得保持恒定的线切削速度。
4．主传动链尽可能短：传动链越短，则累积误差越小。
5．实现刀具的快速或自动装卸：主运动是刀具旋转运动的数控机床，由于机床可以进行多工序加工，工序变换是时刀具也要更换，因此要求能够自动换刀。
二．主运动的变速方式及实现1．分段无级变速：•实现：交流或直流无级变速电机+齿轮变速•适用范围：适用于大、中型数控机床，特别是粗加工的场合。
确保低速时主轴输出大扭矩特性的要求。
•无级变速电机的特性：从图中可以看出，无级变速电机低速时为恒扭矩输出；高速时为恒功率输出。
2．通过带传动的主传动：•实现：交流或直流无级变速电机+同步带传动•适用范围：适用于小型数控机床，特别是低扭矩特性要求的主轴•带传动：同步带是一种综合了带、链传动优点的新型传动。
同步带的结构如图所示，带的工作面及带轮的外圆上均制成齿状，通过带轮与轮齿相啮合，作无滑动的啮合传动。
•带传动的优点：ａ．无滑动，传动比准确。
ｂ．传动效率高，可达98﹪。
ｃ．传动平稳，噪声小（带传动具有吸振的功能）。
主轴编码器的工作原理及常见故障分析
主轴编码器的工作原理及常见故障分析作者：王建国王银洲来源：《职业·中旬》2013年第02期摘要：本文介绍了主轴编码器在数控车床上的作用、工作原理以及常见故障和解决方法。
关键词：数控车床主轴编码器数控故障一、主轴编码器的作用和工作原理主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1∶1地同步传动。
数控车床的车螺纹加工时，为了满足切削螺距的需要，要求主轴每转一周，刀具准确地移动一个螺距（导程）。
系统通过主轴编码器的反馈脉冲信号实现主轴旋转与进给轴的插补功能，完成主轴位置脉冲的计数与进给同步控制。
此外，主轴编码器还可实现恒线速度切削控制。
光电脉冲发生器的原理如图1所示。
在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。
在光栏上，刻有透光条纹A、B、C，A与B之间的距离应保证当条纹A与漏光盘上任一条纹重合时，条纹B应与漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。
在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。
图1 光电脉冲发生器的原理图灯泡发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘与主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。
由于条纹A与漏光盘条纹重合时，条纹B与另一条纹错位1/4周期，因此 A、B两通道输出的波形相位也相差1/4周期。
脉冲发生器中漏光盘内圈的一条刻线与光栏上条纹C重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。
利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。
数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。
主轴编码器一般与主轴采用1∶1齿轮传动且采用同步带连接，编码器为1024脉冲／转，经过系统４倍频电路得到4096个脉冲。
提升机主轴编码器
提升机主轴编码器山东泰鼎矿山机械公司培训中心提升机主轴编码器（光电编码器)■外形图：本编码器安装 安装在提升机滚筒主轴一侧。
，通过联轴器 与主轴连接。
■用途及特点：广泛用于自动控制、自动测量、遥控、计算技术以及在数控技术上作角度和纵坐标的测量等。
在提升机上使用光电编码器主要用来自动测量、自动控制提升机的上、下过卷、上、下第一、二次减速、超速安全保护（通过PLC 、触摸屏等组成的控制系统）和适时显示提升机的速度及井深等。
其特点是坚固、可靠性高、寿命长、耐环境强等。
■工作原理：采用圆光栅，经光电转换，将轴的角度位移转换成电脉冲信号。
（见下图）旋转轴 光栅盘 接收元件 狭缝 发光元件■产品型号及编号：LF-100BM-C5-26A （15m 电缆）型号 零位信号 插座、电源电压A 、B 路输出脉冲的1／10 90度相位差二信号信号处理 输出 PLCX0\X 1\X2上型号的编码器接线时注意：电缆线中的白线接DC24V正极，黑线接DC24V 负极，红线接PLCCPU的输入点X0；绿色线接PLCCPU的输入点X1，X2与X1短接。
（其他型号的编码器按说明书的接线表接线）■主轴编码器使用注意事项：一、机械方面：1、由于编码器属于高精度机电一体化设备，所以编码器轴与用户端输出轴之间需要采用弹性软连接，以免因用户轴的串动、跳动而造成编码器轴系和码盘的损坏。
2、安装时注意允许的轴负载。
3、应保证编码器轴与用户输出轴的不同周度小于0.15mm，与轴线的偏角小于2°4、安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴系和码盘。
5、长期使用时，定期检查固定编码器的螺钉是否松动。
二、电气方面：1、配线时应采用屏蔽电缆。
2、接地线尽量粗一些，一般应大于1.5平方，应接地良好，不要有静电。
3、编码器的输出线彼此不要搭接在一起，以免损坏电路。
4、编码器的信号线不要接到电源上，以免损坏输出电路或与编码器相连的设备。
5、开机前应仔细检查，接线要严格按照产品说明书进行。
FANUC主轴电机及主轴相关传感器的的规格与应用
主轴电机用CZI编码器规格
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四、第三方主轴编码器介绍
海德汉角度/旋转光栅尺
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五、第三方编码器调试方法
1、TTL信号（类ai位置编码器系列，1024线）
信号要求： A，B，Z相均为TTL方波，各信号要求如下：
参数设定方法：
P3720=4×编码器线数，P4002=XXXX0010（默认为1024线）
上海三一精机有限公司 北京发那科机电有限公司
技术交流会之---主轴传感器介绍
主轴编码器
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一、相关传感器分类
1、按使用范围分类
按使用范围分可分为主轴电机用和主轴用传感器两种，其中主轴电机用 传感器又分为普通主轴电机用传感器和内装主轴电机用传感器；主轴用传感 器又分为串行主轴用传感器和模拟主轴用传感器两种。
信号要求： A，B相为1vpp信号，Z相为TTL方波信号
参数设定方法： P4002=XXXX0100（默认为1024线），P4361=编码器线数
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五、第三方编码器调试方法
4、1V-pp信号（类aiBZ系列）
信号要求： A，B，Z相均为1vpp信号
参数设定方法： 1）内置传感器：P4002=XXXX0001，P4010=XXXXX001，P4334=传感器线数 2）外置传感器：P4002=XXXX0011，P4361=传感器线数
1）机械连接方式：反馈编码器必须和主轴1：1连接 2）Z相信号：反馈编码器必须带用Z相信号，且一圈内只有唯一的1个 3）编码器线数：TTL编码器线数必须为1024线，1v-pp信号无限制（最高线数受限）
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三、主轴编码器介绍
1、主轴用位置编码器
特点
14、主轴编码器及模拟主轴功能的调试
主轴编码器及模拟主轴功能的调试
1、连接主轴编码器电缆，电缆连接至控制单元后部[SP-POS]插口
2、接通机床电源及控制单元电源，更改参数3798=0，主轴编码器即可生效
3、将操作方式切换至MDI或MEM方式，进行M03或M04控制，并检查指令S值同实际S值是否一致，在确定主轴调速装置参数、线路连接正确，同时参数3741和3742主轴I档、II档最高转速设置正确的前提下，根据以下公式可进行适当调整：
3731设置主轴速度模拟输出的偏置电压调整值，一般通过
此参数来调整模拟给定的偏差
通过以下方法进行设置：
1、设置标准数据0
2、通过自动方式执行S0指令，测量0V时系统输出
的模拟电压值。
3、通过此公式计算增益调整值：
设定值=（-8191X测量值）/12.5
3741 主轴1档的主轴最高转速值
3742 主轴2档的主轴最高转速值。
编码器图解
编码器图解（1）1、认识编码器（编码器在机器人控制中的应用）2、编码器的测量对象3、编码器测量直线位移的方式（1）编码器装在丝杠末端通过测量滚珠丝杠的角位移，间接获得工作台的直线位移x，构成位置半闭环伺服系统。
（2）丝杠螺距设:螺距t=4mm，丝杠在4s时间里转动了10圈，求:丝杠的平均转速n(r/min)及螺母移动了多少毫米？螺母移动的平均速度v又为多少？（3）编码器和伺服电动机同轴安装（4）编码器和伺服电动机同轴安装（5）编码器和伺服电动机同轴安装（6）编码器两种安装方式比较编码器装在丝杠末端与前端（和伺服电动机同轴）在位置控制精度上有什么区别？4、绝对式测量（ABS）（1）信号性质输出n位二进制编码，每一个编码对应唯一的角度。
（2）接触式绝对码盘（3）绝对式光电码盘5 增量式测量（INC）（1）信号性质（2）增量式光电编码器的结构（3）辨向光敏元件所产生的信号A、B彼此相差 90°相位，用于辨向。
当码盘正转时，A信号超前B信号0°；当码盘反转时，B信号超前A信号90°。
（4）辨向信号（5）倍频（细分）在现有编码器的条件下，通过细分技术能提高编码器的分辨力。
细分前，编码器的分辨力只有一个分辨角的大小。
采用4细分技术后，计数脉冲的频率提高了4倍，相当于将原编码器的分辨力提高了3倍，测量分辨角是原来的1/4，提高了测量精度。
（6）零标志（一转脉冲）在码盘里圈，还有一条狭缝C，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准。
（7）零标志在回参考点中的作用（8）回参考点减速开关（9）回参考点示意图6、编码器在数字测速中的应用（1）模拟测速和数字测速的比较有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，在5s时间内测得65536个脉冲，则转速（r/min)为：n = 60 × 65536 /（1024 × 5）=768 r/min编码器每转产生N 个脉冲，在T 时间段内有 m1 个脉冲产生，则转速（r/min)为:n = 60m1 /（NT）有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为3000，时钟频率fc 为1MHz ，则转速（r/min)为：n = 60fc /（Nm2 ）=60×106/（1024×3000）=19.53 r/min编码器每转产生N 个脉冲，用已知频率fc作为时钟，填充到编码器输出的两个相邻脉冲之间的脉冲数为m2，则转速(r/min)为：n = 60fc / （Nm2）7、编码器在主轴控制中的应用(1)主轴编码器（2）主轴编码器用于C 轴控制（3）主轴编码器用于螺纹车削车削螺纹时，为保证每次切削的起刀点不变，防止“乱牙”，主轴编码器通过对起刀点到退刀点之间的脉冲进行计数来达到车削螺纹的目的。
主轴编码器的工作原理及常见故障分析
：
， ９ Ｉ
・ ｗ
Ｋ
码 器
主轴 位 置 编 码 器 信 号 及 接 线
产 生 故障 的 原 因 ：
作为发送 脉冲用 ，内圈仅 １ 条 。在 光 栏 上 ， 刻 有 透 光 条 纹
Ａ、Ｂ、Ｃ ，Ａ与Ｂ 之 间 的距 离 应 保 证 当条 纹 Ａ 与 漏 光 盘 上 任 一
灯 泡 发 出 的 散 射 光 线 经 过 聚 光 镜 聚 光 后 成 为 平 行 光
线 ， 当漏 光 盘 与 主 轴 同步 旋 转 时 ， 由 于漏 光 盘 上 的 条 纹 与
光 栏 上 的条 纹 出现 重 合 和 错 位 ， 使 光 敏 管 受 到 光 线 亮 、 暗
的变 化 ， 引起 光 敏 管 内 电流 大 小 发 生 变 化 ， 变 化 的 信 号 电 保 证 重 复 切 削 不 乱 扣 ，数 控 系 统 在 接 收主 轴 编 码 器 中 的 一 流 经 整 流放 大 电路 输 出 矩形 脉 冲 。 由于 条纹 Ａ 与漏 光 盘 条 纹 转信 号 后 才开 始 螺 纹 切削 的 计算 。 重 合 时 ，条 纹Ｂ 与 另 一条 纹 错 位 １ ／ ４ 周 期 ， 因此 Ａ、Ｂ 两 通 道 产 生 故 障 原 因 及 处 理 ： 当 系 统 得 到 的 一 转 信 号 不 稳 输 出 的波 形 相位 也 相 差 １ ／ ４ 周期。 时 ， 就 会 出现 “乱 扣 ”现 象 。产 生 故 障 的原 因是 主 轴 编 码 脉 冲 发 生 器 中漏 光 盘 内圈 的一 条 刻 线 与光 栏 上 条 纹Ｃ 重 器 的 连 接 不 良 、主 轴 编 码 器 的一 转 信 号 或 信 号 电缆 不 良、 合 时输 出的脉 冲 为 同步 （ 起 步 ，又 称 零位 ）脉 冲 。利用 同步 主 轴 编 码 器 内部 有 脏 东 西 或 编 码 器 本 身不 良。如 果 以上 故 脉 冲 ，数 控车 床 可 实现 加 工控 制 ，也 可 作 为主 轴准 停装 置 的 障排 除后 系 统还 乱 扣 ，则 需 要 检查 系 统 或主 轴 放 大器 。 准 停信 号 。数 控 车床 车 螺 纹 时 ，利 用 同步脉 冲 作为 车 刀进 刀 ３ ． 螺 纹加 工 出现螺 距 不 稳 故障 及 处理 点和退 刀 点的控 制信 号 ， 以保证 车 削螺纹 不 会乱 扣 。 系 统 工作 原理 ：数 控车 床 螺 纹 加 工 时 ，主 轴 旋转 与 ｚ 轴 主 轴 编 码 器 一般 与 主轴 采用 １：１ 齿 轮 传 动 且 采 用 同步 进 给 时进 行 插 补 控 制 ， 即主 轴 转 一 周 ，ｚ 轴进 给 一 个 螺 距 或 带 连 接 ，编 码 器 为 １ ０ ２ ４ 脉 冲 ／转 ， 经 过 系 统 ４倍 频 电路 得 个 导程 。 ￣ Ｕ ４ ０ ９ ６ 个 脉 冲 。其 信 号 及 连接 如 图２ 所示。 产 生 故 障 原 因如下 。 （ １ ）如 果 产 生 螺 距 误 差 是 随 机 的 ： 产 生 故 障 的 可 能 原 二 、 主 轴 编码 器 常 见故 障及 处 理
编码器图解
编码器图解（1）1、认识编码器（编码器在机器人控制中的应用）2、编码器的测量对象3、编码器测量直线位移的方式（1）编码器装在丝杠末端直线位移x，构成位置半闭环伺服系统。
（2）丝杠螺距设:螺距t=4mm，丝杠在4s时间里转动了10圈，求:丝杠的平均转速n(r/min)及螺母移动了多少毫米？螺母移动的平均速度v又为多少？（3）编码器和伺服电动机同轴安装（4）编码器和伺服电动机同轴安装（5）编码器和伺服电动机同轴安装（6）编码器两种安装方式比较编码器装在丝杠末端与前端（和伺服电动机同轴）在位置控制精度上有什么区别？4、绝对式测量（ABS）（1）信号性质输出n位二进制编码，每一个编码对应唯一的角度。
（2）接触式绝对码盘（3）绝对式光电码盘5 增量式测量（INC）（1）信号性质（2）增量式光电编码器的结构（3）辨向光敏元件所产生的信号A、B彼此相差 90°相位，用于辨向。
当码盘正转时，A信号超前B信号0°；当码盘反转时，B信号超前A信号90°。
（4）辨向信号（5）倍频（细分）在现有编码器的条件下，通过细分技术能提高编码器的分辨力。
细分前，编码器的分辨力只有一个分辨角的大小。
采用4细分技术后，计数脉冲的频率提高了4倍，相当于将原编码器的分辨力提高了3倍，测量分辨角是原来的1/4，提高了测量精度。
（6）零标志（一转脉冲）在码盘里圈，还有一条狭缝C，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准。
（7）零标志在回参考点中的作用（8）回参考点减速开关（9）回参考点示意图6、编码器在数字测速中的应用（1）模拟测速和数字测速的比较（2）M法测速（适合于高转速场合）有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，在5s 时间内测得65536个脉冲，则转速（r/min)为：n = 60 × 65536 /（1024 × 5）=768 r/min编码器每转产生N 个脉冲，在T 时间段内有m1 个脉冲产生，则转速（r/min)为:n = 60m1 /（NT）（3）T法测速（适合于低转速场合）有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为3000，时钟频率fc为1MHz ，则转速（r/min)为：n = 60fc /（Nm2 ）=60×106/（1024×3000）=19.53 r/min编码器每转产生N 个脉冲，用已知频率fc作为时钟，填充到编码器输出的两个相邻脉冲之间的脉冲数为m2，则转速(r/min)为：n = 60fc / （Nm2）7、编码器在主轴控制中的应用(1)主轴编码器（2）主轴编码器用于C 轴控制（3）主轴编码器用于螺纹车削车削螺纹时，为保证每次切削的起刀点不变，防止“乱牙”，主轴编码器通过对起刀点到退刀点之间的脉冲进行计数来达到车削螺纹的目的。
3.2(8)主轴接口
1．系统参数
停机或故障复位
3.2.3 主要控制参数
• 目前我国生产的数控机床包括从国外引进的数控 机床，都有很多的参数要进行设定，其中有很多 项的参数又是八位的，每一位都有其独立的含义。 这些参数设定的正确与否将直接影响机床的正常 工作及其性能的充分发挥。因此，了解和掌握这 些参数无论是对机床制造厂还是对用户厂都是非 常重要的。特别是用户厂如果能熟练地掌握和应 用这些参数，将会使现有的数控机床的使用和性 能的发挥上升到一个新水平
2．主轴变频器的运行操作
• 图3-11为艾默生EV2000变频器的操作面板， 其操作如表3-1，变频器接收运行命令的通 道有3种：操作面板、控制端子和串行口
表3-1 EV2000变频器面板功能表
键
MENU/ESC ENTER/DATA ▲
名 称
编程／退出键 功能／数据键 增键 减键
功 能
进入或退出编程状态 进入下级菜单或数据确认 数据或功能码的递增 数据或功能码的递减
3.2 主轴接口连接与控制
3.2.1 主轴编码器和变频器接口 1．主轴编码器接口
1．主轴编码器接口 GSK980TD数控 系统通过XS32接口与主轴编码器连接， 接口定义及连接女口图3-6和图3-7所示， 连接时采用双绞线。
图3-6 XS32编码器接口定义
图3-7 GSK980TD与编码器的连接
移位键
PANEL/REMOTE JOG RUN 运行命令通道切换键
在编辑状态下，可以选择设定数据的修改位； 在其他状态下，可切换显示状态参数
顺序选择运行命令通道，按下ENTER/DATA 键确认 在操作面板方式下，按该键点动运行 在操作面板方式下，按该键运行
点动键 运行键
STOP/RESET
主轴编码器的作用及工作原理
•主轴编码器应用于在数控车床车螺纹时，是利用其同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号,从而保证车削螺纹不会乱扣。
它主要用于测量主轴的旋转速度，安装在主轴上来对元件进行检测。
目录•主轴编码器的作用•主轴编码器的原理•主轴编码器的安装主轴编码器的作用•主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1:1地同步传动。
数控车床主轴的转动与进给运动之间，没有机械方面的直接联系，为了加工螺纹，就要求给定进给伺服电动机的脉冲数与主轴的转速应有相对应的关系，主轴脉冲发生器起到了对主轴转动与进给运动的联系作用。
主轴编码器的原理•如下图，在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。
在光栏上，刻有透光条纹A、B、C，A与B之间的距离应保证当条纹A与漏光盘上任一条纹重合时，条纹B应与漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。
在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。
光源发光→经过聚光镜聚光后成为平行光线→漏光盘与主轴同步旋转→漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位→光敏接收信号并通过计数装置计数→反映主轴转速。
光源发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘与主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。
由于条纹A 与漏光盘条纹重合时，条纹B与另一条纹错位1/4周期，因此A、B两通道输出的波形相位也相差1/4周期。
主轴编码器中漏光盘内圈的一条刻线与光栏上条纹C重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。
利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。
数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。
主轴编码器的安装•因为原车床没有安装主轴编码器，为寻找安装主轴编码器的位置，对该车床主轴结构分析发现，只有主轴后端才能安装编码器。
主轴编码器原理
主轴编码器原理
主轴编码器是一种用于测量主轴位置的装置，其原理主要是通过检测主轴的旋转角度或线性位移，并将其转换成电信号或数字信号，以供控制系统进行监测和控制。
主轴编码器通常由一个装在主轴上的码盘和一个光电检测器组成。
码盘上刻有若干同心码道，每个码道上有一系列透光和不透光的扇形区段，相邻扇形区段之间有相等的角度，码盘上还刻有若干与扇形区段相配合的刻槽，光电检测器则根据码盘上的刻槽和扇形区段来检测主轴的旋转角度和方向。
当主轴旋转时，码盘随之转动，光电检测器通过检测码盘上的刻槽和扇形区段来发出相应的电信号，控制系统根据接收到的电信号来判断主轴的旋转角度和方向，并据此进行相应的控制。
主轴编码器的原理可以根据不同的应用场合和要求而有所不同。
例如，在数控机床中，主轴编码器通常用于测量主轴的旋转角度和转速，以便控制系统能够精确地控制刀具的切削轨迹和加工过程。
此外，主轴编码器还可以用于检测主轴的振动和负载等参数，以实现主轴的动态监测和控制。
steptec主轴编码器定义
steptec主轴编码器定义摘要：I.引言- 简要介绍steptec 主轴编码器的定义II.steptec 主轴编码器的功能与特点- 介绍主轴编码器的作用- 阐述steptec 主轴编码器的独特性能III.steptec 主轴编码器的应用领域- 分析主轴编码器在实际应用中的重要性- 举例说明steptec 主轴编码器在不同行业的应用IV.steptec 主轴编码器的技术参数与选择- 列举steptec 主轴编码器的主要技术参数- 指导用户如何根据需求选择合适的编码器V.结语- 总结steptec 主轴编码器的定义与作用- 强调选择合适的编码器对于设备性能的重要性正文：I.引言在数控机床、自动化生产线等设备中，主轴编码器是起到关键作用的一个重要部件。
今天，我们将详细介绍steptec 主轴编码器的定义，帮助大家更好地了解这一设备。
II.steptec 主轴编码器的功能与特点主轴编码器主要是用于测量主轴的旋转速度和位置，将测得的信息转换成电信号输出，以便于设备进行精确控制。
steptec 主轴编码器具有以下功能与特点：1.高精度：steptec 主轴编码器采用先进的光电技术，能精确地测量主轴的旋转速度和位置，为设备提供高精度的控制信号。
2.高稳定性：steptec 主轴编码器具有出色的抗干扰性能，能在恶劣的工业环境中稳定工作，保证设备的精确控制。
3.高可靠性：steptec 主轴编码器采用模块化设计，结构紧凑，易于安装和维护，大大提高了设备的可靠性。
III.steptec 主轴编码器的应用领域steptec 主轴编码器广泛应用于各种数控机床、自动化生产线、工业机器人等领域，其高精度、高稳定性和高可靠性的特点，为各种设备提供了精确的控制信号，保障了设备的稳定运行。
IV.steptec 主轴编码器的技术参数与选择steptec 主轴编码器的主要技术参数包括：分辨率、信号输出、防护等级、工作温度等。
用户在选择编码器时，应根据设备的实际需求，对比不同编码器的技术参数，选择合适的编码器。
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主轴编码器
∙主轴编码器应用于在数控车床车螺纹时，是利用其同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号,从而保证车削螺纹不会乱扣。
它主要用于测量主轴的旋转速度，安装在主轴上来对元件进行检测。
目录
∙主轴编码器的作用
∙主轴编码器的原理
∙主轴编码器的安装
主轴编码器的作用
∙主轴编码器采用和主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1:1地同步传动。
数控车床主轴的转动和进给运动之间，没有机械方面的直接联系，为了加工螺纹，就要求给定进给伺服电动机的脉冲数和主轴的转速应有相对应的关系，主轴脉冲发生器起到了对主轴转动和进给运动的联系作用。
主轴编码器的原理
∙如下图，在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。
在光栏上，刻有透光条纹A、B、C，A和B之间的距离应保证当条纹A和漏光盘上任一条纹重合时，条纹B应和漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。
在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。
光源发光→经过聚光镜聚光后成为平行光线→漏光盘和主轴同步旋转→漏光盘上的条纹和光栏上的条纹出现重合和错位→光敏接收信号并通过计数装置计数→反映主轴转速。
光源发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘和主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹和光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光
线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。
由于条纹A和漏光盘条纹重合时，条纹B和另一条纹错位1/4周期，因此A、B两通道输出的波形相位也相差1/4周期。
主轴编码器中漏光盘内圈的一条刻线和光栏上条纹C重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。
利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。
数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。
主轴编码器的安装
因为原车床没有安装主轴编码器，为寻找安装主轴编码器的位置，对该车床主轴结构分析发现，只有主轴后端才能安装编码器。
由此有两种安装方法：一种是将大齿轮固定在皮带轮上，小齿轮和编码器固定在一起，安装在支座上。
另一种方法是将编码器通过联轴器直接和主轴后端相联接，编码器支架安装在主轴后端防护盖上。
而第二种方法相对来说比较好。
为保证编码器的安装可靠性、稳定性和安装精度，在主轴后端防护盖3和主轴之间用螺栓联接固定在一起，并采用两个定位销保证重复安装的进度。