数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 第六节 光电脉冲编码器 、光电脉冲编码器的结构和工作原理 检测装置 油数来区分 5和00黄，理在豆有传转爱应用南分辨幸的脉中编 冲编码器有2000Ph、2500 字伺服系 码器装置内部采用了微处理器。 234 1光源：2-周光栅：3指示光栅： 5连接法兰：7-防护罩：8电路板 图5.1光电脉冲编码器的结构组成示意图 光电脉冲编码器的结构如图5所示，在一个圆盘的圆周 不透明的部 上刻有相等间距的线纹，分为透明利 有大下机墨味冲奉的板要 锋 节距即 石t 下面介绍光电编码器的工作 线透过两个光栅的线纹部分 形成明 相间的蛋号人和B,如国之紫人名 的 电流位 A肤冲用 来产生机床的基准点 称为乙相脉冲，该脉冲也是通过上述处理得 冲编码器输出信号有A、A、B、B、乙、Z等信号，这些信号作为位移测量脉冲，并经过频 率一电压变换作为速度反馈信号，进行速度调节。 二、光点脉冲编码器的应用 光电编码器在数控机床上用于数字比较的伺服系统中作为位置检测装置，将检测信号反馈给数 控装 电脉冲编码器将位置检测信号反位 给CNC装置有两种方式：一种是适应带加减计数要求的可 逆计数 十数脉冲和减计数脉冲。另一种是适应有计数控制和计数要求的计数器，形成方 魅种位用方式为例，通过给出该方式的电路图（图51a)和波形图图513b】 来简要介绍作应 与非 作过曲穷信号，入正走时为反走时为由与非打缩 计数脉冲 正走时，A脉冲超前B脉冲，D门在A信号控制下，将B脉冲上升沿微分作为计数脉冲反向输 出，为负脉冲。该脉冲经与非门3变为正向计数脉冲输出。D门输出的负脉冲同时又将触发器置为 “0”状态，Q端输出“0”，作为正走方向控制信号。 兰州交通大学机电工程学院 6 数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 6 第六节 光电脉冲编码器 一、光电脉冲编码器的结构和工作原理 脉冲编码器是一种增量检测装置，它的型号由每转发出的脉冲数来区分。数控机床上常用的脉 冲编码器有 2000P/r、2500P/r、3000P/r 等，在高速、高精度数字伺服系统中应用高分辨率的脉冲编 码器，如 20000P/r、25000P/r 和 30000P/r 等，现在已有使用每转发 10 万个脉冲的脉冲编码器，该编 码器装置内部采用了微处理器。 1-光源；2-圆光栅；3-指示光栅；4-光敏元件；5-轴；6-连接法兰；7-防护罩；8-电路板 图 5.11 光电脉冲编码器的结构组成示意图 光电脉冲编码器的结构如图 5.11 所示。在一个圆盘的圆周上刻有相等间距的线纹，分为透明和 不透明的部分，称为圆光栅。圆光栅与工作轴一起旋转。与圆光栅相对平行地放置一个固定的扇形 薄片，称为指示光栅，上面刻有相差 1/4 节距的两个狭缝（在同一圆周上，称为辩向狭缝）。此外还 有一个零位狭缝（一转发出一个脉冲）。脉冲编码器通过十字连接头或键与伺服电动机相连，它的法 兰盘固定在电动机端面上，罩上防护罩，构成一个完整的检测装置。 图 5.12 脉冲编码器输出的波形 下面介绍光电编码器的工作原理。当圆光栅旋转时，光线透过两个光栅的线纹部分，形成明暗 相间的条纹。光电元件接收这些明暗相间的光信号，并转换为交替变化的电信号。该信号为两路近 似于正弦波的电流信号 A 和 B，如图 5.12 所示。A 和 B 信号相位相差 90 度，经放大和整形变成方 波。通过光栅的两个电流信号，还有一个“一转脉冲”，称为 Z 相脉冲，该脉冲也是通过上述处理得 来的。A 脉冲用来产生机床的基准点。 脉冲编码器输出信号有 A、A1、B、B 1、Z、Z 1 等信号，这些信号作为位移测量脉冲，并经过频 率—电压变换作为速度反馈信号，进行速度调节。 二、光点脉冲编码器的应用 光电编码器在数控机床上用于数字比较的伺服系统中作为位置检测装置，将检测信号反馈给数 控装置。 光电脉冲编码器将位置检测信号反馈给 CNC 装置有两种方式：一种是适应带加减计数要求的可 逆计数器，形成加计数脉冲和减计数脉冲。另一种是适应有计数控制和计数要求的计数器，形成方 向控制信号和计数脉冲。 在此，仅以第二种应用方式为例，通过给出该方式的电路图（图 5.13a）和波形图（图 5.13b） 来简要介绍其工作过程。脉冲编码器的输出信号 A、A1、B、B 1 经差分、微分、与非门 C 和 D，由 RS 触发器（由 1、2 与非门组成）输出方向信号，正走时为“0”，反走时为“1”。由与非门 3 输出 计数脉冲。 正走时，A 脉冲超前 B 脉冲，D 门在 A 信号控制下，将 B 脉冲上升沿微分作为计数脉冲反向输 出，为负脉冲。该脉冲经与非门 3 变为正向计数脉冲输出。D 门输出的负脉冲同时又将触发器置为 “0”状态，Q 端输出“0”，作为正走方向控制信号