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订购替换编码器需要了解的术语

TTL 还是 HTL、线数、空心轴、参考标记:Heidenhain ERN 420 这类增量式编码器损坏时,哪些参数必须一致。
作者
Sparehawk
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约 2 分钟阅读
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替换编码器必须在六个方面与旧编码器一致:增量式还是绝对式、线数、输出信号、供电电压、轴与安装方式,以及连接器。任何一项不对,驱动器或计数器就会读出错误的位置,甚至什么也读不到。铭牌和制造商的 ID 号能确定全部六项;单凭型号名称往往不够。

编码器坏的时候往往悄无声息:计数器漂移,驱动器报反馈错误跳闸,轴丢失位置。人们常按型号名称去找替换件,而型号名称很少够用。下面以 Heidenhain ERN 420 为例,列出需要核对的术语。

增量式还是绝对式

增量式编码器在轴转动时发出脉冲,由控制器从参考点开始计数。绝对式编码器则通过 EnDat 或 SSI 等协议直接报告位置,断电后依然知道自己在哪里。从 Heidenhain 的命名就能看出是哪一种:ERN 为增量式,ECN 为单圈绝对式,EQN 为多圈绝对式。不修改控制器,两者无法互相替换。

线数和参考标记

线数是每转的信号周期数。控制器的比例换算是按线数设定的,所以线数不同时,除非同时修改参数,否则每个位置都会按两者之比发生偏移。参考标记是每转额外的一个脉冲,控制器用它找到零点;请确认新编码器的参考标记与旧的一致。

输出信号和供电电压

信号说明典型供电
TTL方波,按 RS-422 差分输出5 V
HTL方波,幅值等于供电电压10–30 V
1 Vpp正弦和余弦信号,在驱动器中细分5 V

系列名称决定不了这一点。在 Heidenhain 的 ERN 400 系列中,ERN 420 使用 5 V 供电、输出 TTL,ERN 460 使用 10–30 V 供电、输出 TTL,ERN 430 则输出 HTL。TTL 输入接入 HTL 信号可能会损坏;HTL 输入接入 TTL 信号则什么也检测不到。

轴、安装和连接器

有四个机械细节必须一致:空心轴、盲孔空心轴还是实心轴;轴径;壳体如何防转,是用定子联轴器还是扭矩支架;以及电缆或连接器及其针脚定义。ERN 420 是空心轴编码器,所以轴径和联轴方式必须适合它所安装的电机或机器。

按 ID 号订购

Heidenhain 的标签上,型号名称和序列号旁边还印有 ID 号。ID 号用一个代码同时确定了线数、轴、信号和连接器,所以搜索和询价时都应使用这个号码。其他制造商用完整的订货代码做同样的事。如果标签已经没了,驱动器的参数表和机器图纸通常会写明线数和信号类型。

在 Sparehawk 上搜索完整代码;如果没有人上架,发布一条求购需求,手上有货的供应商就能回复。替代型号查找指南介绍了确切型号已经停产时该怎么办。

01

常见问题

1.1

可以用 HTL 编码器替换 TTL 编码器吗?

除非输入同时兼容两者,否则不行。HTL 电平可能损坏 TTL 输入,而 TTL 信号对 HTL 输入来说电平太低。
1.2

可以使用线数不同的编码器吗?

只有在控制器的比例换算参数相应修改、且新的分辨率足以满足该轴要求时才可以。否则每个位置都会按两种线数之比发生偏差。
1.3

ERN 420 和 ERN 460 有什么区别?

两者都是 TTL 输出的增量式空心轴编码器。ERN 420 使用 5 V 供电,ERN 460 使用 10–30 V 供电,所以由供电电压决定该用哪一款。
1.4

Heidenhain 编码器上的 ERN、ECN 和 EQN 是什么意思?

ERN 是增量式,ECN 是单圈绝对式,EQN 是多圈绝对式。
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