脈沖編碼器是一種光學(xué)式位置檢測元件赘风，用以測量軸的旋轉(zhuǎn)角度位置和速度變化铣瞒，其輸出信號為電脈沖装呢。在數(shù)控機(jī)床上屬間接測量扇收，它通常與驅(qū)動電動機(jī)同軸安裝好侈，驅(qū)動電動機(jī)可以通過齒輪箱或同步齒形帶驅(qū)動絲杠，也可以直接驅(qū)動絲杠役倾。脈沖編碼器隨著電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)瞻聪，可以連續(xù)發(fā)出脈沖信號，例如電動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈刃撮，脈沖編碼器可發(fā)出2∞o個(gè)均勻的方波信號椎崎，數(shù)控系統(tǒng)通過對該信號的接收铡说、處理、計(jì)數(shù)即可得到電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度缰犁，從而計(jì)算出當(dāng)前工作臺的位置淳地。目前，脈沖編碼器每轉(zhuǎn)可發(fā)出數(shù)百甚至數(shù)萬個(gè)方波信號帅容，因此可滿足高精度位置檢測的需要颇象。
脈沖編碼器檢測方式的特點(diǎn)是：

　　?檢測方式是非接觸式的，無摩擦和磨損并徘，驅(qū)動力矩小遣钳。

　　?由于光電變換器性能的提高，可得到較快的響應(yīng)速度麦乞。

　　?由于照像腐蝕技術(shù)的提高蕴茴，可以制造高分辨率、高精度的光電盤姐直，母盤制作后倦淀，復(fù)制很方便，且成本低简肴。

　　?抗污染能力差晃听，容易損壞。

　　脈沖編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式脈沖發(fā)生器尚羽，它把機(jī)械轉(zhuǎn)角變成電脈沖呛米，是一種常用的角位移傳感器。編碼器除了可以測量角位移外拌驻，還可以通過測量光電脈沖的頻率洒已，轉(zhuǎn)而用來測量轉(zhuǎn)速。如果通過機(jī)械裝置牲晤，將直線位移轉(zhuǎn)變成角位移受贫，還可以用來測量直線位移。最簡單的方法是采用齒輪一齒條或滾珠螺母絲杠機(jī)械系統(tǒng)碍逐；這種測量直線位移的精度與機(jī)械式直線一旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器的精度有關(guān)浴蝉。

　1．分類

　　脈沖編碼器是一種位置檢測元件，可直接裝在旋轉(zhuǎn)軸上薪丐，以測出軸的轉(zhuǎn)角冗腐、角速度，其輸出信號也為電脈沖脱睛。按照測量方式蚊患，可分為增量式和絕對值式兩種；按信號的拾取方式可以將脈沖編碼器分為光電式护盈、接觸式和電磁式挟纱。光電脈沖編碼器按其辱轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)的多少來分羞酗，又有多種型號，但數(shù)控機(jī)床最常用的編碼器紊服。

　　2．增量式編碼器

　　常用的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器為增量式光電編碼器檀轨。

　　其中，光電碼盤是在一塊玻璃圓盤上鍍上一層不透光的金屬薄膜围苫，然后蝕刻成徑向等距的透光和不透光相間的條紋裤园，光欄板上具有和光電碼盤相同的透光條紋。當(dāng)光電碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)剂府，光線通過光欄板和光電碼盤產(chǎn)生明暗相間的變化拧揽，由光敏元件接收。光敏元件將光電信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號腺占。光電編碼器的測量精度取決于它所能分辨的最小角度淤袜，而這與光電碼盤圓周的條紋數(shù)有關(guān)。即分辨角為360衰伯。

　　為一光電式編碼器蜻赃，在一個(gè)圓盤周圍分成相等的透明與不透明部分，其數(shù)量從幾百到上千條不等善王。當(dāng)圓盤與工作軸一起轉(zhuǎn)動時(shí)钥币，光電元件接收時(shí)斷時(shí)續(xù)的光，產(chǎn)生近似正弦的信號带蔬，放大整形后成脈沖信號送到計(jì)數(shù)器嘁老。根據(jù)脈沖數(shù)目和頻率可測出工作軸的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，其優(yōu)點(diǎn)是沒有接觸磨損拐扛，允許轉(zhuǎn)速高醉镇，精度及可靠性較高；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜楷焦，價(jià)格高觉祸、安裝困難。除此之外头位，還有接觸式及電磁感應(yīng)式編碼器布虾。常用增量編碼器的分辨率一般為2 000p/r、2 500p/r虱硝、3 000p/r. 20 000p/r. 25 000p/‘和30 000p/r等杏死。

　　3．絕耐值式編碼器

　　絕對值式編碼器是一種直接編碼式的測量元件，碼盤的每一角位置都有唯一對應(yīng)的二進(jìn)制編碼捆交。它是通過讀取編碼盤的代碼信號指示絕對位置，測量無累積誤差腐巢。在電源切斷后品追，不會失去位置信息玄括，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴肉瓦，且不易做到高精度和高分辨率遭京。絕對值式編碼器也有接觸式、光電式和電磁式等幾種泞莉，最常用的是光電式二進(jìn)制循環(huán)編碼器哪雕。編碼盤是按一定的編碼形式，如二進(jìn)制編碼等鲫趁，將圓盤分成若干等份斯嚎，利用電子、光電或電磁元件把代表被測位移的各等分上的數(shù)碼轉(zhuǎn)換成電信號輸出用于檢測挨厚。

　　一個(gè)四位二進(jìn)制編碼盤返雷，涂黑部分是導(dǎo)電的，其余是絕緣的弓席。對應(yīng)的各碼道上裝有電刷阎员。當(dāng)碼盤隨工作軸一起轉(zhuǎn)動時(shí)，就可得到二進(jìn)制數(shù)輸出转是，碼盤的精度與碼道多少有關(guān)伐藕，碼道越多，碼盤的容量越大粤段，一般是9位二進(jìn)制肝芯，而光電式碼盤單個(gè)碼盤可以做到18位二進(jìn)制數(shù)。由于電刷的安裝不會完全準(zhǔn)確焰哮，會使個(gè)別電刷偏離原來的位置贤泥，這樣將給測量造成很大的誤差。

　　絕對式編碼器具有以下一些特點(diǎn)：

　　?可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對值仆加。這樣數(shù)控機(jī)床開機(jī)后不必回零练缴；若發(fā)生故障，故障處理后可回到故障斷點(diǎn)等唁奢。

　　?電源切斷后位置信號不會丟霎挟。

　　?沒有累計(jì)誤差。

　　?允許的最高旋轉(zhuǎn)速度較高麻掸。

　　?為提高精度和分辨率酥夭，必須增加碼道數(shù)，使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜脊奋，價(jià)格也較貴熬北。

　　由于絕對式編碼器的這些優(yōu)點(diǎn)，其在數(shù)控設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　4．編碼器在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

　　 (1)位移測量

　　在數(shù)控機(jī)床中編碼器和伺服電動機(jī)同軸連接或連接在滾珠絲杠末端用于工作臺和刀架的直線位移測量讶隐。在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺中起胰，通過在回轉(zhuǎn)軸末端安裝編碼器，可直接測量回轉(zhuǎn)工作臺的角位移巫延。

　　由于增量式光電編碼器每轉(zhuǎn)過一個(gè)分辨角就發(fā)出一個(gè)脈沖信號效五，因此，根據(jù)脈沖的數(shù)量：傳動比及滾珠絲杠螺距即可得出移動部件的直線位移量炉峰。如某帶光電編碼器的伺服電動機(jī)與滾珠絲杠直連（傳動比1：1）畏妖，光電編碼器1 024p/r，絲杠螺距8mm宗揣，在一轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)1 024脈沖层掺，則光電編碼器每發(fā)出個(gè)脈沖，對應(yīng)工作臺移動的距離8=8（mm/r）÷1 024(p/r) =0.0078125mm枝扭。

　　(2)測速

　　光電編碼器輸出脈沖的頻率與其轉(zhuǎn)速成正比劣屑，因此，光電編碼器可代替測速發(fā)電機(jī)的模擬測速而成為數(shù)字測速裝置孵钱。

　　 (3)主軸控制

　　當(dāng)數(shù)控車床主軸安裝有編碼器后涮凡，則該主軸具有C軸插補(bǔ)功能，可實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)與坐標(biāo)軸進(jìn)給的同步控制昏滔；恒線速切削控制肤侍，即隨著刀具的徑向進(jìn)給及切削直徑的逐漸減小或增大，通過提高或降低主軸轉(zhuǎn)速挫肆，保持切削線速度不變弄业；主軸定向控制等。

　　 (4)回參考點(diǎn)控制

　　零標(biāo)志脈沖用于回參考點(diǎn)控制料离。參考點(diǎn)位置是否正確與檢測裝置中的零標(biāo)志脈沖有很大的關(guān)系辈净。數(shù)控機(jī)床采用增量式的位置檢測裝置時(shí)，數(shù)控機(jī)床在接通電源后要回參考點(diǎn)袁串。這是因?yàn)闄C(jī)床斷電后概而，系統(tǒng)就失去了對各坐標(biāo)軸位置的記憶，所以在接通電源后囱修，必須讓各坐標(biāo)軸回到機(jī)床的原點(diǎn)或零點(diǎn)赎瑰，也稱杌床參考點(diǎn)。使機(jī)床回到原點(diǎn)或零點(diǎn)的操作稱為回參考點(diǎn)或回零操作破镰。

　　 (5)轉(zhuǎn)子位置檢測

　　編碼器應(yīng)用于交流伺服電動機(jī)控制中餐曼，用于轉(zhuǎn)子位置檢測，提供速度反饋信號鲜漩，提供位置反饋信號源譬。

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