編碼器在軋線系統(tǒng)定位中的應(yīng)用

隨著人們對(duì)日常生活要求的不斷提高，編碼器在軋線系統(tǒng)中的定位逐漸被使用。西安德伍拓自動(dòng)化技術(shù)人員為大家簡(jiǎn)單介紹一下編碼器，并利用PLC計(jì)算不同輥徑的軋輥所需的輥線電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。兩種類(lèi)型的光電編碼器用作反饋，用于調(diào)整軋線的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度，以準(zhǔn)確定軋線位置。



無(wú)論冷軋機(jī)的AGC系統(tǒng)的液壓是否升高或降低，都必須首先定位在軋制過(guò)程中未調(diào)整的輥，然后始終在固定的軋線上進(jìn)行。由于軋輥經(jīng)常需要更換和研磨，以確保工作軋輥的接觸面位于固定和預(yù)制的軋線上，因此在更換軋輥后，軋輥必須以不同的軋輥直徑準(zhǔn)確定位。

編碼器市場(chǎng)現(xiàn)狀

編碼器在OEM市場(chǎng)的應(yīng)用比例很高，主要用于機(jī)床、電梯、伺服電機(jī)支架、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、起重機(jī)械等行業(yè)。編碼器分為絕對(duì)值型和增量型。目前，絕對(duì)捐助者的價(jià)格大約是增量捐助者的四倍。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)70%的應(yīng)用是價(jià)格相對(duì)經(jīng)濟(jì)的增量編碼器，主要用于包裝、紡織、電梯等行業(yè)。僅需要對(duì)測(cè)量速度和絕對(duì)位置要求較低的機(jī)器和設(shè)備。然而，在高精度機(jī)械設(shè)備或鋼鐵、港口和起重行業(yè)中，由于對(duì)測(cè)量精度的要求相對(duì)較高，在更多情況下使用絕對(duì)編碼器。在這些重工業(yè)應(yīng)用中，由于工作條件相對(duì)苛刻，編碼器對(duì)防震和振動(dòng)指示器提出了很高的要求。隨著機(jī)械系統(tǒng)自動(dòng)化程度的提高，編碼器產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。客戶不再滿意編碼器只能將物理旋轉(zhuǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。它們對(duì)編碼器集成有更高的要求，產(chǎn)品更耐用。他們還希望在絕對(duì)編碼器中擁有豐富的接口模式，以便更多設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化。

關(guān)于軋線調(diào)整系統(tǒng)

例如，對(duì)于6高HC冷軋機(jī)的軋線調(diào)整系統(tǒng)，上支撐輥由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，螺桿驅(qū)動(dòng)裝置由螺桿、螺桿活塞（或螺母）和齒輪機(jī)構(gòu)組成。齒輪機(jī)構(gòu)采用圓柱齒輪的形式，即一對(duì)蝸輪。螺栓活塞最高位置到軋線的距離應(yīng)設(shè)計(jì)為滿足以下要求：如果上三個(gè)輥?zhàn)樱瓷现屋佔(zhàn)?、上中間輥?zhàn)雍蜕瞎ぷ鬏佔(zhàn)樱┩瑫r(shí)為最大輥?zhàn)又睆剑瑒t上中間輥?zhàn)优c上工作輥?zhàn)又睆街?；加上一半的保持輥（上保持輥的上輥表面不接觸），加上一半支撐輥軸承座加上一定的余量L，以滿足更換輥的要求。我們?cè)陔姍C(jī)輸出軸或蝸輪上安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，以檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度。

編碼器在軋線系統(tǒng)定位中的應(yīng)用

光電編碼器是最常用的編碼器，它是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出波上的機(jī)械幾何位移轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字大小的傳感器。光電編碼器由點(diǎn)陣盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，格盤(pán)和電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)。若干脈沖信號(hào)經(jīng)由諸如發(fā)光二極管的電子部件輸出。為了評(píng)估旋轉(zhuǎn)方向，轉(zhuǎn)臺(tái)還提供兩組相位差為90°的脈沖。根據(jù)其校準(zhǔn)方法和信號(hào)輸出形狀，可將其分為三種類(lèi)型：增量編碼器、絕對(duì)編碼器和混合傳感器。增量式光電編碼器直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組脈沖相位A、B和Z；絕對(duì)編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器。

增量式光電編碼器在軋線系統(tǒng)定位中的應(yīng)用

增量式光電編碼器直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出A相、B相和Z相三組脈沖。A、 B兩組脈沖之間的差為90°，旋轉(zhuǎn)方向可以根據(jù)信號(hào)的順序確定；Z相位用于每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)脈沖用于參考點(diǎn)定位。如果使用此編碼器是因?yàn)樗荒茌敵雒}沖數(shù)而不能輸出其絕對(duì)位置，則只能在計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后使用。當(dāng)我們將輸出脈沖信號(hào)連接到PLC（可編程控制器）時(shí)，我們可以簡(jiǎn)單地使用PLC中的計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。由于PLC具有中斷功能，它可以使控制更快、更準(zhǔn)確。首先，將螺釘調(diào)整到最高點(diǎn)，將PLC計(jì)數(shù)器重置為固定的機(jī)械零點(diǎn)。通過(guò)使用PLC計(jì)算器計(jì)算上部3個(gè)輥的實(shí)際輥直徑，以使工作輥的下部輥表面達(dá)到輥線電機(jī)需要旋轉(zhuǎn)的角度2。在調(diào)試過(guò)程中反復(fù)測(cè)量K值，然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)，光電編碼器返回電機(jī)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度。當(dāng)達(dá)到所需的旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)；當(dāng)需要調(diào)整滾動(dòng)線以返回到起始位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將上升以自動(dòng)返回編碼器，并在反饋信號(hào)為零時(shí)停止旋轉(zhuǎn)。

增量式光電編碼器的缺點(diǎn)與改進(jìn)

目前，使用這種類(lèi)型的編碼器的缺點(diǎn)逐漸顯露出來(lái)。PLC計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)不能丟失。如果程序需要重新發(fā)送或PLC丟失后意外關(guān)閉，則必須將電機(jī)轉(zhuǎn)回零位，然后計(jì)數(shù)器將復(fù)位，否則將出現(xiàn)錯(cuò)誤壓力和設(shè)備事故。其次，由于光電編碼器的精確結(jié)構(gòu)，大圓圈的碼盤(pán)上有數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)網(wǎng)格。一旦單個(gè)網(wǎng)格出現(xiàn)故障，計(jì)數(shù)器將進(jìn)行累積錯(cuò)誤計(jì)數(shù)，累積錯(cuò)誤越多，錯(cuò)誤越大。如果誤差累積到一定程度，實(shí)際的減少會(huì)有很大的偏差，或者當(dāng)信號(hào)受到干擾時(shí)也可能出現(xiàn)計(jì)數(shù)誤差。后來(lái)，我們使用安裝在軋線上的上限，在軋線設(shè)置為極限時(shí)向PLC發(fā)送信號(hào)，并重置計(jì)數(shù)器。這樣，儀表就不必具有關(guān)機(jī)功能，還可以防止由于編碼器故障導(dǎo)致儀表的累積跳過(guò)。由于此限制必須在軋線的每一個(gè)設(shè)置中準(zhǔn)確應(yīng)用，因此其軋制尤為重要，安裝位置必須絕對(duì)可靠。

絕對(duì)編碼器在軋線系統(tǒng)定位中的應(yīng)用

絕對(duì)編碼器是一種傳感器，直接在其圓形碼盤(pán)上輸出數(shù)字大小。沿徑向有幾個(gè)同心代碼軌跡。每個(gè)代碼軌道由半透明和不透明扇區(qū)組成。相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)加倍。碼盤(pán)上的碼道是其二進(jìn)制數(shù)字的位數(shù)。絕對(duì)編碼器使用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制（格雷碼）模式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。格雷碼的兩個(gè)相鄰碼組之間只有一個(gè)比特差，這比同時(shí)改變兩個(gè)或更多比特的其他碼更可靠。因此，絕對(duì)值編碼器正被越來(lái)越多地使用。絕對(duì)編碼器和增量編碼器的區(qū)別在于，光盤(pán)上半透明和不透明的線條圖形可以有多個(gè)代碼。絕對(duì)編碼器可以通過(guò)讀取碼盤(pán)上的代碼檢測(cè)絕對(duì)位置。其特性是可以直接讀取角坐標(biāo)的絕對(duì)值，而不會(huì)累積誤差。此外，關(guān)閉電源后，位置信息不會(huì)丟失，但分辨率由二進(jìn)制數(shù)字決定（精度取決于數(shù)字）

絕對(duì)編碼器的缺點(diǎn)及改進(jìn)措施

當(dāng)使用絕對(duì)編碼器時(shí)，當(dāng)需要輥線設(shè)置返回到初始機(jī)械零位時(shí)，將0從0返回到OPOLOCO，并停止0到0到000。但是，由于慣性，光電編碼器的值通常會(huì)超過(guò)0以達(dá)到最大值，然后減小，在再次計(jì)算設(shè)置時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么大問(wèn)題？通常有兩種方法可以解決這個(gè)問(wèn)題：當(dāng)您在軋線上調(diào)整電機(jī)的零位時(shí)，拆下光電編碼器，將其復(fù)位，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，直到顯示為100000，然后安裝光學(xué)編碼器；第二，當(dāng)滾筒線電機(jī)仍處于零位時(shí)，重置光電編碼器。

小結(jié)

采用光電編碼器對(duì)軋線進(jìn)行定位，控制準(zhǔn)確，操作方便。只需操作員輸入前三個(gè)滾筒的滾筒直徑，即可準(zhǔn)確調(diào)整滾筒。在使用中，調(diào)整后的軋線的位置也可以用作參考，并且軋線定位后的位置可以用作計(jì)數(shù)零點(diǎn)，因此不需要將機(jī)械零點(diǎn)定位在尖端。

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