西门子CPU 6ES7214-1AG40-0XB0型号规格

相对编码器应该叫增量式编码器, 增量式编码器在上电初期是不知道自己确切地位置的,只有转过参考信号,也就是相对零点才可以准确知道自己的位置,而编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置.编码器按照应用类型分为值型编码器和增量型编码器两种，增量型编码器通过计算脉冲个数来实现的，因为其可能发生丢脉冲的现象，所以一般用来反馈电机的速度，（测量唯一的话是累积脉冲，一旦丢脉冲，数值就不准了）。值型编码器通过每个位置的高低电平判断其输出数值，数值位置唯一，具有断电保护功能，一般用来测量位置，位移。

编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,型编码器。

增量型编码器 (旋转型)

工作原理:

由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成a、b、c、d,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将c、d信号反向，叠加在a、b两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个z相脉冲以代表零位参考位。

由于a、b两相相差90度，可通过比较a相在前还是b相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

信号输出:

信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（ttl、htl）,集电极开路（pnp、npn）,推拉式多种形式，其中ttl为长线差分驱动（对称a,a-;b,b-;z,z-）,htl也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。

信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、、计算机，plc和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。

如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。

a.b两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。

a、b、z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。

a、a-，b、b-，z、z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减小，抗干扰佳，可传输较远的距离。

对于ttl的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。

对于htl的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。

增量式编码器的问题：

增量型编码器存在零点累计误差，抗干扰较差，接收设备的停机需断电记忆，开机应找零或参考位等问题，这些问题如选用型编码器可以解决。

增量型编码器的一般应用:

测速，测转动方向，测移动角度、距离(相对)。

型编码器（旋转型）

编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。

编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

从单圈值编码器到多圈值编码器

旋转单圈值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈值编码器。

如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈值编码器。

编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的编码器就称为多圈式编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。

多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多， 这样在安装时不必要费劲找零点， 将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。

编码器有单圈和多圈之分, 单圈编码器就是在360度范围内位置时唯一的,但转过360度后又回到了原点,不再满足编码唯一的原则.比如说未经信号处理的旋变; 多圈编码器可以记录超过360度的位置,并保持编码唯一,这个可以类比钟表的齿轮原理. 多圈编码器多串行协议和总线输出,如endat2.1, endat2.2, hiperface, biss ,ssi, 或并行总线...

常见故障处理技巧如下：

一、伺服电机维修窜动现象

在进给时出现窜动现象，测速信号不稳定，如编码器有裂纹;接线端子接触不良，如螺钉松动等;当窜动发生在由正方向运动与反方向运动的换向瞬间时，一般是由于进给传动链的反向问隙或伺服驱动增益过大所致;

二、伺服电机维修爬行现象

大多发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑状态不良，伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是，伺服和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于连接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠与伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢;

三、伺服电机维修振动现象

机床高速运行时，可能产生振动，这时就会产生过流报警。机床振动问题一般属于速度问题，所以应寻找速度环问题;

四、伺服电机维修转矩降低现象

伺服电机从额定堵转转矩到高速运转时，发现转矩会突然降低，这时因为电动机绕组的散热损坏和机械部分发热引起的。高速时，电动机温升变大，因此，正确使用伺服电机前一定要对电机的负载进行验算;

五、伺服电机维修位置误差现象

当伺服轴运动超过位置允差范围时(kndsd100出厂标准设置pa17：400，位置超差检测范围)，伺服驱动器就会出现“4”号位置超差报警。主要原因有：系统设定的允差范围小;伺服系统增益设置不当;位置检测装置有污染;进给传动链累计误差过大等;

六、伺服电机维修不转现象

数控系统到伺服驱动器除了联结脉冲+方向信号外，还有使能控制信号，一般为dc+24 v线圈电压。伺服电动机不转，常用诊断方法有：检查数控系统是否有脉冲信号输出;检查使能信号是否接通;通过液晶屏观测系统输入/出状态是否满足进给轴的起动条件;对带电磁制动器的伺服电动机确认制动已经打开;驱动器有故障;伺服电动机有故障;伺服电动机和滚珠丝杠联结联轴节失效或键脱开等

1、伺服和变频其实就是多了一个位置控制环，如果你只做速度控制，控制原理其实和是一样的。所谓速度精度只是取决于电机的编码器线数和伺服（或变频）的控制算法上，相当于不同的工程师用编相同的项目程序一样，不同的程序其效果也是不同的

2、因为考虑的**的位置控制，所以伺服电机比变频电机的配置相对都比较高，比如编码器线数等，因为伺服的速度精度会高，但是如果高端变频器去控制高性能的伺服电机，速度精度也会很高。你如果注意的话，西门子的高端伺服驱动s120其实是叫变频器的。

伺服电机和变频器加普通交流电机的工作原理基本相同，都是属于交直交电压型电机驱动器，只是技术指标要求差别大，所以在电机和驱动器设计方面有很大的差别。在伺服系统中控制机械元件运转的发动机.是一种补助马达间接变速装置。伺服电机,可使控制速度,位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。

交流伺服的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。

调试方法：

1、接线

将控制卡断电，连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的：控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后，电机和控制卡（以及pc）上电。此时电机应该不动，而且可以用外力轻松转动，如果不是这样，检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机，检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化，否则检查编码器信号的接线和设置

2、试方向

对于一个闭环控制系统，如果反馈信号的方向不正确，后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动，这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数，看电机的转速和方向是否可以通过这个指令（参数）控制。如果不能控制，检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数，电机正转，编码器计数增加；给出负数，电机反转转，编码器计数减小。如果电机带有负载，行程有限，不要采用这种方式。测试不要给过大的电压，建议在1v以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或电机上的参数，使其一致。

3、抑制零漂

在闭环控制过程中，零漂的存在会对控制效果有一定的影响，好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数，仔细调整，使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性，所以，不必要求电机转速为零。

伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很**的控制电机的转动，从而实现**的定位，可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

电机产品种类繁多，根据型号、规格、功率、轴伸、绝缘、编码器、转速开关、热敏元件、加热带等参数的不同可划分出各种各样电机。为了简单的划分电机产品，一方面，按照行业惯例，将电机分为大型电机、中小型电机和微型电机；另一方面，按照电机专用性将电机分为普通标准电机和特殊专用电机。

这两种负载都要正确地计算，其值应满足下列条件:

为生产行业提供了一个佳平台，可以说电机是整个机械控制系统的总指挥，传统的控制系统以反应灵敏度差，运转速度慢等众多的缺点而渐渐的被电机市场所淘汰，新一代伺服电机的问世为电机行业给电机行业再次带来了巨大的革新，伺服电机将电脉冲信号转变为角位移或者线位移控制步件，在运行的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当伺服驱动器接收到一个脉冲信号，控制系统简单、转速幅度均匀。

高速伺服电机的一端，一般有一个散热风痢，在另一端也许会有一个测转速用的磁钢或测速环在拆卸散热风扇叶与磁钢或测速环时一定要小心翼翼，不能把风扇的崩叶、测速磁钢碰坏。其次要在风扇轴套或在磁钢轴套与轴之间也傲一个记号，以便修理完毕后可以按原来的标记位置安装因为高速电机的动平衡试验是带着扇叶或测速环(测速磁钢)作的，所以组装时，必须按拆卸时的记号组装这一点在一般电机修理中是无关紧要的小事，在高速电机的修理中可事关大局。因为一旦损坏测速环或风扇片.或段有按记号组装，即使其它部分修理得很好.组装之后，在高速运行时也可能会引起整机的不平衡振动。

伺服电机的应用范围非常广泛，覆盖生产生活的各个方面，不同的电机应着不同的功能要求而出现。机床、轧钢机、鼓风机、印刷机、水泵、抽油机、起重机、传送带、生产线等设备上大量使用；高层建筑的、滚梯由电动机牵引，宾馆自动门、旋转门也靠电动机驱动；电动汽车由电机驱动；医疗设备中的心电机、x光机、ct、牙科手术工具、渗析机、呼吸机、电动轮椅等等，也都离不开电动机作为动力。