編碼器在軋線系統(tǒng)定位中的應(yīng)用

隨著人們對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。西安德伍拓自動化技術(shù)人員為大家簡單介紹一下編碼器，并利用PLC計算不同輥徑的軋輥所需的輥線電機的旋轉(zhuǎn)角度。兩種類型的光電編碼器用作反饋，用于調(diào)整軋線的實際旋轉(zhuǎn)角度，以準確定軋線位置。



無論冷軋機的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程中未調(diào)整的輥，然后始終在固定的軋線上進行。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確定位。

編碼器市場現(xiàn)狀

編碼器在OEM市場的應(yīng)用比例很高，主要用于機床、電梯、伺服電機支架、紡織機械、包裝機械、印刷機械、起重機械等行業(yè)。編碼器分為絕對值型和增量型。目前，絕對捐助者的價格大約是增量捐助者的四倍。國內(nèi)市場70%的應(yīng)用是價格相對經(jīng)濟的增量編碼器，主要用于包裝、紡織、電梯等行業(yè)。僅需要對測量速度和絕對位置要求較低的機器和設(shè)備。然而，在高精度機械設(shè)備或鋼鐵、港口和起重行業(yè)中，由于對測量精度的要求相對較高，在更多情況下使用絕對編碼器。在這些重工業(yè)應(yīng)用中，由于工作條件相對苛刻，編碼器對防震和振動指示器提出了很高的要求。隨著機械系統(tǒng)自動化程度的提高，編碼器產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛?？蛻舨辉贊M意編碼器只能將物理旋轉(zhuǎn)信號轉(zhuǎn)換為電信號。它們對編碼器集成有更高的要求，產(chǎn)品更耐用。他們還希望在絕對編碼器中擁有豐富的接口模式，以便更多設(shè)備實現(xiàn)智能化。

關(guān)于軋線調(diào)整系統(tǒng)

例如，對于6高HC冷軋機的軋線調(diào)整系統(tǒng)，上支撐輥由電機驅(qū)動，螺桿驅(qū)動裝置由螺桿、螺桿活塞（或螺母）和齒輪機構(gòu)組成。齒輪機構(gòu)采用圓柱齒輪的形式，即一對蝸輪。螺栓活塞最高位置到軋線的距離應(yīng)設(shè)計為滿足以下要求：如果上三個輥子（即上支撐輥子、上中間輥子和上工作輥子）同時為最大輥子直徑，則上中間輥子與上工作輥子直徑之和；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。我們在電機輸出軸或蝸輪上安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，以檢測電機的實際旋轉(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，它是通過光電轉(zhuǎn)換將輸出波上的機械幾何位移轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字大小的傳感器。光電編碼器由點陣盤和光電檢測裝置組成。當電機旋轉(zhuǎn)時，格盤和電機同步旋轉(zhuǎn)。若干脈沖信號經(jīng)由諸如發(fā)光二極管的電子部件輸出。為了評估旋轉(zhuǎn)方向，轉(zhuǎn)臺還提供兩組相位差為90°的脈沖。根據(jù)其校準方法和信號輸出形狀，可將其分為三種類型：增量編碼器、絕對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)信號的順序確定；Z相位用于每轉(zhuǎn)輸出一個脈沖用于參考點定位。如果使用此編碼器是因為它只能輸出脈沖數(shù)而不能輸出其絕對位置，則只能在計數(shù)器計數(shù)后使用。當我們將輸出脈沖信號連接到PLC（可編程控制器）時，我們可以簡單地使用PLC中的計數(shù)器進行計數(shù)。由于PLC具有中斷功能，它可以使控制更快、更準確。首先，將螺釘調(diào)整到最高點，將PLC計數(shù)器重置為固定的機械零點。通過使用PLC計算器計算上部3個輥的實際輥直徑，以使工作輥的下部輥表面達到輥線電機需要旋轉(zhuǎn)的角度2。在調(diào)試過程中反復(fù)測量K值，然后驅(qū)動電機，光電編碼器返回電機的實際旋轉(zhuǎn)角度。當達到所需的旋轉(zhuǎn)角度時，電機停止旋轉(zhuǎn)；當需要調(diào)整滾動線以返回到起始位置時，驅(qū)動電機將上升以自動返回編碼器，并在反饋信號為零時停止旋轉(zhuǎn)。

增量式光電編碼器的缺點與改進

目前，使用這種類型的編碼器的缺點逐漸顯露出來。PLC計數(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，則必須將電機轉(zhuǎn)回零位，然后計數(shù)器將復(fù)位，否則將出現(xiàn)錯誤壓力和設(shè)備事故。其次，由于光電編碼器的精確結(jié)構(gòu)，大圓圈的碼盤上有數(shù)百甚至數(shù)千個網(wǎng)格。一旦單個網(wǎng)格出現(xiàn)故障，計數(shù)器將進行累積錯誤計數(shù)，累積錯誤越多，錯誤越大。如果誤差累積到一定程度，實際的減少會有很大的偏差，或者當信號受到干擾時也可能出現(xiàn)計數(shù)誤差。后來，我們使用安裝在軋線上的上限，在軋線設(shè)置為極限時向PLC發(fā)送信號，并重置計數(shù)器。這樣，儀表就不必具有關(guān)機功能，還可以防止由于編碼器故障導(dǎo)致儀表的累積跳過。由于此限制必須在軋線的每一個設(shè)置中準確應(yīng)用，因此其軋制尤為重要，安裝位置必須絕對可靠。

絕對編碼器在軋線系統(tǒng)定位中的應(yīng)用

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

絕對編碼器的缺點及改進措施

當使用絕對編碼器時，當需要輥線設(shè)置返回到初始機械零位時，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超過0以達到最大值，然后減小，在再次計算設(shè)置時會出現(xiàn)什么大問題？通常有兩種方法可以解決這個問題：當您在軋線上調(diào)整電機的零位時，拆下光電編碼器，將其復(fù)位，手動旋轉(zhuǎn)，直到顯示為100000，然后安裝光學(xué)編碼器；第二，當滾筒線電機仍處于零位時，重置光電編碼器。

小結(jié)

采用光電編碼器對軋線進行定位，控制準確，操作方便。只需操作員輸入前三個滾筒的滾筒直徑，即可準確調(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數(shù)零點，因此不需要將機械零點定位在尖端。

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