伺服电机编码器替代技巧

　　伺服电机编码器替代技巧 

　　从结构上讲，伺服系统分为三部分：伺服电机、编码器、驱动器。伺服电机的精度取决于编码器，故障也常见于这三方面。由于技术、利益等关系，各厂家所生产的配件不可代替，而进口配件的渠道不很畅通，造成维修上很大困难。我们可以通过对其测量，分析研究工作原理，尝试采用替换的方法进行维修。例如，手头上有一个15芯电缆的编码器，尝试替代日本安川9芯电缆的编码器，该编码器分辨率为1024，6极，配套在安川公司生产的型号为SGMP-06AFTF22的交流伺服电机上，其原理如图1所示。即编码器的接线除 a正、a负、b正、b负、z正、z负，加上正负电源和屏蔽共9根线。而手头上的15根线编码器与电机装配的9根线编码器无法替代使用，可作如下尝试。

　　

　　首先，对一台同型号且完好的伺服电机装配的9根线编码器进行测量，得到如图2所示波形。分析得知，a、b信号的波形与15线编码器a、b信号的波形相同，而X信号为图3所示。从中可看出，当U、V、W分别换相时，X的波形就发生一次变化。在一个角度的过程中共有6种波形，分别定义为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、Ⅴ区、Ⅵ区，依测绘结果推测，此编码器送出的a、b、X信号，在伺服电机驱动器中可以将其解码后得到U、V、W信号。据此，用一个常用1024线6极交流伺服电机编码器，只要设计合理的电路，用其u、v、w以其a、b信号合成完全相同的X信号，就可以完全代替原9芯线编码器。为便于理解，如图3为替代原理图，其中虚线部分即为被替代的编码器。

　　

　　其次，依据测绘及原理分析，设计电路。方法是写出图2中每一区间所对应的表达式，如表1所示；按数字电路的设计思想，设计如图4所示的逻辑电路。

　　

　　而对于于合成信号中的零点信号，让a、b、c同时高电平时作为零信号。 根据以上真值表，可以写出X的表达式为：

　

　　然后，根据以上分析推理，绘出如图4硬件电路原理图对应的PCB板，并利用Protel仿真得到预期波形。 

　　结论：采用上述设计的电路，用15线编码器替代9线编码器，根据仿真结果，完全可以正常工作。利用这种方法，已成功维修好多台进口伺服电机，解决了进口设备维修难的问题。

　　伺服电机编码器好坏判断方法

　　① 接PLC查看脉冲个数或码值是否正确；

　　② 接示波器查看波形；

　　③ 用万用表电压档测试输出是否正常 。

　　编码器为NPN输出时： 测量电源正极和信号输出线 ，

　　晶体管置ON时输出电压接近供电电压

　　晶体管置OFF时输出电压接近0V。

　　编码器为PNP输出时： 测量电源负极和信号输出线，

　　晶体管置ON时输出电压接近供电电压，

　　晶体管置OFF时输出电压接近0V

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