Codificador incrementalComo componente central para la detección de velocidad y posición en el campo de la automatización industrial, su precisión de instalación determina directamente la fiabilidad de la señal de detección y la estabilidad del sistema de control. Si la desviación de la instalación no se calibra a tiempo, puede causar problemas como errores de conteo, temblores de señal, arranque y parada anormales del equipo, e incluso accidentes de producción en casos graves. Este artículo ordenará sistemáticamente los tipos comunes de desviaciones de instalación de los codificadores incrementales, explicará en detalle sus principios de calibración, métodos de operación y precauciones clave, y proporcionará orientación práctica para la puesta en marcha in situ.

I. tipos comunes de desviaciones de instalación y peligros de los codificadores incrementales

La desviación de instalación del Encoder incremental se debe principalmente a la precisión insuficiente de la cooperación mecánica o a la operación de instalación irregular. la desviación central se puede dividir en tres categorías: desviación radial, desviación axial y desviación angular. hay diferencias significativas entre las causas y los peligros de varias desviaciones.

1.1 desviación radial

La desviación radial se refiere al desplazamiento central del eje de rotación del codificador en la dirección radial del eje de rotación del equipo probado (como el motor, el tornillo de bola), generalmente causado por la instalación concéntrica del acoplamiento, el desajuste de la tolerancia del diámetro del eje o la aflojamiento de la fijación del asiento de instalación. Tales desviaciones pueden hacer que la brecha entre el disco de código y la cabeza de lectura en el interior del codificador cambie periódicamente, lo que provoca fluctuaciones en la amplitud de la señal. cuando la desviación supera los 0,1 mm (el valor específico debe referirse a las especificaciones del codificador), es propenso a la "pérdida de pulso", lo que resulta en una disminución de la precisión de la detección de velocidad, como el problema de que la velocidad aumenta o disminuye cuando la Máquina eléctrica regula la velocidad.

1.2 desviación axial

La desviación axial es el desplazamiento del eje del codificador a lo largo de la dirección del eje o el desplazamiento de la posición de instalación, que se debe principalmente al mal posicionamiento del extremo del eje del equipo y al exceso de espacio axial del acoplamiento. La desviación axial puede causar el desplazamiento axial del disco de código, si se excede el rango de desplazamiento axial permitido por el codificador (generalmente ± 0,5 mm), puede causar fricción mecánica entre la cabeza de lectura y el disco de código, acelerar el desgaste de los componentes y, al mismo tiempo, destruir la estabilidad de la detección de señal, haciendo que la señal de salida aparezca interferencia de desorden.

1.3 desviación angular

La desviación angular es el desplazamiento angular entre el eje del codificador y el eje del equipo, comúnmente conocido como "eje diferente", a menudo ocurre en escenas en las que el acoplamiento elástico está demasiado apretado o el paralelismo de los dos ejes es demasiado pobre. La desviación angular hace que el eje del codificador soporte una fuerza radial adicional, y el funcionamiento a largo plazo puede causar daños en el rodamiento, al tiempo que desencadena anomalías en la diferencia de fase de la señal, como la destrucción de la ortodoncia de las señales de fase A y b (normalmente 90 ° ± 45 °), lo que hace que el contador no pueda juzgar con precisión la dirección de rotación y se produzca un problema de "error de conteo al invertir".

II. preparativos preliminares para la calibración y el ajuste

Los preparativos antes del ajuste de calibración son la base para garantizar la seguridad y precisión de la operación, que debe implementarse desde tres dimensiones: herramientas, Estado del equipo y confirmación de parámetros.

2.1 herramientas y preparación de instrumentos

De acuerdo con las necesidades de detección de desviaciones, es necesario preparar las siguientes herramientas:

Herramientas de detección de precisión: indicador de dial (precisión 0001 mm), asiento del medidor, indicador de dial (para detección aproximada), medidor de alineación láser (adecuado para equipos de alta precisión, precisión hasta 0001 mm / m);

Instalación de herramientas de ajuste: conjunto de llave hexagonal interior (que coincide con el tornillo de fijación del codificador), llave de par (asegúrese de que el par de fijación del tornillo cumple con los requisitos), Martillo de cobre (evite golpear el extremo del eje dañado), regla de tapón (brecha de detección);

Herramientas de detección de señal: osciloscopio (ancho de banda ≥ 10 mhz, para observar las ondas de señal de las fases a, B y z), multímetro (para detectar la fuente de alimentación y el circuito de señal), simulador de señal del codificador (para ayudar a juzgar si la señal anormal es causada por el propio codificador).

2.2 equipos y preparación para la seguridad

En primer lugar, es necesario detener y apagar el equipo detectado, y colgar el letrero "no cerrar" para evitar el arranque incorrecto del equipo durante el proceso de calibración; En segundo lugar, limpie el aceite y el polvo en la parte de instalación del codificador, verifique si el acoplamiento tiene defectos como desgaste y grietas, y si hay daños, debe reemplazarlo primero; Finalmente, se confirma que la fuente de alimentación del codificador está desconectada para evitar que el circuito interno se queme debido a la operación en vivo.

2.3 Confirmación de parámetros y especificaciones

Consultar las especificaciones técnicas del Encoder y el equipo probado para aclarar los parámetros clave: la desviación permitida radial del Encoder (como ≤ 0,2 mm), la desviación permitida axial (como ± 0,3 mm), la tolerancia de ajuste del diámetro del eje (como h7 / h6), el tipo de salida de señal (circuito abierto del coleccionista, salida diferencial, etc.) y los requisitos de Cuadratura de Fase A / b; Al mismo tiempo, se registra la velocidad nominal del equipo y el método de conexión del extremo del eje (como la conexión de teclas y la fijación de tornillos de fijación) para proporcionar una base para el ajuste posterior.

III. métodos de calibración y ajuste del núcleo

El ajuste de calibración debe seguir el principio de "detectar primero el tipo de desviación de posicionamiento, luego el ajuste específico y finalmente verificar el efecto". hay diferencias en los procesos operativos de los diferentes tipos de desviación y deben implementarse paso a paso.

3.1 calibración y ajuste de la desviación radial

El objetivo central de ajuste de la desviación radial es hacer que el eje del codificador coincida con el Centro radial del eje del equipo. los pasos específicos son los siguientes:

Instalación de herramientas de detección: fije el indicador de dial en el asiento del equipo para que la cabeza de medición del indicador de dial choque verticalmente contra la superficie cilíndrica del eje del codificador, asegurándose de que la cabeza de medición se ajuste estrechamente a la superficie del eje sin aflojar;

Valor de desviación de detección: girar manualmente lentamente el eje del equipo y registrar el valor máximo y mínimo del indicador de dial, y 1 / 2 de la diferencia entre los dos es el valor de desviación radial (si el valor máximo es de 0,3 mm y el valor mínimo es de 0,1 mm, la desviación es de 0,1 mm); Al mismo tiempo, se observa la estabilidad del puntero del indicador de dial durante la rotación y se juzga si la desviación es uniforme;

Ajuste específico: si la desviación es causada por la falta de concéntrica del acoplamiento, suelte el tornillo de fijación del acoplamiento, mueva ligeramente la posición del asiento de montaje del Encoder (se puede ajustar la altura agregando o restando juntas, o ajuste transversal del asiento de montaje), repita el paso 2 Después de cada ajuste hasta que la desviación radial sea ≤ el valor permitido del encoder; Si el diámetro del eje está demasiado suelto, es necesario reemplazar el acoplamiento adecuado o agregar una manga de fijación en el extremo del eje para garantizar una conexión sólida;

Fijación y revisión: después de completar el ajuste, apriete los tornillos de instalación del codificador y los tornillos de acoplamiento de acuerdo con el par requerido por las especificaciones (como el par de fijación del tornillo m3 de 0,8n · m), vuelva a girar el eje para detectar y confirmar que la desviación es estable dentro del rango permitido.

3.2 calibración y ajuste de la desviación axial

El ajuste de la desviación axial se centra en limitar el desplazamiento axial del eje del codificador, y los pasos son los siguientes:

Detectar el desplazamiento axial: chocar verticalmente la cabeza de medición del indicador de dial contra la posición central de la cara final del eje del codificador, empujar manualmente el eje para moverse a lo largo del eje y registrar el cambio máximo del indicador de dial, es decir, el valor de desplazamiento axial;

Analizar las causas de la desviación: si el desplazamiento se debe al mal posicionamiento del extremo del eje del equipo, es necesario comprobar si la tapa del rodamiento en el interior del equipo está suelta, apretar los tornillos de la tapa o aumentar las juntas de ajuste para limitar el movimiento axial del eje del equipo; Si el espacio entre ejes del acoplamiento es demasiado grande, es necesario reemplazar el acoplamiento elástico con un espacio más pequeño (como el acoplamiento del diafragma), o agregar una Junta delgada entre el acoplamiento y el eje del codificador para eliminar el espacio entre ejes;

Calibración de la posición de instalación: si el propio Encoder está instalado demasiado profundo o poco profundo, suelte el tornillo de instalación, ajuste la posición axial del Encoder en el eje, asegúrese de que la brecha entre la cabeza de lectura y el disco de Código cumpla con los requisitos de las especificaciones (generalmente 0,2 a 0,5 mm), y vuelva a detectar el desplazamiento axial después del ajuste para garantizar ≤ valor permitido.

3.3 calibración y ajuste de la desviación angular

El ajuste de la desviación angular debe garantizar el paralelismo de los dos ejes. en las escenas de alta precisión, se recomienda el uso de láseres en el instrumento central. en las escenas convencionales, se pueden utilizar los siguientes métodos:

Prueba preliminar: fije el indicador de dial en la cara final del acoplamiento del eje del codificador y el eje del equipo, respectivamente. gire el eje durante una semana y observe la amplitud de oscilación del puntero del indicador de dial. cuanto mayor sea el impulso de oscilación, mayor será la desviación angular;

Posicionamiento preciso: cuando se utiliza el instrumento de alineación láser, el extremo emisor y el extremo receptor se instalan en el eje del equipo y el eje del codificador, respectivamente. después de iniciar el instrumento de alineación, el equipo mostrará automáticamente el valor de desviación angular de los dos ejes (unidad: mm / m) y la dirección de ajuste;

Operación de ajuste: suelte el tornillo de fijación del asiento de montaje del encoder, agregue o resta el Shim en la parte inferior o lateral del asiento de montaje de acuerdo con la cantidad de ajuste indicada en el instrumento central (el espesor del Shim debe calcularse con precisión, como la desviación de 0,1 mm / m, si el asiento de montaje está a 100 mm del acoplamiento, debe agregar o restar el Shim de 0,01 mm), y durante el proceso de ajuste debe repetirse muchas veces hasta que la desviación angular sea ≤ 0,1 mm / M (el requisito del equipo de alta precisión es ≤ 0,05 mm / m);

Verificación de la señal: después del ajuste de la desviación angular, conecte la señal del codificador al osciloscopio para observar la forma de onda de la señal de fase A y b, asegurándose de que la diferencia de fase entre los dos sea de 90 ° ± 10 °, sin deriva de fase obvia.

3.4 calibración asistida a nivel de señal

Algunas desviaciones de instalación se reflejarán a través de anomalías de señal, y el efecto de ajuste se puede juzgar a través de la ayuda de calibración de señal:

Inspección de la estabilidad de la fuente de alimentación: utilice un multímetro para detectar el voltaje de la fuente de alimentación del codificador (como dc5v o dc24v) y asegúrese de que el rango de fluctuación sea ≤ 5%. si el voltaje es inestable, debe comprobar el capacitor de filtro del Circuito de alimentación o reemplazar la fuente de alimentación estabilizada;

Observación de la forma de onda: el monitor accede a las señales de fase A y b, la forma de onda normal debe ser cuadrada, la amplitud es estable (como la amplitud de salida diferencial ≥ 2v), sin desorden o distorsión obvios; Si hay fluctuaciones en la amplitud de la forma de onda, es necesario volver a comprobar la desviación radial; Si se produce una diferencia de fase anormal, es necesario revisar la desviación angular;

Verificación del conteo: conecte el codificador al controlador o contador, gire manualmente el número de anillos fijos del eje (por ejemplo, 100 vueltas), observe la diferencia entre el valor de visualización del contador y el valor teórico (número de líneas del codificador x número de vueltas), si el error es ≤ 1 pulso, indica que la calibración está calificada.

IV. verificación y mantenimiento después de la calibración

El ajuste de calibración no es de una vez por todas, es necesario garantizar el efecto a través de la verificación multidimensional y establecer un mecanismo de mantenimiento a largo plazo.

4.1 verificación de la operación

Operación de prueba eléctrica del equipo, operación continua de 1 a 2 horas a la velocidad nominal, centrándose en el monitoreo: si la pantalla de velocidad es estable (sin salto), si el conteo es preciso cuando la carga cambia, si hay señales anormales cuando el equipo comienza y se detiene y gira positiva y negativa; Al mismo tiempo, se utiliza un termómetro infrarrojo para detectar la temperatura de la carcasa del codificador para garantizar ≤ 60 ℃ (evitar que la temperatura excesiva afecte la estabilidad de la señal).

4.2 puntos clave del mantenimiento regular

Inspección diaria: limpiar el polvo en la superficie del codificador cada semana, comprobar si los tornillos de instalación y el acoplamiento están sueltos, y sentir si hay atascos girando el eje con la mano;

Calibración regular: de acuerdo con el entorno de funcionamiento del equipo (como escenas con mucho polvo y grandes vibraciones), vuelva a detectar la desviación de instalación cada 3 a 6 meses para asegurarse de que la desviación no exceda el rango permitido;

Mantenimiento del Circuito de señal: verifique si la capa de blindaje del cable de señal está bien fundamentada cada seis meses (resistencia a tierra ≤ 4 omega) para evitar interferencias electromagnéticas que causen señales anormales.

V. problemas comunes y técnicas de solución

¿Pregunta 1: ¿ todavía hay "pérdida de pulso" después de la calibración? Solución: comprobar si el cable de señal es demasiado largo (se recomienda ≤ 50m) o no usar el cable blindado, puede aumentar el repetidor de señal o reemplazar el codificador de salida diferencial; Al mismo tiempo, se revisa la desviación radial, si la vibración del equipo es grande durante el funcionamiento, es necesario agregar juntas de amortiguación en el asiento de instalación del codificador.

¿Pregunta 2: ¿ la diferencia de fase de las señales de fase A y B siempre es anormal? Solución: confirme si la dirección de rotación del codificador coincide con la definición de la señal, y si la dirección es opuesta, puede intercambiar cables de fase A y b; Si el cableado es correcto, vuelva a comprobar la desviación angular y reemplace el acoplamiento de alta precisión si es necesario.

¿Pregunta 3: ¿ no se puede eliminar el desplazamiento axial? Solución: si el eje del equipo en sí se mueve demasiado, es necesario mantener o reemplazar el rodamiento del equipo, y solo ajustar el codificador no puede resolver completamente el problema.

VI. Resumen

　　Codificador incrementalLa calibración y el ajuste de la desviación de instalación deben basarse en "precisión mecánica y verificación de la señal como núcleo", a través de la detección precisa del tipo de desviación de posicionamiento, la implementación específica de ajustes radiales, axiales y angulares, y la combinación de verificación de operación y mantenimiento regular, para garantizar la fiabilidad de la señal de salida del codificador. En la práctica, es necesario seguir estrictamente los requisitos de las especificaciones del equipo para evitar daños mecánicos causados por ajustes excesivos, al tiempo que se presta atención a las normas de Seguridad para garantizar que el trabajo de calibración se complete de manera eficiente y segura.