ABB机器人吹扫传感器3HNM 11649-1

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中海德（福建）工业设备有限公司是一家为国内外广大用户提供工业自动化产品的公司。多年来公司为钢铁厂，水电厂，纺织机械，印刷包装机械，电子机械，食品饮料机械，制药机械，机床，石油机械，电梯和自动门，供暖和泵群控制，燃气和电热锅炉，橡胶和注塑机械，风电，化工，建材，冶金等行业用户进行多种形式的技术合作和服务，为用户节能增效，改进技术，提高综合竞争力起到积极作用。针对客户不同的技术应用要求，实施可行，经济的个性定制控制方案，为广大客户朋友提供电气产品、输配电设备、再生能源设备、电气工程、工厂自动化及驱动系统解决方案。随着公司的发展，公司已拥有一大批固定客户，并成功实施了一大批项目电气配套工程。

中海德（福建）工业设备有限公司  

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闭环电机控制反馈系统

在过去的几十年里，从传统的并网电机向逆变器驱动电机的过渡一直在稳步、持续地进行。这是工业旋转设备的重大转型，通过提高电机和终端设备的使用效率，不仅实现了工艺改进，还能节省大量能源。变速驱动器和伺服驱动系统提高了电机控制性能，从而可以改善要求严苛应用的质量和同步功能。功率级使用了功率逆变器、高性能位置检测以及电流／电压闭环反馈，因此电机性能和效率得以提高。

将变频电压施加于逆变器采用脉冲宽度调制的电机，可以实现对电机的开环速度控制。在稳态或缓慢变化的动态条件下，这将相当有效，并且较低性能应用中的许多电机驱动器采用开环速度控制，而不需要编码器。但是，这种方法有几个缺点：

由于没有反馈，速度精度很有限

由于无法优化电流控制，电机效率很低

必须严格限制瞬态响应，以免电机丧失同步

什么是位置编码器？

编码器通过跟踪旋转轴的速度和位置来提供闭环反馈信号。光学和磁编码器技术使用非常广泛，在通用伺服驱动器中，编码器用于测量轴位置，从中可推导出驱动器转速。机器人和离散控制系统需要准确且可重复的轴位置。光学编码器由带有精细光刻槽的玻璃圆盘组成。当光穿过圆盘或从圆盘反射时，光电二管传感器检测光的变化。光电二管的模拟输出经过放大和数字化处理后，通过有线电缆发送到逆变器控制器。磁编码器由安装在电机轴上的磁体和磁场传感器组成，传感器提供正弦和余弦模拟输出，输出经过放大和数字化处理。光学和磁传感器信号链类似。

电机编码器类型、技术和性能指标

单圈值编码器在通电后会返回机械或电气360°范围内的位置信号。电机轴的位置可以立即读取。多圈值编码器不仅具有位置功能，而且能提供360°圈数计数。相比之下，增量编码器提供相对于旋转起点的位置。增量编码器提供一个索引脉冲来指示0°，并提供一个单脉冲来计数圈数，或提供一个双脉冲来提供方向信息。

编码器的分辨率是指电机轴旋转360°时可以区分的位置数量。通常，高分辨率的编码器使用光学技术，而中高分辨率的编码器使用磁或光学传感器。中低分辨率编码器使用旋变器（旋转变压器）或霍尔传感器。光学或磁编码器使用高分辨率信号调理。大多数光学编码器是增量式的。编码器可重复性是一项性能指标，用于衡量编码器返回到同一指令位置的一致性。这对于重复性任务至关重要，例如在PCB制造过程中，放置半导体所用的机器人或贴片机须具有良好的可重复性。

电机编码器精度和可重复性的重要性

贴片机／机器人是食品包装和半导体制造行业中常用的自动化机器。为了提高工艺效率，需要具有高精度和可重复性的机器或机器人。使用高性能电机编码器可实现高精度、可重复性和高效率。

电机通过精密减速变速箱驱动机器臂中的每个关节。机器人关节角度通过电机上安装的精密轴角编码器（θm）和机器臂上安装的附加编码器（θj）来测量。

对于机器人，数据手册上列出的主要性能规格是可重复性，其数量级通常在亚毫米级。在了解可重复性规格和机器人的作用范围之后，就可以推断旋转编码器的规格。

关节编码器所需的角度可重复性（θ）可从三角函数得出：机器人可重复性除以作用范围的反正切。

多个关节结合起来可实现机器人的整体作用范围。传感器应具有比目标角度精度高的性能。必须改善每个关节的可重复性规格，这里假设改进10倍。对于电机编码器，可重复性由齿轮比（G）定义。

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