编码器和包含编码器的单电机多工位动作控制装置的制作方法

本实用新型属于机械控制技术领域，具体涉及一种编码器和一种包含编码器的单电机多工位动作控制装置。

背景技术：

现有的连兴F型电机，采用磁铁感应器作为控制电机转速的控制源。传统的磁铁感应器持续工作会造成累积误差，在加工装配过程中需要反复调零，不可避免地影响生产效率和控制精度。同时，磁铁感应器的响应速度有限，难以匹配纺织机械等领域的较高的精度要求，可能造成假报警、误报警等安全隐患。

为此，有必要提出一种编码器和控制装置，在加工装配过程中无需反复手动调零，实现单电机同时控制多个工位，有效地提高响应速度和控制精度，确保装配流程的准确性和稳定性。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的状况，克服上述技术缺陷，提供一种编码器和一种包含编码器的单电机多工位动作控制装置。

本实用新型采用以下技术方案，所述编码器包括：

外壳体，所述外壳体背离感应片的一侧侧壁外表面设有多个接线端子，所述接线端子通过线束外接于变频器；

编码电路和感应端，所述感应端设置于所述外壳体朝向感应片的一侧侧壁外表面，所述编码电路内置于外壳体并且与感应端电连接，所述感应端用于监测感应片的旋转角度。

根据上述技术方案，所述编码电路设有PID控制器和外围电路，所述PID控制器同时与外围电路、感应端和接线端子电连接，所述PID控制器获取由感应端实时监测得到的感应片的旋转角度，所述PID控制器根据上述感应片的旋转角度编码为角度特征值，所述编码器同时内置有各个工位的工位特征值。

根据上述技术方案，所述PID控制器将任一工位特征值作为PID给定量，同时将上述感应片实际旋转角度所对应的角度特征值作为PID反馈量，所述PID控制器通过将上述PID给定量和PID反馈量之间的差值进行比例、积分和微分运算，构成闭环负反馈，最终形成反馈控制信号和/或告警信号。

根据上述技术方案，所述外围电路包括但不限于数据存储电路和供电电路。

本实用新型还公开了一种包含编码器的单电机多工位动作控制装置，包括编码器，还包括感应轴、感应片、变频器和驱动电机，所述感应片内嵌于感应轴的一端端部，所述编码器电连接并且控制变频器，所述变频器电连接并且控制驱动电机，所述驱动电机驱动感应轴受控旋转，其中所述编码器包括：

外壳体，所述外壳体背离感应片的一侧侧壁外表面设有多个接线端子，所述接线端子通过线束外接于变频器；

编码电路和感应端，所述感应端设置于所述外壳体朝向感应片的一侧侧壁外表面，所述编码电路内置于外壳体并且与感应端电连接，所述感应端用于监测感应片的旋转角度。

根据上述技术方案，所述编码电路设有PID控制器和外围电路，所述PID控制器同时与外围电路、感应端和接线端子电连接，所述PID控制器获取由感应端实时监测得到的感应片的旋转角度，所述PID控制器根据上述感应片的旋转角度编码为角度特征值，所述编码器同时内置有各个工位的工位特征值。

根据上述技术方案，所述PID控制器将任一工位特征值作为PID给定量，同时将上述感应片实际旋转角度所对应的角度特征值作为PID反馈量，所述PID控制器通过将上述PID给定量和PID反馈量之间的差值进行比例、积分和微分运算，构成闭环负反馈，最终形成反馈控制信号和/或告警信号。

根据上述技术方案，所述包含编码器的单电机多工位动作控制装置还包括报警器，所述PID控制器电连接并且控制报警器，所述报警器包括蜂鸣器和指示灯，所述指示灯采用LED灯。

根据上述技术方案，所述包含编码器的单电机多工位动作控制装置还包括编码器支架和支撑座，所述编码器支架用于承托编码器的外壳体，所述支撑座用于支撑驱动电机、变频器和感应轴。

根据上述技术方案，述感应轴采用三角轴，所述感应片采用磁铁制成，所述编码器支架采用高强度工程塑料制成。

本实用新型公开的编码器和包含编码器的单电机多工位动作控制装置，其有益效果在于，在加工装配过程中无需反复调零，实现单电机同时控制多个工位，有效地提高响应速度和控制精度，确保装配流程的准确性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的未包含编码器的单电机多工位动作控制装置的示意图。

图2是本实用新型优选实施例的包含编码器的单电机多工位动作控制装置。

图3是本实用新型优选实施例的编码器的系统框图。

图4是本实用新型优选实施例的包含编码器的单电机多工位动作控制装置的系统框图。

附图标记包括：100-编码器；110-接线端子；120-编码电路；121-PID控制器；122-外围电路；130-感应端；140-外壳体；200-包含编码器的单电机多工位动作控制装置；210-感应轴；220-感应片；230-支撑座；240-编码器支架；250-变频器；260-驱动电机；270-报警器；271-蜂鸣器；272-指示灯。

具体实施方式

本实用新型公开了一种编码器和一种包含编码器的单电机多工位动作控制装置，下面结合优选实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。

参见附图的图2和图3，图2示出了所述编码器100的整体结构，图3示出了所述编码器100的具体结构。优选地，所述编码器100设有外壳体140，所述外壳体140背离感应片220的一侧侧壁外表面设有多个接线端子110，所述接线端子通过线束外接于变频器250；所述编码器100还包括编码电路120和感应端130，所述感应端130设置于所述外壳体140朝向感应片220的一侧侧壁外表面，所述编码电路120内置于外壳体140并且与感应端130电连接，所述感应端130用于监测感应片220的旋转角度。

其中，感应片220的不同旋转角度对应于不同的工位。优选地，所述编码器100可同时监测多个工位，上述各个工位均为非等间距设置，所述工位的数量优选为9个，上述9个工位中的其中一个工位为零位。其中，上述零位用于指示感应片220的初始位置。其中，所述编码器100将上述9个工位所对应的角度依次编码为9个不同的工位特征值，上述工位特征值预先精确确定。换而言之，所述编码器100预先内置有各个工位的工位特征值。当感应片220随感应轴210旋转到任一角度时，该感应片220的旋转角度经感应端130监测，由编码器100编码为角度特征值。

进一步地，所述编码电路120设有PID控制器121和外围电路122，所述PID控制器121同时与外围电路122、感应端130和接线端子110电连接，所述PID控制器121获取由感应端130实时监测得到的感应片220的旋转角度，所述PID控制器121根据上述感应片220的旋转角度编码为角度特征值。

进一步地，当所述感应轴210在变频器250带动下由驱动电机260驱动至任意一个工位时，所述感应片220随感应轴210旋转相应的旋转角度，所述感应端130实时监测得到所述感应片220的实际旋转角度。与此同时，所述PID控制器121获取上述工位的工位特征值，所述PID控制器121同时获取所述感应片220的上述实际旋转角度，所述PID控制器121将上述实际旋转角度编码为角度特征值。所述PID控制器121将上述工位特征值作为PID给定量，同时将上述角度特征值作为PID反馈量。所述PID控制器121通过将上述PID给定量和PID反馈量之间的差值进行比例、积分和微分运算，构成闭环负反馈，最终形成反馈控制信号和/或告警信号。所述PID控制器121将反馈控制信号通过接线端子110由线束传导至变频器250；所述PID控制器121将告警信号通过接线端子110由线束传导至报警器270。所述变频器250获取上述反馈控制信号并且对驱动电机260进行精确调节，最终实现PID反馈量（感应轴210的实际旋转角度）持续稳定在PID给定量（任一预置工位所对应的角度）。

进一步地，所述外围电路122包括但不限于数据存储电路和供电电路。

值得一提的是，所述编码器100具有自动调零功能，只需要在开机上电时进行一次调零复位，在装配流程过程中（从一个工位跳转至下一个工位时）无需反复手动调零，实现单电机同时控制多个工位，有效地提高响应速度和控制精度，确保装配流程的准确性和稳定性。

值得一提的是，所述编码器100还具有自动报警功能，当所述PID控制器121检测到PID反馈量（感应轴210的实际旋转角度，即角度特征值）与PID给定量（任一预置工位所对应的角度，即工位特征值）之间的角度误差超过预设的误差上限时，所述PID控制器121将告警信号通过接线端子110由线束传导至报警器270，同时自动向变频器260输出表征为保护性停机的反馈控制信号，使得驱动电机260自动保护性停机，等待维护人员检查以排除安全隐患。

根据本实用新型的上述优选实施例，本实用新型还公开了一种包含编码器的单电机多工位动作控制装置200。优选地，所述包含编码器的单电机多工位动作控制装置200包括上述编码器100，还包括感应轴210、感应片220、变频器250和驱动电机260，所述感应片220内嵌于感应轴210的一端端部，所述编码器100电连接并且控制变频器250，所述变频器250电连接并且控制驱动电机260，所述驱动电机260驱动感应轴210受控旋转。其中，所述编码器100与上述优选实施例所记载的编码器100一致。

进一步地，所述包含编码器的单电机多工位动作控制装置200还包括报警器270，所述PID控制器121电连接并且控制报警器270。其中，所述报警器270包括蜂鸣器271和指示灯272，所述指示灯272优选采用LED灯。

进一步地，所述包含编码器的单电机多工位动作控制装置200还包括编码器支架240，所述编码器支架240用于承托编码器100的外壳体140。

进一步地，所述包含编码器的单电机多工位动作控制装置200还包括支撑座230，所述支撑座230用于支撑驱动电机260、变频器250和感应轴210。

进一步地，所述感应轴210优选采用三角轴。

进一步地，所述感应片220优选采用磁铁制成；所述编码器支架240优选采用高强度工程塑料制成。

根据本实用新型上述优选实施例，上述编码器100和包含编码器的单电机多工位动作控制装置200优选用于控制连兴F型电机。

对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。