編碼器是如何影響生產(chǎn)效益的

對(duì)于一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備來說，編碼器的成本簡直微不足道，市面上便宜的編碼器幾百元，貴的幾千元甚至上萬元，看上去好幾十倍，也不過最多萬把塊錢的差價(jià)而已，就算數(shù)量再多，和設(shè)備產(chǎn)線的成本來比，簡直是九牛一毛。

那么這看上去微不足道的部分，不同類型的編碼器的選擇，會(huì)對(duì)設(shè)備的性能和生產(chǎn)效益有什么影響，這就是我們今天的話題。

?? 今天談的，適用于單獨(dú)使用的編碼器，也適用于伺服電機(jī)自帶的編碼器反饋。

增量 vs 絕對(duì)

增量型編碼器的編碼是通過在運(yùn)動(dòng)中發(fā)送脈沖累加的，在斷電后是無法記憶位置的，在重新上電后，編碼器數(shù)值永遠(yuǎn)從零開始記錄。

因此，對(duì)于使用增量型編碼器的設(shè)備，需要在設(shè)備上電開機(jī)后進(jìn)行編碼器回原點(diǎn)的初始化操作，通常這樣的動(dòng)作就是手動(dòng)操作讓編碼器工位慢速找到基準(zhǔn)位置（比如限位）。這個(gè)技術(shù)上稱為“homing”“尋參”“回零”......

可想而知，這樣的操作是影響設(shè)備開機(jī)時(shí)間的，每次設(shè)備開機(jī)時(shí)都需要消耗幾分鐘時(shí)間開始正常生產(chǎn)。打個(gè)比方，設(shè)備產(chǎn)能是1000元/分鐘，每次開機(jī)回原點(diǎn)操作需要5分鐘，設(shè)備每年各種斷電開機(jī)20次（包括維修和故障等），那么在設(shè)備初始化的操作上，就是每年10萬元的花費(fèi)。

是不是很嚇人？

所以，通常在有限行程范圍內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)位置測(cè)量反饋盡量不使用增量型編碼器，而采用絕對(duì)型位置反饋。絕對(duì)型編碼器的位置編碼是通過編碼器內(nèi)部電路基于位置直接獲得的，不依賴于外部電源，因此其斷電后依然可以測(cè)量和讀取位置值，只是因?yàn)橄到y(tǒng)斷電，其無法將編碼反饋給設(shè)備系統(tǒng)。

那么是不是使用絕對(duì)型編碼器，就可以省去設(shè)備回原點(diǎn)初始化動(dòng)作了呢？

那還要看絕對(duì)型編碼器的圈數(shù)。如果使用的絕對(duì)型編碼器圈數(shù)無法覆蓋運(yùn)動(dòng)行程，那么上面的初始化動(dòng)作并不能省略。所以很多時(shí)候，使用單圈絕對(duì)值編碼器和增量型編碼器在這上面并沒有太大區(qū)別。

是否需要電池

絕對(duì)值型編碼器能夠不依賴外部電源記錄編碼，有時(shí)是需要借助電池的。然而電池壽命就稱為經(jīng)常被詬病的部分。編碼器電池如果沒電了，那么絕對(duì)型編碼器就和增量的沒啥區(qū)別了。換電池的過程必然是影響設(shè)備生產(chǎn)的，只是其發(fā)生的頻次可能并不高，比如一年換一次電池。但每次更換的時(shí)間就很不確定了，更換編碼器電池本身并不麻煩，麻煩的是從庫存里找備件電池的過程。而且電池是很難備的，因?yàn)閭}庫里放很久的電池很電量如何也是個(gè)問題。

還是用剛才的例子，設(shè)備產(chǎn)能是1000元/分鐘，每次更換電池需要15分鐘（包括從倉庫領(lǐng)備件的時(shí)間），電池每年更換一次，那么更換電池操作上，就是每年每臺(tái)編碼器 1.5萬元的花費(fèi)。所以，壽命長、性能佳的編碼器電池真的是很貴的。

于是，現(xiàn)在有些絕對(duì)型編碼器是不需要使用電池的，主要是一些正余弦編碼器，如：EnDat/Hiperface Steggman，這樣就再也不用考慮電池壽命的問題了。當(dāng)然，通常這樣的編碼器也不便宜的。

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所以，別小看微不足道的小部件，看似不大的變化，涉及金額也不大，可是卻對(duì)產(chǎn)能效益影響不小。在我們的生產(chǎn)設(shè)備中，這樣的小部件的還有不少，我們以后慢慢聊。

ps：上面說使用了絕對(duì)型編碼器，可以減少在設(shè)備斷電開機(jī)后設(shè)備運(yùn)行前的回原點(diǎn)初始化工作，但并不意味著設(shè)備不需要有回原點(diǎn)功能。因?yàn)椋?dāng)設(shè)備傳動(dòng)部件拆解重新組裝后（如在整修時(shí)），編碼器記錄編碼和機(jī)械實(shí)際坐標(biāo)的相對(duì)位置就丟失了，需要在調(diào)試開機(jī)時(shí)重新做初始化。