一句话总结:增量式编码器(Incremental)开机后必须回原点才能知道位置,结构简单、成本低、适合普通点位控制;绝对式编码器(Absolute)断电后仍能记住位置,开机即可运行,适合机械手、多轴同步等需要断电保持位置的场景。松下 A6 全系标配 23bit 绝对式编码器,通过参数 Pr0.15 可切换为增量模式使用。微信客服
一、两种编码器的本质区别
编码器是伺服电机的「眼睛」,负责告诉驱动器「电机现在转到了什么角度、转了多少圈」。增量式和绝对式的核心差异只有一个:断电之后,还记不记得自己在哪里?
|
对比项
|
增量式编码器
|
绝对式编码器
|
|---|---|---|
|
断电后位置记忆
|
丢失,必须重新回原点
|
保留(靠电池或内部发电元件)
|
|
开机后能否立即运行
|
不行,必须先做原点复位
|
可以,直接读取当前绝对位置
|
|
松下 A6 分辨率
|
23 bit(8,388,608)
|
23 bit(8,388,608)
|
|
输出信号
|
A/B/Z 相脉冲(或串行通信)
|
串行通信(7线制)+ 多圈数据
|
|
是否需要电池
|
不需要
|
标准型需要;无电池型不需要
|
|
成本
|
较低
|
较高(编码器 + 电池组件)
|
|
典型应用
|
传送带、包装机、简单点位
|
机械手、机床、多轴同步、垂直轴
|
重要说明:松下 MINAS A6 系列电机全系标配 23bit 绝对式编码器,不是说买了增量式的驱动器就配增量编码器。电机端硬件是一样的,通过参数 Pr0.15 来设定使用绝对模式还是增量模式。增量模式下就是不用多圈数据、当作增量编码器来用。
二、工作原理拆解
2.1 增量式编码器:数脉冲
增量式编码器的原理像「数格子」:码盘上有一圈透光缝隙,电机转动时,光敏元件接收到明暗交替的信号,产生 A 相和 B 相两路脉冲。
-
A 相 / B 相:相位差 90°,通过先后顺序判断正转还是反转,每一个脉冲代表一个固定的角度
-
Z 相(原点信号):每转一圈输出一个脉冲,用来标记「零点」位置
每次上电后,系统只知道「转了多少脉冲」,不知道「当前在绝对坐标的哪里」,所以必须先找到 Z 相或外部原点开关,建立坐标基准。
2.2 绝对式编码器:读地址
绝对式编码器的码盘上每个位置都有唯一的编码,就像每一度都有一个门牌号。
-
单圈数据:当前这一圈里的精确角度(23bit = 8,388,608 份/圈)
-
多圈数据:总共转了多少圈(靠内部多圈计数器 + 电池备份)
断电后,电池给多圈计数器供电,保持圈数数据。下次上电直接读取「第几圈 + 第几度」,立刻就能定位,不需要回原点。
2.3 松下的无电池绝对式(A 后缀)
标准绝对式(L 后缀)需要外部电池保存多圈数据。无电池绝对式(A 后缀)通过电机内部的发电元件供电,不靠外部电池也能保持多圈数据,免维护、更可靠。
三、松下 A6 系列的编码器规格
3.1 硬件配置
松下 MINAS A6 所有电机(MSMF/MHMF/MDMF/MQMF)标配的都是同一款编码器:
-
类型:23 bit 7线串行绝对式编码器
-
分辨率:8,388,608 p/rev
-
通信方式:串行通信(驱动器与编码器之间用专用协议传输数据)
-
编码器脉冲输出:驱动器可输出 A/B/Z 相脉冲给上位控制器(长线驱动器输出 3 路 + 集电极开路输出 1 路)
3.2 模式切换参数 Pr0.15
通过参数 Pr0.15(绝对式编码器设定)可以切换编码器的工作模式:
|
设定值
|
模式
|
说明
|
|---|---|---|
|
0
|
绝对式系统(绝对模式)
|
正常使用绝对式功能,多圈溢出报警
|
|
1
|
增量式系统(增量模式)
|
出厂默认值,不使用多圈数据,当作增量式用
|
|
2
|
绝对式 + 无视多圈溢出
|
多圈计数器溢出时不报警
|
|
3
|
绝对式 + 单圈模式
|
不使用多圈计数器,只用单圈绝对位置
|
|
4
|
绝对式 + 无限旋转模式
|
可任意设定多圈上限,无视溢出
|
选型提示:如果你买的是 A6SE(脉冲专用型)驱动器,它只支持增量式系统,直接用出厂默认 Pr0.15 = 1 即可,不需要接电池。
3.3 哪些驱动器支持绝对式?
|
驱动器系列
|
支持绝对式
|
支持增量式
|
通信接口
|
|---|---|---|---|
|
A6SE(位置控制型)
|
❌ 不支持
|
✅ 支持
|
脉冲列
|
|
A6SG(通用通信型)
|
✅ 支持
|
✅ 支持
|
脉冲 + Modbus/RS232/RS485
|
|
A6SF(多功能型)
|
✅ 支持
|
✅ 支持
|
脉冲 + 模拟 + Modbus/RS232/RS485
|
|
A6NE/NF(RTEX型)
|
✅ 支持
|
✅ 支持
|
RTEX 总线
|
|
A6BE/BF(EtherCAT型)
|
✅ 支持
|
✅ 支持
|
EtherCAT 总线
|
关键结论:A6SE 是唯一不支持绝对式系统的驱动器族。其他六族(SG/SF/NE/NF/BE/BF)全部支持绝对式和增量式两种模式,通过参数切换即可。
四、接线区别
4.1 编码器连接(X6 连接器)
电机侧的编码器电缆接到驱动器的 X6 连接器。无论是绝对式还是增量式,X6 的接线基本一样——因为松下用的是同一套 7线串行编码器硬件。
主要的区别在于:绝对式需要额外接电池。
4.2 绝对式系统的电池接线
标准绝对式编码器(L 后缀)需要连接电池来保存多圈数据。电池有两种接法:
接法一:接到 X4 连接器(接口用连接器)
-
BAT+(电池正极)
-
BAT-(电池负极)
接法二:接到 X6 编码器中继连接器
-
编码器侧的 BTP-I(电池+)
-
编码器侧的 BTN-I(电池-)
注意:两种接法选一种即可,不要同时接,否则可能损坏设备。
推荐电池配件:
-
绝对式编码器用电池盒:DV0P4430
-
绝对式编码器用电池:DV0P2990
4.3 无电池绝对式(A 后缀)的接线
无电池绝对式编码器不需要接任何外部电池,接线和增量式完全一样——只需要接 X6 编码器电缆即可。
4.4 增量式系统的接线(最简单)
增量式系统(Pr0.15 = 1)只需要:
-
电机编码器电缆 → 驱动器 X6 连接器
-
不需要接电池
-
如果上位控制器需要 A/B/Z 相脉冲反馈 → 从 X4 连接器的脉冲输出端接线
4.5 上位控制器的脉冲反馈输出
无论哪种模式,驱动器的 X4 连接器都可以输出 A/B/Z 相脉冲信号给上位控制器:
-
长线驱动器输出(3路):A 相、B 相、Z 相,适合长距离、抗干扰
-
集电极开路输出(1路):Z 相,适合简单的原点信号
输出脉冲数可以通过参数设置分倍频,不一定等于编码器的 23bit 原始分辨率。
五、绝对式编码器的初始化(必须做)
绝对式系统不是接上线就能用的,第一次安装必须做一次编码器清零操作,也就是告诉系统「这个位置就是原点」。
5.1 初始化步骤
-
安装电池(无电池型跳过)
-
移动机械到原点位置(用微调或手轮,精确对准基准点)
-
执行绝对式编码器清除(三选一):
-
通过驱动器前面板操作
-
通过 PANATERM 调试软件(USB 连接 X1 接口)
-
通过上位控制器通信(RTEX / EtherCAT / RS232/485)
-
-
断电重启驱动器
-
验证:上电后直接读取当前位置,应该就是原点附近的坐标
5.2 什么时候需要重新初始化?
以下情况发生后,需要重新做编码器清零:
-
第一次安装使用
-
更换了编码器电缆
-
更换了电机
-
电池电量耗尽(标准绝对式)
-
多圈数据异常(报相关故障时)
六、怎么选?选型决策树
第一步:你的设备断电后,需要记住位置吗?
│
├─ 不需要 → 增量式(Pr0.15 = 1)
│ 典型:传送带、包装机、简单定位台
│
└─ 需要 → 绝对式 │ 第二步:维护方便性优先吗?
│
├─ 想免维护、不怕电池没电 → 无电池绝对式(A 后缀)
│
└─ 成本优先、能接受换电池 → 标准绝对式(L 后缀)
│
第三步:用什么控制方式?
│
├─ 脉冲控制 → A6SG(支持绝对式)
├─ 需要速度/扭矩模式 → A6SF
├─ RTEX 总线 → A6NE / A6NF
└─ EtherCAT 总线 → A6BE / A6BF
选型参考表
|
场景
|
推荐模式
|
推荐驱动器
|
理由
|
|---|---|---|---|
|
简单点位控制、成本敏感
|
增量式
|
A6SE
|
够用就好,省成本
|
|
脉冲控制 + 需要断电保位置
|
绝对式
|
A6SG
|
脉冲用户升级首选
|
|
多功能、多模式切换
|
绝对式
|
A6SF
|
功能最全,灵活
|
|
多轴同步、高速总线
|
绝对式
|
A6NF / A6BF
|
总线控制,精度高
|
|
垂直轴 / 机械手
|
绝对式 + 刹车
|
A6SF / A6NF
|
安全+位置保持
|
|
维护周期要求高、不想换电池
|
无电池绝对式
|
A6SF / A6NF / A6BF
|
免维护更可靠
|
七、常见问题 FAQ
Q1:增量式编码器每次开机都要回原点,会不会很慢?
取决于回原点方式。用 Z 相(编码器零点)回零很快,一般转一圈以内就能找到;用外部限位开关回零取决于行程长度。对大多数设备来说,回零只在开机时做一次,平时运行不受影响。
Q2:绝对式编码器的电池能用多久?
松下官方数据是大约 5 年(25℃ 环境下)。实际寿命和温度、存储条件有关。建议在维护计划中列入电池更换周期,或者直接选无电池绝对式(A 后缀)更省心。
Q3:电池没电了会怎么样?
标准绝对式(L 后缀)电池耗尽后,多圈数据会丢失,上电后驱动器会报相关故障,需要重新做编码器清零初始化。不会损坏电机或驱动器,只是位置信息丢了要重新设原点。
Q4:能不能先买增量式,以后再升级成绝对式?
可以。电机硬件是一样的,只要驱动器支持绝对式(SG/SF/NE/NF/BE/BF),以后加电池、改参数、做一次初始化就能用绝对模式。但如果买的是 A6SE 驱动器,它硬件上就不支持绝对式系统,要升级得连驱动器一起换。
Q5:A6 的 23bit 分辨率是什么概念?
一圈 8,388,608 个脉冲。假设电机通过 10mm 导程的丝杆传动,每转走 10mm = 10,000 μm,那么理论分辨率就是 10,000 ÷ 8,388,608 ≈ 0.0012 μm。当然实际定位精度还要看机械结构,但编码器的分辨率是足够高的。
Q6:E7 系列的编码器和 A6 一样吗?
不一样。E7 系列用的是 20bit 编码器(分辨率 1,048,576),比 A6 的 23bit 低一档,而且 E7 电机必须配 E7 专用驱动器,两者不兼容。
Q7:编码器线能延长吗?最长多少米?
松下标准编码器电缆长度有多种规格(2m/5m/10m/20m 等)。建议使用原厂或同规格屏蔽电缆,最长一般不超过 20~30 米(取决于电缆规格和环境干扰)。超长距离建议用中继放大器或选总线型驱动器。
八、站内相关阅读
如需要更多资讯,请联系松下伺服电机代理商:东莞市拓自达科技有限公司:微信客服
东莞市拓自达科技有限公司
