Endat2.2双向数字接口的简介Endat2.2双向数字接口的简介
高质量的位置测量-双向数字接口Endat2.2降低使用成本和空间 几年以前增量式编码器还广泛用于位置检测,但现在不需要移动轴和进行电机校正的**式编码器已经占据市场主导地位。这就使设备快速重新启动成为可能,尤其在连接设备、传输生产线、多轴机床等设备上更具优势。为了优化生产设备的有效性,企业可以对重要设备进行功能测试,海德汉将对Endat双向数字接口提供**技术支持。
海德汉的Endat接口是一种编码器的双向数字接口。它不仅能够提供增量式与**式位置值,而且可以读取编码器的存储信息或者写入新的数据信息。因为其串行数据传输特型,只需四根数据线就能满足所有需求。其数据信息与后续电路时钟同步,多轴同步变得非常容易。传递信息内容(位置值、参数、诊断信息等等),由后续电路所发的模式指令决定。编码器内部不同存储区域可供后续电路(例如OEM信息)读取与写入信息。公司参数存储区域包括机床生产商或者*终用户的零点偏置,用户参数存储区域可以自由定义和写保护,编码器生产商写保护区域包括所有测量系统数据。
Endat接口编码器所有特定参数都被存放在单独存储区域,可以自动存放读取。OEM厂商可以在自定义存储区域内写入伺服电机的“电子标签”,例如电机型号、*大允许电流、*高线圈温度等等。Endat接口除了读取**位置值外,还可以读取编码器相关状态信息、诊断和提前报警信息。通过对错误和报警信息进行分析编码器可以对其故障进行监测。
接口的后继开发
新版本纯数字Endat2.2接口与2.1版本兼容,可以达到更高的分辨率和长距离电缆的更快通讯,电源与电流损耗也不会提高,同时可以减小编码器尺寸,保留增量信号。
为了接口减少了传输电缆芯数和实现高动态驱动,例如在机床或者电子行业的生产、测量设备上,编码器必须提供高分辨率、小死区时间的位置值。电子直驱系统,例如直线电机、力矩电机,会提出更高的要求。为减小用于这类行业编码器电缆芯数,其内部集成了相应细分电路,只传送数字位置信息。这样就可以省去传输附加正余弦增量信号的四根电缆。
另外全数字接口在伺服驱动定位精度、同步性、动态性能等方面更具优势。通过将编码器分辨率从13位(每圈8192步距)提高到25位(大概每圈三千三百万步距),将增量信号也包含到数字接口。这样没有模拟量数据传输,减少信号偏置、噪音等,还可以减少单信号周期内的位置误差,这些都会影响驱动系统本身性能和定位精度与重复定位精、同步性、动态性能。通过纯数字传输可以提高其对外部电磁干扰的能力,使机床等设备达到更高的可靠性和有效性。
为了使采样周期更快,Endat2.2接口能够在大约10微秒时间内将位置值传输到后续电路。这些时间可以分为计算时间和接口到后续电路的传输时间。编码器位置值(典型值14倍细分)的计算时间大概是5微秒。这就意味着位置信息必须在5微秒左右传输到后续电路。
当采用高频8兆时钟频率,电缆100米长度时,必须对采样时钟进行补偿。其延时时间可以在供电后,后续电路数据传输过程中得到。
数据包的附加信息
Endat2.2接口能够提供两种附件信息,为此需要一个新的模式指令使其在闭环系统中应用。这些附加信息可以扩展Endat接口的功能。
控制周期的参数和存储内容
增量式编码器功能
诊断信息(编码器预留功能)
传感器信息(例如电机线圈温度、加速度、边界信号)
纯串行数据传输的**概念
交互信息
附加信息会在控制器做运算过程中,影响驱动器的计算死区时间。长时间工作的编码器如ECN1325或者EQN1337可以得到驱动中的线圈温度,将其数字化后传输到后续电路。
这样就不再需要单独传输温度信号的电缆和控制器里的计算回路。传输附加信息的时间是固定的,在一个新的位置值读取之前它本身采样时间为25微秒。附加信息通过后续电路指令读取。
简易连接技术
通过集成细分电路和去除模拟量信号,编码器与后续电路之间只需要六芯电缆就能满足要求,将附加增量式信号数字化后,电缆芯数减少了一半。与目前市场上常见的高速接口相比,不需要CAT-5型电缆,只用简单的标准电缆技术即可。
通过减少电缆芯数就可以采用8芯M12圆形电缆插头,其中两根空置芯线是并行电源线,用于长距离电缆传输时应用。这样在连接方面就有很多优势,例如减少包装成本、更小型接头、更简单的电缆屏蔽等等。同时在后续电路的输入端可以节约空间并且采用低成本的接头替代,也不用再考虑1Vss的模拟量信号。
通过以上这些针对Endat2.2整体系统如编码器、电缆、接头、后续电路的一系列措施可以节约很大一部分成本,并且增加很多了优点。例如多圈编码器EQN1337可以减少20%安装成本,提高3倍的抗振性能。
总结
对于Endat这种高速、纯串行、全数字化接口的再开发,在高动态整体驱动系统连接技术方面明显更加经济,同时可以采用集成式的后继电路,还可以降低一部分设备安装空间。通过将增量式信号数字化细分后,可以提高伺服驱动的定位精度和同步性能。以上这些只是大部分国际性企业集成和准备集成Endat2.2接口的一部分原因。
下一步开发功能
Endat2.2接口会在以后不增加额外电缆芯数的同时提供实际加速度信息,就像Endat2.1接口也支持Endat2.2接口的自动初始化和自动化系统的驱动功能。该接口也会增加实时监控和**功能。海德汉研发的高集成度模块使其在不增加编码器尺寸情况下,还保持或提高了某些方面的性能。