В мире управления движением и автоматизации кодеры являются интегральными компонентами, которые обеспечивают обратную связь о положении, скорости и направлении движущихся частей. Среди различных типов кодеров абсолютные кодеры выделяются из -за их способности сохранять точную информацию о положении даже в случае потери мощности. В этой статье будет объяснен принцип работы абсолютных кодеров, изучить их приложения и выделять ключевые соображения при их выборе для промышленного использования.
Что такое энкодер?
Экодер - это устройство, которое переводит механическое движение в электрические сигналы, которые могут интерпретироваться системой управления, такой как ПЛК (программируемый логический контроллер) или компьютер. Энкодеры используются в широком спектре применений, от простых систем, таких как роторные переключатели до сложных процессов автоматизации в таких отраслях, как робототехника, аэрокосмическая и автомобильная.
Типы кодеров
Два основных типа кодеров:
ИНКРЕМЕНТАЛЬНЫЕ ЭНКОДЕРЫ : Эти кодеры генерируют импульсы, когда вращается вал, причем каждый импульс соответствует определенному приращению движения. Они требуют контрольной точки для установления позиции, и они теряют информацию о позиции, если власть теряется.
Абсолютные кодеры : абсолютные кодеры предоставляют уникальный цифровой код для каждой отдельной позиции, обеспечивая точное отслеживание положения даже после прерываний питания. Эта функция делает их особенно ценными в приложениях, где точность и надежность имеют решающее значение.
В этой статье мы сосредоточимся на принципах работы, преимуществах и приложениях абсолютных кодеров.
Принцип работы абсолютных кодеров
В отличие от инкрементных энкодеров, абсолютные кодеры предоставляют уникальный код для каждой позиции, и этот код поддерживается даже при выключении питания. Чтобы понять принцип работы, важно разрушить внутренний механизм абсолютного кодировщика.
Кодовый диск
В основе абсолютного энкодера лежит кодовый диск или ротор. Этот диск имеет ряд рисунков или отметок, расположенных в концентрических кругах или радиальных линиях. Эти шаблоны кодируют информацию о положении, которая интерпретируется датчиком энкодера. Датчик считывает положение отметок, когда диск вращается, генерируя уникальный цифровой код для каждой угловой позиции.
Несколько треков и двоичный код
Абсолютные энкодеры могут использовать несколько треков на кодовом диском, причем каждый трек представляет собой другой двоичный вес (например, 1, 2, 4, 8 и т. Д.). Эти треки считываются одновременно, генерируя уникальное двоичное число, которое соответствует определенной позиции. Чем выше количество бит в коде кодера, тем больше разрешение и точность отслеживания позиций.
Например:
Абсолютный энкодер с одним поворотом использует одну революцию кодового диска для создания уникального кода позиции.
Абсолютные энкодеры с несколькими обращениями используют дополнительные треки или несколько дисков для подсчета поворотов, предоставляя обратную связь по позиции в течение нескольких революций.
Нелетучая память
Одним из ключевых преимуществ абсолютных кодеров является их нелетучая память, которая позволяет им сохранять информацию о положении, даже если система теряет власть. Когда питание восстанавливается, энкодер может возобновить отслеживание точной позиции без необходимости переосмысления или повторной калибровки, что является значительным преимуществом во многих промышленных приложениях.
Ключевые особенности абсолютных энкодеров
Высокая точность : с возможностью предоставить уникальный код для каждой позиции, абсолютные энкодеры обеспечивают обратную связь с высоким разрешением, обеспечивая точность отслеживания позиций.
Нелетуальная память : они сохраняют данные положения даже после потери мощности, что делает их идеальными для критических приложений, где время простоя составляет дорого.
Возможность многообразования : абсолютные кодеры могут быть разработаны для подсчета нескольких революций, что позволяет им отслеживать положение в течение нескольких ходов.
Долговечность : из-за их надежного дизайна абсолютные кодеры хорошо подходят для требовательных сред и суровых условий.
Приложения абсолютных кодеров
Абсолютные кодеры широко используются в различных отраслях, включая производство, робототехнику, аэрокосмическую и автомобильную. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных применений абсолютных кодеров.
1. Промышленная автоматизация
В промышленных настройках абсолютные кодеры используются для точного управления в таких системах, как конвейерные ремни, машины с ЧПУ и упаковочное оборудование. Их способность поддерживать данные о положении без питания делает их идеальными для автоматизированных систем, которые требуют непрерывной, непрерывной работы.
2. Робототехника
В робототехнике абсолютные кодеры имеют решающее значение для отслеживания позиции роботизированных рук и суставов. Эти кодеры обеспечивают обратную связь в реальном времени о точной позиции робота, что позволяет создавать точные движения и повысить общую производительность.
Пример : роботизированная рука, используемая в сборочных линиях, должна всегда знать его положение. Абсолютный энкодер позволяет роботу возобновить работу без повторной калибровки после прерывания власти.
3. аэрокосмическая и авиация
В аэрокосмической промышленности абсолютные кодеры используются в таких системах, как управление полетом и навигация, где обратная связь по положению жизненно важна. Необходимость высокой надежности и точности делает абсолютные кодеры идеальными для таких приложений.
4. Автомобильная промышленность
В автомобильном производстве и тестировании абсолютные кодеры используются в сборочных линиях и диагностическом оборудовании для измерения положения и перемещения различных механических компонентов. Они также используются в электромобилях (EV) для отслеживания позиции компонентов, таких как системы рулевого управления и торможения.
5. лифты и эскалаторы
Для систем вертикального движения, таких как лифты и эскалаторы, абсолютные кодеры обеспечивают обратную связь в режиме реального времени, обеспечивая плавное и точное управление положением подъема. Возможность поддерживать данные о положении, даже во время потери мощности, имеет решающее значение для безопасности пассажиров и надежности системы.
Выбор правильного абсолютного энкодера
При выборе абсолютного энкодера необходимо учитывать несколько факторов, чтобы обеспечить его удовлетворение конкретных потребностей вашего приложения. Ниже приведены некоторые ключевые соображения:
1. Резолюция энкодера
Резолюция энкодера определяет уровень точности, который может обеспечить энкодер. Для применений, которые требуют высокой точности, таких как машины ЧПУ или роботизированные руки, абсолютный энкодер с высоким разрешением имеет важное значение. Разрешение энкодера обычно измеряется в битах для абсолютных кодеров. 12-битный энкодер предлагает 4096 уникальных позиций на революцию, в то время как 16-битный энкодер предлагает 65536 позиций на революцию.
2. Одноведущий против многоворотных энкодеров
Абсолютные кодеры с одним поворотом подходят для приложений, где объект или часть вращаются только через одну революцию. Однако, если приложение требует отслеживания нескольких поворотов или вращений, более подходящие кодеры с несколькими поворотами являются более подходящими. Многообразные кодеры могут отслеживать до нескольких тысяч революций, обеспечивая подробную обратную связь в течение длительных периодов движения.
3. Экологические соображения
В суровых промышленных средах абсолютные кодеры должны быть долговечными и устойчивыми к таким факторам, как экстремальные температуры, влажность, пыль и вибрация. Выбор энкодера с соответствующими рейтингами защиты от входа (IP) и прочной конструкцией обеспечивает надежную производительность в сложных условиях.
4. Выходные сигналы
Абсолютные энкодеры поставляются с различными параметрами выходного сигнала, такими как аналоговые, цифровые и серийные форматы связи, такие как SSI (синхронный серийный интерфейс) или Canopen. Выбор правильного выходного сигнала имеет решающее значение для обеспечения совместимости с блоком управления вашей системой.
Часто задаваемые вопросы
Q1: Как работает абсолютный энкодер?
A1: Абсолютный энкодер работает, присваивая уникальный двоичный код каждому положению вала или диска. Этот код читается датчиком и передается в систему управления, которая может точно отслеживать положение даже после сбоя питания.
Q2: В чем разница между единым поворотом и многократным абсолютным энкодером?
A2: Абсолютный энкодер с одним поворотом отслеживает позицию в пределах одной полной революции (360 градусов), в то время как абсолютный энкодер с несколькими поворотами может отслеживать несколько революций, что делает его идеальным для приложений, где требуется непрерывное вращение.
Q3: Каковы основные преимущества использования абсолютных кодеров?
A3: Основные преимущества абсолютных кодеров включают их высокую точность, способность сохранять данные о положении после потери мощности и универсальность в приложениях для одноразмерных и многократных.
Q4: Где обычно используются абсолютные кодеры?
A4: Абсолютные кодеры используются в промышленной автоматизации, робототехнике, аэрокосмической промышленности, автомобильном тестировании и других приложениях, где отслеживание позиций имеет решающее значение.
Q5: Как выбрать правильный абсолютный энкодер для моего приложения?
A5: При выборе абсолютного энкодера рассмотрите такие факторы, как разрешение, условия окружающей среды, необходимый независимо от того, требуется ли один поворот или многоворот.
Shanghai Hengxiang Optical Electronics Co., Ltd. является ведущим производителем высоких энкодеров и решений управления движением. Имея более чем 23-летний опыт работы в отрасли, мы специализируемся на предоставлении высококачественных, индивидуальных кодеров для удовлетворения разнообразных промышленных потребностей. Наши продукты сертифицированы по стандартам CE-ATC, ISO и QMS, обеспечивая качество и производительность высшего уровня.
Для получения дополнительной информации или для обсуждения ваших конкретных потребностей энкодера свяжитесь с нами сегодня.
