เครื่องเข้ารหัสของเซอร์โวมอเตอร์คืออะไร?

เซอร์โวมอเตอร์เป็นองค์ประกอบสำคัญในแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมและระบบอัตโนมัติจำนวนมากซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความแม่นยำความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพสูง หัวใจสำคัญของความสามารถของเซอร์โวมอเตอร์ในการบรรลุความแม่นยำดังกล่าวเป็นอุปกรณ์สำคัญ: ตัวเข้ารหัส ในฐานะผู้จัดหาเซอร์โวมอเตอร์ที่มีประสบการณ์ฉันได้เห็นผลกระทบการเปลี่ยนแปลงของการเข้ารหัสต่อการทำงานและประสิทธิภาพของระบบเซอร์โวโดยตรง ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกลงไปในสิ่งที่ตัวเข้ารหัสของเซอร์โวมอเตอร์คือวิธีการทำงานประเภทของมันและความสำคัญในแอพพลิเคชั่นเซอร์โวมอเตอร์ที่ทันสมัย

encoder คืออะไร?

ตัวเข้ารหัสเป็นอุปกรณ์ที่แปลงการเคลื่อนที่เชิงกลเป็นสัญญาณไฟฟ้าให้ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับตำแหน่งความเร็วและทิศทางของเพลาหมุน ในบริบทของเซอร์โวมอเตอร์ตัวเข้ารหัสมีบทบาทสำคัญในระบบควบคุมการวนซ้ำ ระบบลูปปิด - เปรียบเทียบเอาต์พุตจริงของมอเตอร์อย่างต่อเนื่อง (ซึ่งวัดโดยตัวเข้ารหัส) กับเอาต์พุตที่ต้องการ (ตั้งค่าโดยคอนโทรลเลอร์) และทำการปรับเปลี่ยนเพื่อลดข้อผิดพลาดระหว่างทั้งสอง

เครื่องเข้ารหัสทำงานอย่างไร?

หลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังเครื่องเข้ารหัสคือการสร้างพัลส์เมื่อเพลามอเตอร์หมุน พัลส์เหล่านี้จะถูกนับและวิเคราะห์เพื่อกำหนดตำแหน่งและความเร็วของเพลา มีตัวเข้ารหัสหลักสองประเภทที่ใช้ในเซอร์โวมอเตอร์: ตัวเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นและตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์แต่ละตัวมีกลไกการทำงานของตัวเอง

ตัวเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้น

ตัวเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นสร้างชุดของพัลส์เมื่อเพลาหมุน พัลส์เหล่านี้มักจะเป็นสัญญาณสี่เหลี่ยม - คลื่นและจำนวนพัลส์เป็นสัดส่วนกับการกระจัดเชิงมุมของเพลา ตัวเข้ารหัสมักจะมีสองช่องทาง A และ B ซึ่งอยู่ห่างจากเฟส 90 องศา โดยการวิเคราะห์ความสัมพันธ์เฟสระหว่างสองช่องทางนี้สามารถกำหนดทิศทางของการหมุนได้ นอกจากนี้ตัวเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นบางตัวอาจมีช่องทางที่สามคือช่องดัชนีหรือช่อง Z ซึ่งสร้างชีพจรเดียวต่อการปฏิวัติซึ่งเป็นจุดอ้างอิงสำหรับการวัดตำแหน่ง

เครื่องเข้ารหัสสัมบูรณ์

ในทางกลับกันการเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ให้รหัสดิจิตอลที่ไม่ซ้ำกันสำหรับแต่ละตำแหน่งของเพลา ซึ่งแตกต่างจากตัวเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นซึ่งให้ข้อมูลตำแหน่งสัมพัทธ์เท่านั้นตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์สามารถระบุตำแหน่งสัมบูรณ์ของเพลาได้ทันทีโดยไม่จำเป็นต้องมีจุดอ้างอิงหรือการดำเนินการกลับบ้าน สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องมีการควบคุมตำแหน่งที่แม่นยำโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่ไม่สามารถสูญเสียข้อมูลตำแหน่งเช่นในหุ่นยนต์และการผลิตที่มีความแม่นยำสูง

ประเภทของ encoders

เครื่องเข้ารหัสออปติคอล

เครื่องเข้ารหัสแบบออปติคัลเป็นประเภทของเครื่องเข้ารหัสที่ใช้กันทั่วไปในเซอร์โวมอเตอร์ พวกเขาทำงานตามหลักการของการส่งแสงและการหยุดชะงัก เครื่องเข้ารหัสแบบออพติคอลประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแสงดิสก์รหัสที่มีรูปแบบของภาคโปร่งใสและทึบแสงและเครื่องตรวจจับแสง เมื่อดิสก์รหัสหมุนไปด้วยเพลามอเตอร์แสงที่ผ่านภาคโปร่งใสจะถูกตรวจพบโดย photodetector ทำให้เกิดพัลส์ไฟฟ้า Optical Encoders นำเสนอความละเอียดสูงความแม่นยำและความน่าเชื่อถือทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

เครื่องเข้ารหัสแม่เหล็ก

เครื่องเข้ารหัสแม่เหล็กใช้สนามแม่เหล็กเพื่อตรวจจับตำแหน่งและการเคลื่อนไหวของเพลา พวกเขาประกอบด้วยดิสก์แม่เหล็กที่มีรูปแบบแม่เหล็กและเซ็นเซอร์แม่เหล็ก เมื่อดิสก์แม่เหล็กหมุนสนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนไปและเซ็นเซอร์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เครื่องเข้ารหัสแม่เหล็กมีความแข็งแกร่งและทนต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเช่นฝุ่นสิ่งสกปรกและความชื้นเมื่อเทียบกับเครื่องเข้ารหัสแบบออปติคัล พวกเขามักจะใช้ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่รุนแรงซึ่งอาจมีการเข้ารหัสแบบออพติคอลไม่เหมาะสม

ความสำคัญของ encoders ในแอพพลิเคชั่นเซอร์โวมอเตอร์

การวางตำแหน่งที่แม่นยำ

หนึ่งในประโยชน์หลักของการใช้เครื่องเข้ารหัสในเซอร์โวมอเตอร์คือความสามารถในการบรรลุตำแหน่งที่แม่นยำ ด้วยการให้ข้อเสนอแนะที่แม่นยำเกี่ยวกับตำแหน่งของเพลาตัวเข้ารหัสช่วยให้คอนโทรลเลอร์เซอร์โวสามารถปรับเอาท์พุทของมอเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่าเพลาถึงและรักษาตำแหน่งที่ต้องการ สิ่งนี้มีความสำคัญในแอปพลิเคชันเช่นการตัดเฉือน CNC ซึ่งแม้แต่ข้อผิดพลาดเล็กน้อยในการวางตำแหน่งอาจส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่อง ตัวอย่างเช่นไฟล์3 ขั้นตอนขั้นตอนมอเตอร์ NEMA 42พร้อมกับตัวเข้ารหัสที่มีความละเอียดสูงสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างแม่นยำอย่างมากทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนและแม่นยำได้

การควบคุมความเร็ว

ตัวเข้ารหัสยังมีบทบาทสำคัญในการควบคุมความเร็ว โดยการวัดอัตราที่เกิดพัลส์ตัวควบคุมเซอร์โวสามารถคำนวณความเร็วของเพลามอเตอร์ จากนั้นสามารถปรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตหรือกระแสของมอเตอร์เพื่อรักษาความเร็วคงที่โดยไม่คำนึงถึงโหลดหรือปัจจัยภายนอกอื่น ๆ นี่เป็นสิ่งสำคัญในแอปพลิเคชันเช่นระบบสายพานลำเลียงและแขนหุ่นยนต์ซึ่งจำเป็นต้องใช้ความเร็วที่สอดคล้องกันสำหรับการทำงานที่เหมาะสม

การตรวจสอบและวินิจฉัยระบบ

นอกเหนือจากการควบคุมตำแหน่งและความเร็วแล้วเครื่องเข้ารหัสยังสามารถใช้สำหรับการตรวจสอบระบบและการวินิจฉัย โดยการวิเคราะห์สัญญาณ encoder คอนโทรลเลอร์เซอร์โวสามารถตรวจจับสภาวะที่ผิดปกติเช่นการจัดแนวเพลาการสึกหรอเชิงกลหรือมอเตอร์ความร้อนสูงเกินไป สิ่งนี้ช่วยให้การตรวจหาปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้เร็วช่วยให้การบำรุงรักษาเชิงป้องกันและลดเวลาหยุดทำงาน ตัวอย่างเช่นในไฟล์ตัวควบคุมการเคลื่อนไหวของ CNCระบบข้อเสนอแนะของตัวเข้ารหัสสามารถใช้ในการตรวจสอบประสิทธิภาพของมอเตอร์และระบบโดยรวมเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ

การรวมเข้ากับส่วนประกอบอื่น ๆ

ตัวควบคุมเซอร์โว

ตัวเข้ารหัสเป็นส่วนสำคัญของระบบควบคุมเซอร์โวซึ่งทำงานควบคู่กับคอนโทรลเลอร์เซอร์โว คอนโทรลเลอร์เซอร์โวจะได้รับข้อเสนอแนะแบบเข้ารหัสและเปรียบเทียบกับตำแหน่งที่ต้องการหรือความเร็วที่ต้องการ จากการเปรียบเทียบนี้จะคำนวณข้อผิดพลาดและสร้างสัญญาณควบคุมที่เหมาะสมเพื่อขับมอเตอร์เซอร์โว คอนโทรลเลอร์เซอร์โวที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเซอร์โวมอเตอร์โดยใช้ความคิดเห็นของตัวเข้ารหัสอย่างมีประสิทธิภาพ

ตัวรับสัญญาณชีพจรอิเล็กทรอนิกส์

ตัวรับสัญญาณชีพจรอิเล็กทรอนิกส์มักจะใช้ในการเชื่อมต่อตัวเข้ารหัสกับส่วนประกอบอื่น ๆ ในระบบ พวกเขาได้รับการเข้ารหัสพัลส์และแปลงเป็นรูปแบบที่สามารถประมวลผลได้ง่ายโดยคอนโทรลเลอร์เซอร์โวหรืออุปกรณ์อื่น ๆ ตัวรับสัญญาณชีพจรอิเล็กทรอนิกส์ยังสามารถให้ฟังก์ชั่นเพิ่มเติมเช่นการขยายสัญญาณการกรองและการแยกเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือและความแม่นยำของสัญญาณเข้ารหัส

บทสรุป

โดยสรุปตัวเข้ารหัสเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของเซอร์โวมอเตอร์ทำให้สามารถควบคุมตำแหน่งที่แม่นยำการควบคุมความเร็วและการตรวจสอบระบบ ไม่ว่าจะเป็นตัวเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นหรือสมบูรณ์แบบออปติคัลหรือแม่เหล็กแต่ละประเภทมีข้อดีของตัวเองและเหมาะสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน ในฐานะผู้จัดหาเซอร์โวมอเตอร์ฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการเลือกตัวเข้ารหัสที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่ดีที่สุด

หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับมอเตอร์เซอร์โวและเข้ารหัสที่มีคุณภาพสูงหรือหากคุณมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับระบบเซอร์โวมอเตอร์ฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อเรา เรามีทีมผู้เชี่ยวชาญที่สามารถให้คำแนะนำอย่างมืออาชีพและโซลูชั่นที่เหมาะกับความต้องการของคุณ มาเริ่มการสนทนาและสำรวจว่าผลิตภัณฑ์ของเราสามารถปรับปรุงกระบวนการอัตโนมัติอุตสาหกรรมของคุณได้อย่างไร

การอ้างอิง

• "เซอร์โวมอเตอร์และทฤษฎีการควบคุมอุตสาหกรรม" โดย Paul Boruski
• "คู่มือควบคุมการเคลื่อนไหว" โดย Patrick Wheeler และคนอื่น ๆ