Amikor a precíziós tervezés és automatizálás világáról van szó, a szervo forgóasztalok döntő szerepet játszanak. Beszállítóként aSzervo forgóasztal, abban a megtiszteltetésben volt részem, hogy mélyrehatóan elmélyedhettem azokban a komponensekben, amelyek ezeket a táblázatokat ketyegővé teszik, különösen a kódolókban. A kódolók a szervo forgóasztalok nem énekelt hősei, létfontosságú visszacsatolást biztosítva a pontos pozicionáláshoz és a zökkenőmentes működéshez. Ebben a blogban megvizsgálom a szervo forgóasztalokban általánosan használt különböző típusú kódolókat és azok jelentőségét.
Optikai kódolók
Az optikai kódolók talán a legszélesebb körben használt típusok a szervo forgóasztalokban. A fényáteresztés és a megszakítás elvén működnek. A fényforrás, általában egy LED, mintás korongon vagy mérlegen keresztül bocsát ki fényt. Ahogy a lemez az asztallal együtt forog, a lemezen lévő minta vagy átengedi a fényt, vagy blokkolja azt. A lemez másik oldalán található fotodetektor ezután ezeket a fényjeleket elektromos jelekké alakítja, amelyek az asztal helyzetének és sebességének meghatározására szolgálnak.
Az optikai kódolók egyik legfontosabb előnye a nagy felbontás. Rendkívül precíz pozíció-visszacsatolást tudnak biztosítani, így ideálisak a nagy pontosságot igénylő alkalmazásokhoz, mint például a CNC-megmunkálás, a félvezetőgyártás és a robotika. Például egy szervo forgóasztalt használó CNC marógépben egy optikai kódoló biztosítja, hogy az asztal pontosan az egyes megmunkálási műveletekhez szükséges szögben forogjon, ami szűk tűrésű alkatrészeket eredményez.
Az optikai kódolók másik előnye a gyors válaszidő. Gyorsan észlelik a helyzet és a sebesség változásait, lehetővé téve a szervorendszer gyors beállítását. Ez elengedhetetlen a dinamikus alkalmazásokhoz, ahol a táblázatnak gyakran kell gyorsulnia, lassulnia vagy irányt kell változtatnia.
Az optikai kódolóknak azonban vannak korlátai is. Érzékenyek a porra, szennyeződésekre és nedvességre, ami zavarhatja a fény útját, és hibákat okozhat a helyzet visszajelzésében. Kíméletlen ipari környezetben további védelmi intézkedésekre lehet szükség a megbízható működésük biztosításához.
Mágneses kódolók
A mágneses kódolók egy másik népszerű választás szervo forgóasztalokhoz. Úgy működnek, hogy észlelik a mágneses tér változásait. A mágneses kódoló egy északi és déli pólusú mágneses skálából vagy gyűrűből, valamint egy mágneses érzékelőből áll, amely érzékeli a mágneses tér változásait a skála forgásakor.
A mágneses kódolók egyik fő előnye a robusztusságuk. Az optikai kódolókhoz képest kevésbé érzékenyek a porra, szennyeződésekre és nedvességre, így alkalmasak zord ipari környezetben való használatra. Például egy fémmegmunkáló műhelyben, ahol sok fémforgács és hűtőfolyadék van, a mágneses jeladó megbízható helyzet-visszajelzést tud adni anélkül, hogy a szennyeződések befolyásolnák.
A mágneses kódolók viszonylag egyszerű felépítésűek is, ami költséghatékonysá teszi őket. Gyakran használják olyan alkalmazásokban, ahol nem a nagy pontosság az elsődleges követelmény, de fontos a megbízhatóság és a tartósság. Például néhány ipari automatizálási rendszerben, ahol a szervo forgóasztalt általános helymeghatározási feladatokra használják, a mágneses kódoló jó egyensúlyt kínálhat a teljesítmény és a költség között.
A mágneses kódolók azonban általában alacsonyabb felbontással rendelkeznek, mint az optikai kódolóké. Ez azt jelenti, hogy nem feltétlenül alkalmasak olyan alkalmazásokhoz, amelyek rendkívül nagy pontosságot igényelnek.
Resolver kódolók
A rezolver kódolók az analóg kódolók egyik fajtája, amelyet évek óta használnak szervorendszerekben. Rotorból és állórészből állnak, és az elektromágneses indukció elvén működnek. Ahogy a forgórész forog, a forgórész és az állórész közötti mágneses csatolás megváltozik, ami elektromos jelet indukál az állórész tekercseiben. Ennek a jelnek az amplitúdója és fázisa a forgórész helyzetének meghatározására szolgál.
A rezolver kódolók egyik előnye a nagy megbízhatóságuk. Nagyon robusztusak és ellenállnak a magas hőmérsékletnek, rezgéseknek és ütéseknek. Ez alkalmassá teszi azokat az olyan alkalmazásokban való használatra, ahol szigorú működési feltételek, például repülőgépek, katonai és nehézgépek. Például egy repülőgép szervo-vezérelt futóműrendszerében egy szervo-forgóasztal segítségével a rezolver-kódoló megbízható helyzet-visszajelzést tud nyújtani extrém repülési körülmények között is.
A rezolver kódolók élettartama is hosszú. Nincsenek mozgó alkatrészeik, amelyek idővel elhasználódnának, ellentétben néhány más típusú kódolóval. Ez csökkenti a szervo forgóasztal karbantartási igényeit és leállási idejét.
Hátránya, hogy a feloldó kódolók felbontása alacsonyabb, mint az optikai kódolóké. Bonyolultabb jelfeldolgozást igényelnek az analóg kimenet digitális pozícióértékké alakításához, ami növelheti a szervorendszer költségeit és összetettségét.
Növekményes vs. abszolút kódolók
A különböző (optikai, mágneses és feloldó) kódolótechnológiák mellett a kódolók növekményes vagy abszolút kódolókként is besorolhatók.
Az inkrementális kódolók relatív pozícióinformációt nyújtanak. A táblázat forgásakor impulzussorozatot generálnak, és az impulzusok száma arányos a forgatás mértékével. Az abszolút pozíció meghatározásához a kódolót inicializálni kell egy ismert referenciaponton. Az inkrementális kódolókat általában olyan alkalmazásokban használják, ahol a kiindulási pozíció könnyen visszaállítható, például néhány egyszerű automatizálási rendszerben.
Az abszolút kódolók ezzel szemben biztosítják a táblázat abszolút pozícióját egy adott időpontban. Minden pozícióhoz egyedi kód tartozik, ami azt jelenti, hogy a szervorendszer azonnal tudja az asztal pontos pozícióját inicializálás nélkül. Ez nagyon hasznos olyan alkalmazásokban, ahol az asztal elveszítheti az áramellátást vagy manuálisan mozgatható, és a pozíciót pontosan vissza kell állítani. Például egy szervo forgóasztalt használó orvosi képalkotó rendszerben egy abszolút kódoló biztosítja, hogy az asztal áramkimaradás vagy rendszer-visszaállítás után mindig vissza tudjon állni a megfelelő pozícióba.
A megfelelő jeladó kiválasztása a szervo forgóasztalhoz
A szervo forgóasztal jeladójának kiválasztásakor több tényezőt is figyelembe kell venni.
- Pontossági követelmények: Ha nagy pontosságra van szükség, egy optikai vagy abszolút kódoló lehet a legjobb választás. A kevésbé szigorú pontossági követelményeket támasztó alkalmazásokhoz elegendő lehet egy mágneses vagy inkrementális jeladó.
- Környezeti feltételek: Poros, szennyeződéses és nedvességtartalmú zord ipari környezetben robusztusságuk miatt a mágneses kódoló vagy a rezolver kódoló megfelelőbb lehet. Tiszta környezetben az optikai kódoló biztosítja a legmagasabb szintű pontosságot.
- Költség: A költség mindig fontos szempont. A mágneses kódolók általában költséghatékonyabbak, mint az optikai kódolók, míg a feloldó kódolók drágábbak lehetnek összetett jelfeldolgozási követelményeik miatt.
- Dinamikus teljesítmény: A nagy dinamikai követelményeket támasztó alkalmazásokhoz, mint például a nagy sebességű robotika vagy a gyors pozicionáló rendszerek, előnyben részesítik a gyors válaszidővel rendelkező kódolót, például az optikai kódolót.
Beszállítóként aSzervo forgóasztalésMotorral hajtott forgóasztal, Megértem, milyen fontos a megfelelő kódoló kiválasztása az adott alkalmazáshoz. Szervo forgóasztalok széles választékát kínáljuk különböző kódoló opciókkal, hogy megfeleljünk ügyfeleink változatos igényeinek. Akár nagy pontosságú pozicionálásra van szüksége egy kritikus gyártási folyamathoz, akár megbízható működésre zord környezetben, segítünk kiválasztani a legmegfelelőbb jeladó és szervo forgóasztal kombinációt.
Ha többet szeretne megtudni termékeinkről, vagy konkrét követelményei vannak a jelentkezésével kapcsolatban, akkor azt javasoljuk, hogy vegye fel velünk a kapcsolatot a részletes megbeszélés érdekében. Szakértői csapatunk készen áll arra, hogy segítsen megtalálni a legjobb megoldást szervo forgóasztallal kapcsolatos igényeire.
Hivatkozások
- A Heidenhain Corporation "Kódoló kézikönyve".
- Richard P. Coughlin és Fred F. Driscoll "Szervomotorok és ipari vezérlés elmélete"
- „Motion Control Basics” – Danaher Motion
