محرك عزم الدوران المباشر للشبكة الدائرية

يمكن استخدام أجهزة الترميز الدائرية (الزاوية*) على مجموعة كبيرة ومتنوعة من الآلات والمعدات. يتكون جهاز الترميز الدوار من رأس قراءة لقياس الموضع ومقياس دقيق محفور على السطح الأسطواني أو القرصي لجهاز الترميز الدوار. يقيس رأس القراءة الموضع من خلال الاستشعار البصري لعلامات المقياس المتباعدة بانتظام ونقلها كإشارة تناظرية أو رقمية من هذه المعلومات. بعد ذلك، يتم تحويل الإشارة إلى قراءة موضع عبر شاشة رقمية (DRO) أو وحدة تحكم الحركة.

تتطلب العديد من أنظمة التشغيل الآلي الحديثة حركة دورانية دقيقة، مثل مكابس ما قبل الطباعة الدوارة من الكمبيوتر إلى اللوحة (CTP)، ومحاور أدوات الآلة A وB وC، وآلات التثبيت السطحي، وأنظمة قياس الشكل، ومعدات مناولة وتفتيش الرقاقة، ومقاييس الزوايا. تتطلب التطبيقات المختلفة مجموعات مختلفة من أداء وميزات المشفر لتحسين وظائفها - يتطلب بعضها الدقة، بينما يتطلب البعض الآخر إمكانية التكرار، أو الدقة العالية، أو الخطأ الدوري المنخفض للتحكم في حلقة السرعة. يعد اختيار المشفر الذي يوفر أفضل توازن بين المواصفات الفنية والوظائف أمرًا صعبًا، وقليل من المشفرات تلبي جميع المتطلبات.

تعتمد دقة التحكم في الحركة على دقة النظام واستجابته الديناميكية. يعد قياس الموضع الدقيق أمرًا مهمًا، لكن النظام لن يعمل بشكل صحيح بدون التحكم الدقيق في الموضع. توفر محركات الدوران ذات الدفع المباشر، أو محركات عزم الدوران، عزم دوران عاليًا وتحكمًا دقيقًا في المؤازرة على نطاق زاوية صغير جدًا. نظرًا لأن الحمل مقترن مباشرة بمحرك الدفع، فلا توجد حاجة لتثبيت مكونات ناقل الحركة التي يمكن أن تسبب رد فعل عكسي أو تباطؤ أو أخطاء في التروس أو تمدد الحزام، مما يؤدي إلى استجابة ديناميكية ممتازة. في حين أن البناء بدون إطار لمحركات عزم الدوران ذات الثقب الكبير لا يحتوي على اقتران واضح متاح لتركيب مشفر العمود، فإن مشفر الحلقة يوفر حلاً بسيطًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ربط المشفر الدوار بشكل صارم بمحرك الدفع مثل الحمل، مما يزيل الفجوات غير الضرورية في النظام. في أي نظام قياس أو تحكم، من المستحسن أن يكون المشفر أقرب ما يمكن إلى محرك الدفع، مما يساعد على تقليل رنينات العمود المحتملة التي تؤثر على أداء المؤازر، خاصة مع زيادة عرض النطاق الترددي للمؤازر.

تعتبر أجهزة التشفير الدوارة حلاً ممتازًا لتوفير ردود فعل دقيقة للموضع الزاوي. وكما هو الحال مع اختيار المحرك، فإن اختيار جهاز التشفير الدوار المناسب يتطلب فهم العوامل التي تؤثر على دقة جهاز التشفير وفهمًا جيدًا لكيفية التغلب على أوجه القصور في الأداء بناءً على المواصفات الفعلية. عند اختيار جهاز تشفير دوار، من الحكمة مراعاة مجموعة من المعلمات مثل معدل البيانات وحجم النظام والتعقيد والتكلفة، بالإضافة إلى الدقة والدقة. اليوم، يمكن للشبكات الخطية القياس بدقة ودقة عشرات النانومتر، بينما يمكن للشبكات الدوارة القياس في غضون ثانية زاوية. الثانية العشرية هي زاوية صغيرة جدًا:
• يمكن التعبير عنها بالزاوية المقابلة لطول القوس 1 ميكرومتر بنصف قطر 206.25 ملم.
• يمكن التعبير عنها بالزاوية بين مسافة 30 مترًا على السطح ومركز الأرض.
• يصل إلى معدل بيانات 1.3 ميجا هرتز عند 1 دورة في الدقيقة.

من المفيد مراعاة الدقة والدقة وإمكانية التكرار عند تحديد أداء القياس المطلوب:
بالنسبة للتطبيقات ذات متطلبات إمكانية التكرار العالية (على سبيل المثال أجهزة الالتقاط)، فإن التوقفات المتكررة للنظام في نفس موضع العد الشبكي تكون أكثر أهمية من دقة زوايا الطاولة الفردية.
للحصول على حركة سلسة مستمرة، لا تسمح دقة ودقة التشفير المحددة بحدوث أخطاء اهتزاز ضمن نطاق تردد التحكم.
بالنسبة للأجهزة ذات الحركة البطيئة، مثل التلسكوبات الفلكية، فإن قياسات الزاوية الدقيقة أكثر أهمية من الحد الأقصى لمعدل البيانات للنظام.
بالنسبة للأنظمة عالية السرعة، قد يكون من الضروري إجراء مقايضة بين السرعة ودقة التموضع: الشبكات ذات الملعب السميك (عدد أقل من النقرات) مناسبة لمعدلات البيانات العالية، ولكن الشبكات ذات الملعب الدقيق (عدد أكبر من النقرات) عادةً ما يكون لديها أخطاء تقسيم فرعية أقل.