Кръгла решетка на двигателя с въртящ момент с директно задвижване

Кръговите (ъглови*) енкодери могат да се използват на голямо разнообразие от машини и оборудване. Ротационният енкодер се състои от четяща глава за измерване на позицията и прецизна скала, гравирана върху цилиндричната или дискова повърхност на ротационния енкодер. Четящата глава измерва позицията чрез оптично отчитане на правилно разположени маркировки на скалата и я предава като аналогов или цифров сигнал от тази информация. Впоследствие сигналът се преобразува в отчитане на позиция чрез цифров дисплей (DRO) или контролер за движение.

Прецизно въртеливо движение се изисква от много съвременни системи за автоматизация, като ротационни преси за предварителна обработка от компютър към плоча (CTP), оси A, B и C на машинни инструменти, машини за повърхностен монтаж, системи за измерване на формата, оборудване за обработка и проверка на пластини, и гониометри. Различните приложения изискват различни комбинации от производителност и функции на енкодера за оптимизиране на тяхната функционалност – някои изискват точност, докато други изискват повторяемост, висока разделителна способност или ниска циклична грешка за контрол на веригата на скоростта. Изборът на енкодер, който предлага най-добрия баланс между технически спецификации и функционалност, е предизвикателство и малко енкодери отговарят на всички изисквания.

Прецизният контрол на движението зависи от точността и динамичния отговор на системата. Точното измерване на позицията е важно, но системата няма да работи правилно без прецизен контрол на позицията. Ротационните двигатели с директно задвижване или двигателите с въртящ момент предлагат висок въртящ момент и прецизен серво контрол в много малък ъглов диапазон. Тъй като товарът е свързан директно към задвижващия двигател, няма нужда да се инсталират компоненти на трансмисията, които могат да причинят луфт, хистерезис, грешки в предавката или разтягане на ремъка, което води до отлична динамична реакция. Докато безрамковата конструкция на двигатели с въртящ момент с голям отвор не разполага с очевидна връзка за монтиране на енкодера на вала, пръстеновидният енкодер осигурява просто решение. В допълнение, ротационният енкодер може да бъде твърдо свързан към задвижващия мотор като товар, елиминирайки ненужните пропуски в системата. Във всяка система за измерване или контрол е желателно енкодерът да е възможно най-близо до задвижващия мотор, което помага да се сведат до минимум потенциалните резонанси на вала, които влияят върху производителността на серво, особено когато честотната лента на серво се увеличава.

Ротационните енкодери са отлично решение за предоставяне на прецизна обратна връзка за ъглово положение. Както при избора на двигател, изборът на правилния ротационен енкодер изисква разбиране на факторите, които влияят върху точността на енкодера и добро разбиране как да се преодолеят недостатъците в производителността въз основа на действителните спецификации. Когато избирате въртящ се енкодер, е разумно да вземете предвид набор от параметри като скорост на предаване на данни, размер на системата, сложност и цена, в допълнение към точността и разделителната способност. Днес линейните решетки могат да измерват с точност и разделителна способност от десетки нанометри, докато въртящите се решетки могат да измерват в рамките на ъглова секунда. Стотинка секунда е много малък ъгъл:
• Може да се изрази като ъгъл, съответстващ на дължината на дъгата от 1 μm при радиус от 206.25 mm.
• Може да се изрази като ъгъл между 30 m разстояние на повърхността и центъра на земята.
• Разрешава скорост на данни от 1.3 MHz при 1 об./мин.

Полезно е да се вземат предвид точността, разделителната способност и повторяемостта, когато се определя необходимата производителност на измерване:
За приложения с високи изисквания за възпроизводимост (напр. устройства за захващане), многократните спирания на системата при една и съща позиция за броене на решетката са по-важни от точността на отделните ъгли на масата.
За непрекъснато плавно движение, избраната разделителна способност и точност на енкодера не позволяват възникването на трептене в честотната лента на контролния серво.
За бавно движещи се устройства, като астрономически телескопи, точните измервания на ъглите са по-важни от максималната скорост на данни на системата.
За високоскоростни системи може да е необходимо да се направи компромис между скорост и точност на позициониране: решетките с дебела стъпка (по-малко отметки) са подходящи за високи скорости на данни, но решетките с фина стъпка (повече отметки) обикновено имат по-ниски грешки при разделяне.