Motore a coppia a trasmissione diretta a reticolo circolare

Gli encoder circolari (angolari*) possono essere utilizzati su un'ampia varietà di macchine e attrezzature. Un encoder rotativo è costituito da una testina di lettura per la misurazione della posizione e da una scala precisa incisa sulla superficie cilindrica o del disco dell'encoder rotativo. La testina di lettura misura la posizione rilevando otticamente marcature di scala regolarmente distanziate e trasmettendole come segnale analogico o digitale da queste informazioni. Successivamente, il segnale viene convertito in una lettura della posizione tramite un display digitale (DRO) o un controller di movimento.

Molti moderni sistemi di automazione richiedono un movimento rotatorio preciso, come le pre-presse rotative computer-to-plate (CTP), gli assi A, B e C delle macchine utensili, le macchine a montaggio superficiale, i sistemi di misurazione della forma, le apparecchiature di movimentazione e ispezione dei wafer e i goniometri. Applicazioni diverse richiedono diverse combinazioni di prestazioni e caratteristiche dell'encoder per ottimizzare la loro funzionalità: alcune richiedono accuratezza, mentre altre richiedono ripetibilità, alta risoluzione o basso errore ciclico per il controllo del loop di velocità. Scegliere un encoder che offra il miglior equilibrio tra specifiche tecniche e funzionalità è una sfida e pochi encoder soddisfano tutti i requisiti.

Il controllo di precisione del movimento dipende dall'accuratezza e dalla risposta dinamica del sistema. Una misurazione accurata della posizione è importante, ma il sistema non funzionerà correttamente senza un controllo di posizione preciso. I motori rotativi a trasmissione diretta, o motori coppia, offrono un controllo servo di coppia elevato e di precisione su un intervallo angolare molto piccolo. Poiché il carico è accoppiato direttamente al motore di azionamento, non è necessario installare componenti di trasmissione che possono causare gioco, isteresi, errori di ingranaggio o allungamento della cinghia, con conseguente eccellente risposta dinamica. Mentre la costruzione senza telaio dei motori coppia di alesaggio grande non ha un accoppiamento ovvio disponibile per montare l'encoder dell'albero, l'encoder ad anello fornisce una soluzione semplice. Inoltre, l'encoder rotativo può essere accoppiato rigidamente al motore di azionamento come un carico, eliminando inutili spazi vuoti nel sistema. In qualsiasi sistema di misurazione o controllo, è auspicabile avere l'encoder il più vicino possibile al motore di azionamento, il che aiuta a ridurre al minimo le potenziali risonanze dell'albero che influenzano le prestazioni del servo, soprattutto all'aumentare della larghezza di banda del servo.

Gli encoder rotativi sono un'eccellente soluzione per fornire un feedback di posizione angolare preciso. Come per la selezione di un motore, la scelta dell'encoder rotativo giusto richiede una comprensione dei fattori che influenzano la precisione dell'encoder e una buona comprensione di come superare le carenze di prestazioni in base alle specifiche effettive. Quando si sceglie un encoder rotativo, è opportuno considerare una gamma di parametri come velocità dati, dimensioni del sistema, complessità e costo, oltre a precisione e risoluzione. Oggi, i reticoli lineari possono misurare con precisione e risoluzione di decine di nanometri, mentre i reticoli rotativi possono misurare entro un secondo angolare. Un secondo da dieci centesimi è un angolo molto piccolo:
· XNUMX€ Può essere espresso come l'angolo corrispondente alla lunghezza dell'arco di 1 μm con un raggio di 206.25 mm.
· XNUMX€ Può essere espresso come l'angolo tra la distanza di 30 m sulla superficie e il centro della Terra.
• Risolve una velocità di trasmissione dati di 1.3 MHz a 1 rpm.

È utile considerare accuratezza, risoluzione e ripetibilità quando si determinano le prestazioni di misurazione richieste:
Per applicazioni con elevati requisiti di riproducibilità (ad esempio dispositivi di prelievo), gli arresti ripetuti del sistema nella stessa posizione di conteggio del reticolo sono più importanti della precisione dei singoli angoli del tavolo.
Per un movimento continuo e fluido, la risoluzione e la precisione dell'encoder selezionate non consentono il verificarsi di errori di jitter all'interno della larghezza di banda del servo di controllo.
Per dispositivi lenti, come i telescopi astronomici, la precisione delle misurazioni angolari è più importante della velocità massima dei dati del sistema.
Per i sistemi ad alta velocità, potrebbe essere necessario trovare un compromesso tra velocità e precisione di posizionamento: i reticoli a passo spesso (meno tick) sono adatti per velocità di dati elevate, ma i reticoli a passo fine (più tick) in genere presentano errori di suddivisione inferiori.