Directe aandrijfkoppelmotor cirkelvormig rooster

Circulaire (hoek*) encoders kunnen worden gebruikt op een breed scala aan machines en apparatuur. Een roterende encoder bestaat uit een positiemeting leeskop en een nauwkeurige schaal die is gegraveerd op het cilindrische of schijfvormige oppervlak van de roterende encoder. De leeskop meet de positie door optisch regelmatig verdeelde schaalmarkeringen te detecteren en deze als een analoog of digitaal signaal uit deze informatie te verzenden. Vervolgens wordt het signaal omgezet in een positie-uitlezing via een digitaal display (DRO) of bewegingscontroller.

Precieze roterende beweging is vereist voor veel moderne automatiseringssystemen, zoals roterende computer-to-plate (CTP) pre-pressen, machinegereedschap A, B en C assen, oppervlaktemontagemachines, vormmeetsystemen, wafer handling en inspectieapparatuur en goniometers. Verschillende toepassingen vereisen verschillende combinaties van encoderprestaties en -functies om hun functionaliteit te optimaliseren - sommige vereisen nauwkeurigheid, terwijl andere herhaalbaarheid, hoge resolutie of lage cyclische fout vereisen voor snelheidslusregeling. Het kiezen van een encoder die de beste balans biedt tussen technische specificaties en functionaliteit is een uitdaging, en weinig encoders voldoen aan alle vereisten.

Precieze bewegingsregeling is afhankelijk van de nauwkeurigheid en dynamische respons van het systeem. Nauwkeurige positiemeting is belangrijk, maar het systeem zal niet goed werken zonder nauwkeurige positieregeling. Directe aandrijving rotatiemotoren, of koppelmotoren, bieden een hoog koppel en nauwkeurige servoregeling over een zeer klein hoekbereik. Omdat de belasting rechtstreeks aan de aandrijfmotor is gekoppeld, is het niet nodig om transmissiecomponenten te installeren die speling, hysterese, tandwielfouten of riemrekking kunnen veroorzaken, wat resulteert in een uitstekende dynamische respons. Hoewel de frameloze constructie van grote boring koppelmotoren geen voor de hand liggende koppeling heeft om de as-encoder te monteren, biedt de ring-encoder een eenvoudige oplossing. Bovendien kan de rotatie-encoder vast worden gekoppeld aan de aandrijfmotor als een belasting, waardoor onnodige openingen in het systeem worden geëlimineerd. In elk meet- of regelsysteem is het wenselijk om de encoder zo dicht mogelijk bij de aandrijfmotor te hebben, wat helpt om potentiële asresonanties die de servoprestaties beïnvloeden te minimaliseren, vooral naarmate de servobandbreedte toeneemt.

Roterende encoders zijn een uitstekende oplossing voor het leveren van nauwkeurige hoekpositiefeedback. Net als bij het selecteren van een motor, vereist het kiezen van de juiste roterende encoder inzicht in de factoren die de nauwkeurigheid van de encoder beïnvloeden en een goed begrip van hoe prestatietekortkomingen kunnen worden overwonnen op basis van werkelijke specificaties. Bij het kiezen van een roterende encoder is het verstandig om rekening te houden met een reeks parameters zoals gegevenssnelheid, systeemgrootte, complexiteit en kosten, naast nauwkeurigheid en resolutie. Tegenwoordig kunnen lineaire roosters meten met een nauwkeurigheid en resolutie van tientallen nanometers, terwijl roterende roosters binnen een hoekseconde kunnen meten. Een dime-seconde is een zeer kleine hoek:
• Deze kan worden uitgedrukt als de hoek die overeenkomt met de booglengte van 1 μm bij een straal van 206.25 mm.
• Het kan worden uitgedrukt als de hoek tussen de 30 meter afstand op het aardoppervlak en het middelpunt van de aarde.
• Heeft een gegevenssnelheid van 1.3 MHz bij 1 rpm.

Het is nuttig om bij het bepalen van de vereiste meetprestaties rekening te houden met nauwkeurigheid, resolutie en herhaalbaarheid:
Bij toepassingen met hoge reproduceerbaarheidseisen (bijv. opneemapparaten) zijn de herhaalde stops van het systeem op dezelfde roostertelpositie belangrijker dan de nauwkeurigheid van de afzonderlijke tafelhoeken.
Voor een continue, vloeiende beweging zorgen de geselecteerde encoderresolutie en nauwkeurigheid ervoor dat er geen jitterfouten kunnen optreden binnen de bandbreedte van de regelservo.
Voor langzaam bewegende apparaten, zoals astronomische telescopen, zijn nauwkeurige hoekmetingen belangrijker dan de maximale gegevenssnelheid van het systeem.
Voor systemen met hoge snelheid kan het nodig zijn om een ​​afweging te maken tussen snelheid en positioneringsnauwkeurigheid: roosters met een dikke steek (minder ticks) zijn geschikt voor hoge gegevenssnelheden, maar roosters met een fijne steek (meer ticks) hebben doorgaans lagere onderverdelingsfouten.