Кругла решітка двигуна прямого приводу

Кругові (кутові*) кодери можна використовувати на різноманітних машинах і обладнанні. Датчик повороту складається із зчитувальної головки для вимірювання положення та точної шкали, вигравіруваної на циліндричній або дисковій поверхні датчика повороту. Зчитувальна головка вимірює положення, оптично сприймаючи рівномірно розташовані позначки шкали та передаючи його як аналоговий або цифровий сигнал із цієї інформації. Згодом сигнал перетворюється на зчитування положення за допомогою цифрового дисплея (DRO) або контролера руху.

Точний обертальний рух потрібен багатьом сучасним системам автоматизації, таким як ротаційні преси для попереднього друку від комп’ютера до пластини (CTP), осі A, B і C верстатів, верстати для поверхневого монтажу, системи вимірювання форми, обладнання для обробки та перевірки пластин, і гоніометри. Різні програми вимагають різних комбінацій продуктивності та функцій кодера для оптимізації їх функціональності – деякі вимагають точності, тоді як інші потребують повторюваності, високої роздільної здатності або низької циклічної похибки для керування контуром швидкості. Вибір кодера, який пропонує найкращий баланс між технічними характеристиками та функціональністю, є складним завданням, і лише деякі кодери відповідають усім вимогам.

Точність керування рухом залежить від точності та динамічного відгуку системи. Точне вимірювання положення є важливим, але система не працюватиме належним чином без точного контролю положення. Роторні двигуни з прямим приводом або моментні двигуни пропонують високий крутний момент і точне сервокерування в дуже малому діапазоні кутів. Оскільки навантаження підключено безпосередньо до приводного двигуна, немає необхідності встановлювати компоненти трансмісії, які можуть спричинити люфт, гістерезис, помилки передач або розтягнення пасу, що забезпечує відмінну динамічну реакцію. Хоча безкаркасна конструкція двигунів з великим діаметром крутного моменту не має очевидного з’єднання, доступного для встановлення датчика вала, кільцевий датчик забезпечує просте рішення. Крім того, поворотний енкодер можна жорстко з’єднати з приводним двигуном, як навантаження, усуваючи непотрібні щілини в системі. У будь-якій системі вимірювання або керування бажано мати кодер якомога ближче до приводного двигуна, що допомагає мінімізувати потенційні резонанси вала, які впливають на продуктивність сервоприводу, особливо при збільшенні смуги пропускання сервоприводу.

Поворотні енкодери є чудовим рішенням для забезпечення точного зворотного зв’язку по кутовому положенню. Як і у випадку з вибором двигуна, вибір правильного датчика обертання вимагає розуміння факторів, які впливають на точність датчика, і хорошого розуміння того, як подолати недоліки продуктивності на основі фактичних характеристик. Вибираючи поворотний кодер, доцільно враховувати низку параметрів, таких як швидкість передачі даних, розмір системи, складність і вартість, на додаток до точності та роздільної здатності. Сьогодні лінійні решітки можуть вимірювати з точністю та роздільною здатністю в десятки нанометрів, тоді як обертові решітки можуть вимірювати в межах кутової секунди. Копійка секунди - це дуже малий кут:
• Його можна виразити як кут, що відповідає довжині дуги 1 мкм при радіусі 206.25 мм.
• Його можна виразити як кут між відстанню 30 м на поверхні та центром Землі.
• Швидкість передачі даних становить 1.3 МГц при 1 об/хв.

При визначенні необхідної продуктивності вимірювання корисно враховувати точність, роздільну здатність і повторюваність:
Для додатків із високими вимогами до відтворюваності (наприклад, захоплюючі пристрої) повторювані зупинки системи на одній і тій самій позиції підрахунку решітки є важливішими, ніж точність індивідуальних кутів столу.
Для безперервного плавного руху вибрана роздільна здатність і точність кодера не допускають виникнення помилок тремтіння в межах смуги пропускання керуючого сервоприводу.
Для пристроїв із повільним рухом, таких як астрономічні телескопи, точні вимірювання кутів важливіші, ніж максимальна швидкість передачі даних системи.
Для високошвидкісних систем може знадобитися компроміс між швидкістю та точністю позиціонування: ґратки з товстим кроком (менше тактів) підходять для високих швидкостей передачі даних, але решітки з дрібним кроком (більше тактів) зазвичай мають менші помилки поділу.