Mô-men xoắn truyền động trực tiếp lưới tròn

Bộ mã hóa tròn (góc*) có thể được sử dụng trên nhiều loại máy móc và thiết bị khác nhau. Bộ mã hóa quay bao gồm đầu đọc đo vị trí và thang đo chính xác được khắc trên bề mặt hình trụ hoặc đĩa của bộ mã hóa quay. Đầu đọc đo vị trí bằng cách cảm biến quang học các vạch chia thang đo cách đều và truyền nó dưới dạng tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số từ thông tin này. Sau đó, tín hiệu được chuyển đổi thành giá trị đọc vị trí thông qua màn hình kỹ thuật số (DRO) hoặc bộ điều khiển chuyển động.

Chuyển động quay chính xác là yêu cầu của nhiều hệ thống tự động hóa hiện đại, chẳng hạn như máy tính quay đến bản in (CTP), máy công cụ trục A, B và C, máy gắn bề mặt, hệ thống đo hình dạng, thiết bị xử lý và kiểm tra wafer và máy đo góc. Các ứng dụng khác nhau yêu cầu các kết hợp khác nhau về hiệu suất và tính năng của bộ mã hóa để tối ưu hóa chức năng của chúng – một số yêu cầu độ chính xác, trong khi những ứng dụng khác yêu cầu khả năng lặp lại, độ phân giải cao hoặc lỗi chu kỳ thấp để kiểm soát vòng tốc độ. Việc lựa chọn một bộ mã hóa cung cấp sự cân bằng tốt nhất giữa các thông số kỹ thuật và chức năng là một thách thức và rất ít bộ mã hóa đáp ứng được tất cả các yêu cầu.

Kiểm soát chuyển động chính xác phụ thuộc vào độ chính xác và phản ứng động của hệ thống. Đo vị trí chính xác là quan trọng, nhưng hệ thống sẽ không hoạt động bình thường nếu không có kiểm soát vị trí chính xác. Động cơ quay dẫn động trực tiếp hoặc động cơ mô-men xoắn, cung cấp mô-men xoắn cao và điều khiển servo chính xác trên một phạm vi góc rất nhỏ. Vì tải được ghép trực tiếp với động cơ dẫn động nên không cần lắp các thành phần truyền động có thể gây ra độ rơ, trễ, lỗi bánh răng hoặc kéo căng dây đai, mang lại phản ứng động tuyệt vời. Trong khi kết cấu không khung của động cơ mô-men xoắn lỗ lớn không có khớp nối rõ ràng để gắn bộ mã hóa trục, thì bộ mã hóa vòng cung cấp một giải pháp đơn giản. Ngoài ra, bộ mã hóa quay có thể được ghép cứng với động cơ dẫn động như một tải, loại bỏ các khoảng trống không cần thiết trong hệ thống. Trong bất kỳ hệ thống đo lường hoặc điều khiển nào, điều mong muốn là đặt bộ mã hóa càng gần động cơ dẫn động càng tốt, điều này giúp giảm thiểu cộng hưởng trục tiềm ẩn ảnh hưởng đến hiệu suất servo, đặc biệt là khi băng thông servo tăng lên.

Bộ mã hóa quay là giải pháp tuyệt vời để cung cấp phản hồi vị trí góc chính xác. Cũng giống như khi chọn động cơ, việc chọn bộ mã hóa quay phù hợp đòi hỏi phải hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của bộ mã hóa và hiểu rõ cách khắc phục những thiếu sót về hiệu suất dựa trên thông số kỹ thuật thực tế. Khi chọn bộ mã hóa quay, ngoài độ chính xác và độ phân giải, bạn nên cân nhắc một loạt các thông số như tốc độ dữ liệu, kích thước hệ thống, độ phức tạp và chi phí. Ngày nay, các mạng lưới tuyến tính có thể đo với độ chính xác và độ phân giải hàng chục nanomet, trong khi các mạng lưới quay có thể đo trong phạm vi một giây góc. Một giây xu là một góc rất nhỏ:
• Nó có thể được biểu thị bằng góc tương ứng với độ dài cung 1 μm ở bán kính 206.25 mm.
• Nó có thể được biểu thị bằng góc giữa khoảng cách 30 m trên bề mặt và tâm Trái Đất.
• Giải quyết ở tốc độ dữ liệu 1.3 MHz ở 1 vòng/phút.

Cần cân nhắc độ chính xác, độ phân giải và khả năng lặp lại khi xác định hiệu suất đo lường cần thiết:
Đối với các ứng dụng có yêu cầu về khả năng tái tạo cao (ví dụ như thiết bị thu), việc dừng hệ thống nhiều lần tại cùng một vị trí đếm lưới quan trọng hơn độ chính xác của từng góc bàn.
Để chuyển động liên tục và mượt mà, độ phân giải và độ chính xác của bộ mã hóa được chọn không cho phép xảy ra lỗi rung trong băng thông servo điều khiển.
Đối với các thiết bị chuyển động chậm, chẳng hạn như kính thiên văn, phép đo góc chính xác quan trọng hơn tốc độ dữ liệu tối đa của hệ thống.
Đối với các hệ thống tốc độ cao, có thể cần phải đánh đổi giữa tốc độ và độ chính xác định vị: Các mạng lưới bước dày (ít tích tắc hơn) phù hợp với tốc độ dữ liệu cao, nhưng các mạng lưới bước mịn (nhiều tích tắc hơn) thường có lỗi phân chia thấp hơn.