Как сделать диск энкодера
Энкодер из DVD-диска 🙂
Опции темы
Энкодер из DVD-диска 🙂
Идея.
При изготовлении самодельного энкодера вместо печати рисок на прозрачной пленке и наклеивании ее на прозрачный круг, взять обычный DVD-R диск и.
сейчас почти все компьютерные DVD дисководы умеют рисовать на рабочей поверхности диска картинки, выжигая лазером нужные области диска (технология называется вроде T@2). Естественно, области диска с картинками не могут быть использованы для хранения информации. Обычно такую технологию применяют для создания какой-нибудь набписи на диске, идущей по самому краешку диска по окружности.
Там вообщето прозрачные ленты. (короткие и не с «нужным» шагом) 
двигателями все пользуются разными (разный угол поворота за один шаг ), обьективно нужен универсальный способ для всех.
Принтер епсон, струйник, там вместо шаговых двигателей стоят обычные, и отслеживание происходит по меткам на диске, диск порядка 7 см.
В струйных принтерах HP DJ серии 320-340 стоят двигатели постоянного тока на приводе каретки которые имеют встроенный кодирующий диск с оптопарами. Самое приятное, что кодирующий диск имеет 200 или 400 прорезей, не помню точно на оборот при диаметре около 3 см. Супер!
Вот, открыл крышечку двигателя и прямо на сканере снял изображение кодирующего диска. Так что за качество прошу не судить
У меня накрылся Canon Pixma 3000. Так вот там тоже подобные диски стоят на валах коллекторных моторов.
Если надо сфоткаю, прорези не считал, но скажу что больше чем до фига 🙂
вот что я имел ввиду когда писал про струйники
А кто нибудь пробывал датчик от лазерной мышки приспособить? самая дешовая на 800dpi около 5$, а на 3200dpi примерно 30$
Не согласятся. Там и видео используют, и оптику, и магнитные энкодеры. Попадался даже самописец с контактным.
Мышь может отслеживать перемещение СТОЛА по двум координатам СРАЗУ. А для отсчета прорезей в диске (оборотов) хватит обычной оптопары от старой шариковой мышки. Конечно, можно сделать и более экзотический энкодер, но их и готовых хватает, в т.ч. и линейных.
К энкодеру нужен еще контроллер привода и программа управления. Т.е. датчик – самая простая часть системы управления.
Т.Е вал мощного серводвигателя соединить с валом малогабаритного шаговика используемого как энкодер.
Если надо больше точность,тогда сложнее. надо будет городить повышающий редуктор.
Т.Е вал мощного серводвигателя соединить с валом малогабаритного шаговика используемого как энкодер.
Если надо больше точность,тогда сложнее. надо будет городить повышающий редуктор.
Разве при оочень медленном вращении такой энкодер не начнет пропускать шаги?
Походу, нет, потому, что там еще и питание на шд подаеться. а потом усиливаеться.
Может как вариант ставить такой энкодер через эластичную муфту. Но тут возможны новые проблемы, вплоть до автоколебательного режима.
.
Дополнительно пиание на двигатель не подается..
Ктото еще про оптические мыши спрашивал.
http://www.mntc.ru/forum/viewtopic.php?id=163
тут немножко проверяли на пригодность.
Оно Вам надо? 
Оптическая мыша нормально работает вместо рулетки, но не в станке. Ей защита от тремора считать мешает.
Есть такой вариант если из шд делать, тогда через редуктор, редуктор взять из «болгарки» он дешевый, а самое главное самоцентрирующейся. Он повысит разрешение шд-энкодера в раза 3.ХХХ
Из мышки дела не будет. Надо печатать нормальный диск(200 рисок не меньше) на пленки и оптическую головку из принтеров, тогда будет толк. сложность только в центрировании и калибровки диска и головки.
Берем магнитную ленту и пишем туда квадратуру на две дорожки (стерео). Дальше ленту эту самую клеим в петлю и вешаем на вал мотора. Считываем обычной стерео головкой. Как такая идея?
и получаем ЧПУ-магнитофон
На самом деле, идея ворованная, и многократно реализована в коммерческих системах, к примеру http://pdf.directindustry.com/pdf/atek-sen. 0380-37349.html
Вопрос в том, так ли технология «хитра», чтобы ее нельзя было бы повторить в домашних условиях?
Вообще то ексцентровое крепление диска для оптики не играет большую роль, играет точность расположение оптики относительно центра вращения
ОК согласен но там магнитная лента защищена от посторонних магнитных воздействий (при беглом прочтении с моим слабым английским) на стр 4 описания
ЗЫ чесно говоря не охота даже заморачиватся с этим. Так порассуждать можна ЫЫЫ 
ОК согласен но там магнитная лента защищена от посторонних магнитных воздействий (при беглом прочтении с моим слабым английским) на стр 4 описания
ЗЫ чесно говоря не охота даже заморачиватся с этим. Так порассуждать можна ЫЫЫ
ОК согласен но там магнитная лента защищена от посторонних магнитных воздействий (при беглом прочтении с моим слабым английским) на стр 4 описания
Магнитую ленту заменить на фото или кинопленку (хоть километровой длины), ставь оптопару от принтера и ей же засвечивай риски на пленке. Правда прийдеться немного поизвращяться с реальным воплощением этого механизма 
, но на выходе получится достаточно достойный результат, с возможностью мелкосерийного производства 
ЗЫ чесно говоря не охота даже заморачиватся с этим. Так порассуждать можна ЫЫЫ
[/quote]
100% согласен, можно заморачиваться либо ради спортивного интнереса или для заробатывания реальных денег, с соответствующими вложениями (гораздо больше стоимости нормальных энкодеров) или просто порассуждать 
иногда с пеной у рта 
Энкодерная лента
Энкодерная лента и энкодерный диск в струйных принтерах
Энкодерная лента (лента растра, энкодер, encoder strip) — полупрозрачная штрихованная лента, расположенная внутри принтера. Специальный датчик растра в картеке считывает эти штрихи, определяя тем самым положение печатающей головки. Очевидно, что при появлении грязи или повреждений на поверхности ленты, позиционирование ПГ сбивается и при печати появляются вертикальные (продольные) полосы. Со временем, штрихи начинают стираться, что также приводит к проблемам в работе устройства.
Формирование изображения в струйных принтерах строится на горизонтальном перемещении печатающей головки (ПГ) по всей ширине и поступательного протягивания бумаги через устройство. Для того, чтобы принтер «видел» положение каретки с ПГ относительно листа, в принтерах используются энкодерные лента и диск.
Энкодерный диск (encoder wheel) — штрихованный круг на шестерне, соединённой зубчатой передачей с осью двигателя принтера. Является важным элементом механизма протяжки бумаги и отвечает за положение листа в пространстве. При появлении грязи или повреждений на поверхности диска, принтер начинает перетягивать захваченный лист, из-за чего на отпечатках возникают горизонтальные (поперечные) полосы, на равном удалении друг от друга (соответствуя полному обороту шестерни).
Решение проблем с энкодером
Стоит отметить, что появление систематических сообщений об ошибках или возникновение полос на листе в процессе струйной печати, довольно редко происходит из-за проблем с энкодерными лентой и диском. Прежде чем грешить на них, следует отбросить более типичные проблемы: заканчивающиеся чернила, закупорка печатающей головки после простоя и другие подобные.
Если на энкодеры попали чернила, небольшие обрывки бумаги или другая грязь, следует аккуратно протереть их сухой безворсовой тряпкой. В случае, если это не помогает, можно попробовать слегка смочить тряпку водой, а потом повторно протереть насухо. Крайне не рекомендуется использовать сервисную жидкость и агрессивные чистящие средства, так как они могут повредить штрихи, что приведёт к окончательному выходу энкодера из строя. Любые действия следует совершать только с выключенным принтером.
Растровая лента и энкодерный диск, обычно, не продаются как расходные материалы и выпускаются в основном для сервисных центров. И хотя найти и заказать их вполне возможно, производить самостоятельную замену без соответствующих знаний и опыта крайне не рекомендуется.
Сага о абсолютном энкодере и шаговом двигателе
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Давно я тут не писал постов про принтеры и электронику, но тут назрела тема использования абсолютного энкодера и попытке сделать вменяемое упралвение шаговым двигателем с рассчётом на точность позиционирования (не путать с повторяемостью).
В итоге я остановился на втором варианте, так как его разрешения хватает что бы легко ловить повороты даже для двигателя в 400 шагов на оборот при 32 микрошаге (а это получится примерно так 360/(400*32)
0.028125 градуса), хотя это уже и экстремальный вариант.
Дальше у меня возникла идея проверить насколько точно шаговик встаёт по шагам. Для этого в управляющей плате принтера (которая тоже stm32 но пожирнее) были выставлены виртуальные 80 steps/mm для оси X (в принципе это значение стандартное для 20 зубой шпули для GT2) а драйвер двигателя был выставлен в 16 микрошаг (двигатель у меня 1.8 градуса, 200 шагов на оборот, и как следствия с 16 микрошагом каждый шаг соответсвует 360/(200*16) = 0.1125 градуса, запомним эту цифру). Я решил посмотреть как у нас зависит точность выставления угла поворота от скорости принтера (а как следствие и точность).
В итоге получилось довольно занятная картинка:
0.7 градусов (что примерно 7 шагов при дроблении 1/16, или если пересчитать в мм то это будет
Но это если речь идёт о повторяемости а не о точности. А это разные понятия. Так что теперь поговрим про точность. Будем считать, как это далают прошивки большниства принтеров, что перемещение на один микрошаг у нас всегда одианково (в данном случае это 0.1125 градуса или 0.0125 мм если у нас 80 шагов на мм). Посмотрим насколько это так.
То что мы видим при скорости 10мм/с (да довольно медленно)
Теперь посмотрим что будет если шаговик пойдёт немного быстрее 25 мм/с
Картинка в целом не поменялась, но ошибка позиционирования возросла (разница между реальным и идеальным положением)
Видно что позиционирование стало ещё хуже.
Всё поплыло ещё дальше.
Ошибка осталась на прежнем уровне (tmc2130 перешел в другой режим работы)
Что из всего этого следует?
Если хочется повышать качество печати, то надо слегка поменять подход к позиционирования шаговика в прошивках (позицоинирование у него не линейное, и это надо учитывать). По идее надо сделать умный closed-loop шаговик, которые будет в состоянии корректировать нелинейности при перемещении.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Энкодер: устройство и примеры работы
Нередко статьи у меня на блоге тесно связаны с промышленным оборудованием. На этот раз я подробно рассматриваю энкодер – очень важное устройство, без которого не обходится ни одна солидная производственная линия. А почему энкодер столь важен, будет понятно из моей статьи. Разберём устройство энкодера, его работу, подключение и монтаж. Как обычно в таких статьях, будут реальные примеры работы энкодеров в различных узлах оборудования. И, конечно же, будет много фотографий, сделанных мною лично.
Что такое энкодер?
Энкодер – это электронный датчик, который механически крепится на какой-либо вращающейся детали. Обычно корпус энкодера остается неподвижным, а вращается только его вал. Это позволяет с необходимой точностью измерять разные параметры :
Энкодер является самым распространенным «измерительным инструментом» в современном промышленном оборудовании. Фактически энкодер является датчиком обратной связи, на выходе которого цифровой сигнал меняется в зависимости от его вращения или от угла его поворота. Этот сигнал обрабатывается в счетчике или контроллере, который выдает команды на устройство индикации или привод.
Этикетка инкрементного энкодера Sick, установленного на валу двигателя постоянного тока. Основной параметр – 1024 импульса на оборот
Энкодеру найдено множество применений, учитывая возможности последующей обработки его сигнала. Например – измерение погонной длины какого-либо материала, измерение угла открытия/закрытия задвижки, точное позиционирование деталей при перемещении и обработке. Конкретные примеры будут ниже.
Энкодеры, о которых идёт речь в статье, в некоторых источниках называются датчиками углового перемещения, датчиками угла поворота, и даже “N-кодером”.
А вообще энкодер – это любое устройство, которое преобразовывает или декодирует какой-то сигнал или информацию.
Принципы работы и устройство энкодеров
Существует два вида энкодеров по конструкции и виду выходного сигнала – инкрементальный (инкрементный) и абсолютный.
Инкрементальный энкодер устроен проще сравнению с абсолютным, и используется в большинстве случаев. Такой энкодер можно представить как диск с прорезями, который просвечивается оптическим датчиком. При вращении этого диска датчик будет активироваться или деактивироваться зависимости от своего положения над прорезью. В результате на выходе энкодера формируется последовательность дискретных импульсов, частота которых зависит от разрешения энкодера и его частоты вращения.
Например, если энкодер закреплен на валу асинхронного двигателя, который вращается с частотой 1500 оборотов в минуту, то при разрешении энкодера 1000 импульсов на оборот частота выходных импульсов будет равна 25 кГц.
Разрешение и максимальная частота вращения обратнозависимы – ведь не может же частота выходных импульсов исчисляться гигагерцами. Обычно выходная частота ограничена значением около 500 кГц. Да и не всякий контроллер “скушает” такую частоту. Делаем вывод: энкодер с разрешением 1000 имп/оборот (наиболее распространенный) не может крутиться с частотой выше 500 Гц или 30000 об/мин. Но такие скорости в механике я лично не встречал. Делаем второй вывод: высокое разрешение не всегда хорошо.
Пример, поясняющий работу энкодера:
Конструкция, поясняющая работу энкодера
На фото – не энкодер, но данная конструкция в первом приближении прекрасно иллюстрирует работу и устройство инкрементального оптического энкодера. Про щелевой оптический датчик я писал в статье про оптические датчики, там подробнее.
Бич подобных конструкций – при механической поломке, связанной со смещением диска (или другого активатора), датчик легко ломается… В энкодере такого не может быть – там всё надёжно закреплено и защищено.
Основной минус инкрементального энкодера – необходимость непрерывной обработки его выходного сигнала. Кроме того, чтобы узнать положение инкрементального энкодера после подачи на него питания, необходимо провести инициализацию для поиска нуль-метки (что это такое – расскажу позже) либо для поиска нулевого положения механизма.
Абсолютный энкодер имеет более сложное устройство, но он позволяет определить угол поворота в любой момент времени, даже в неподвижном состоянии механизма сразу после включения питания. Говоря простыми словами, выходной сигнал у него – это параллельный код (например, 8-разрядный, имеющий 256 значений), который соответствует углу поворота. Соответствующую конфигурацию имеют и прорези в диске энкодера.
Абсолютные энкодеры работают в сложном оборудовании – там, где в любой момент времени (в том числе, в момент подачи питания) нужно знать точное положение объекта. Но сейчас, с появлением дешевых контроллеров с энергонезависимой памятью, в 99% используются инкрементальные энкодеры. Тем более учитывая, что их цена в несколько раз ниже, чем у абсолютных. Да и обрабатывать последовательные импульсы гораздо проще, чем параллельный код.
Использовать абсолютный энкодер для определения скорости вращения – всё равно, что использовать мощный настольный компьютер только для прослушивания музыки в ВК.
Бывают энкодеры не оптического принципа работы. Но я про них ничего рассказывать не буду, поскольку не имел с ними дела..
Подключение энкодера
Энкодер никогда не работает сам по себе. Он всегда подключается к устройству обработки сигналов, с помощью которого можно переварить и проанализировать импульсы на его выходах. Подключить энкодер легко – ведь это фактически датчик с транзисторными выходами. В простейшем случае, выход энкодера можно подключить ко входу счетчика, и запрограммировать его на измерение скорости или длины.
Но чаще всего выходные сигналы энкодера обрабатываются в контроллере. А далее путем расчетов можно получить информацию о скорости, направлении вращения, ускорении, положении объекта.
Сигналы и выходы инкрементального энкодера
Импульсы на выходе энкодера – один канал
Период Т – величина, обратная частоте, а про частоту мы говорили выше. Уровень “Н” – это напряжение, почти равное напряжению питания (обычно 5, 12, или 24 В). Уровень “L” – около нуля.
Само собой, реальные импульсы не столь идеальны – у них может гулять скважность и будут завалены фронты.
Что может рассказать нам такой энкодер? Только о скорости и погонных метрах. Например, его можно применять для определения частоты вращения двигателя, или длины материала после нажатия кнопки “Сброс”. Неплохо, но хочется большего!
Если будет два выхода, импульсы на которых (оптическим способом) сдвинуты на четверть периода, мы сможем узнать направление вращения:
Импульсы каналов А и В с фазовым сдвигом
Такие выходы со сдвигом фаз на четверть периода называются квадратурными каналами. Этот приём широко применяется в радиотехнике и электронике не только для определения направления вращения, но и для определения знака рассогласования частот (больше или меньше опорной частоты?).
Если сдвиг фаз положительный (фаза В отстает), можно условиться о прямом вращении. Если отрицательный (фаза В опережает фазу А на четверть), значит, вращение в обратном направлении. Два этих сигнала с одной частотой и фазой ±90° подаются на триггер, выход которого однозначно указывает о направлении вращения.
Ничего это не напоминает? В энкодере – двухфазная система, со сдвигом фаз 90°, в электрощите – трехфазная система, со сдвигом фаз 120°. Для смены направления вращения трехфазного двигателя достаточно поменять местами любые две фазы.
Со скоростью, расстоянием и направлением разобрались, а что делать, если нужно узнать угол поворота? Для этого вводится сигнал “Z” (Zero) – опорный импульс, который также называют нуль-меткой или референсной меткой:
Выходы энкодера А, В с нулевой меткой Z
Импульс “Z” имеет длительность Т (бывает и другая длительность – T/2, или 2Т) и проскакивает 1 раз за оборот вала энкодера. Иными словами, длительность нулевой метки может быть в тысячи раз короче периода вращения вала энкодера.
В современных датчиках каждая фаза (канал) обычно имеет ещё один, противофазный выход.
С теорией заканчиваем, плавно переходим к практике.
Монтаж энкодеров
По монтажу сразу скажу главное – вал энкодера по отношению к валу механизма должен быть надежно зафиксирован! Обычно это делается при помощи шестигранных винтов.
Бывали случаи, когда из-за проскальзывания самодельных и даже штатных муфт глючили производственные линии, и мы долго не могли найти причину – ведь всё остается исправным!
Монтироваться энкодер может и на валу двигателя, и на валу любого другого механизма – это не принципиально, и зависит лишь от конструкции и требований к точности выполнения поставленной задачи.
Вал энкодера никогда не будет соосным с вращающимся валом (вспомните, для чего нужен карданный вал). Поэтому используются специальные заводские переходные муфты, нужно надежно их крепить и периодически проверять качество монтажа.
Энкодер механически соединен с приводом через соединительную муфту для компенсации несоосности
Корпус любого энкодера всегда неподвижен. Вращается только его внутренняя подвижная часть.
Существуют энкодеры с полым валом, которые надеваются непосредственно на измеряемый вал и там фиксируются. Там даже нет такого понятия, как несоосность. Их гораздо проще монтировать, и они надежнее в эксплуатации. Чтобы энкодер при этом не прокручивался, используется лишь металлический поводок. На фото ниже показан энкодер с полым валом (обозначен В21.1), надетый на вал редуктора:
Энкодер с полым валом, надет на вал редуктора
Обратите внимание – корпус энкодера целиком и полностью держится на валу редуктора. От проворачивания его держит металлический поводок. При работе энкодер обычно немного покачивается по овальной траектории, это нормально, поскольку идеал существует только на картинках в даташитах и учебниках.
Бывают сквозные полые валы, когда ось механизма проходит через энкодер насквозь.
Подключение и работа энкодеров. Реальные примеры.
Ниже я рассмотрю несколько примеров использования энкодеров в реальном оборудовании.
Измерение скорости полотна
В данном примере, инкрементальный энкодер ELCO используется для измерения скорости бумажного полотна при производстве бумаги. Энкодер закреплен на бумаговедущем валу через муфту, скорость вращения которого однозначно говорит о скорости бумаги.
При помощи системы «энкодер+контроллер» можно вычислить мгновенную скорость, а также погонную длину произведенной продукции.
Энкодер работает на бумаговедущем валу
Энкодер ELCO работает на бумаговедущем валу. Корпус энкодера закреплен жестко, стыковка валов – через компенсирующую муфту
Минус такой установки – при механической поломке вала (а это бывало уже не раз, изнашиваются подшипники) ломается либо муфта, либо сам энкодер.
Положение деталей на конвейере
В этом случае энкодер насажен на вал двигателя, подключенного через преобразователь частоты. Двигатель через редуктор передает движение на конвейер, по которому движутся заготовки деталей.
Положение детали на конвейере, позиционирование при помощи энкодера на двигателе
С помощью энкодера и оптических датчиков, фиксирующих просвет между образцами продукции, контроллер с большой точность может управлять обработкой деталей.
При этом направление знать не обязательно (оно всегда одно), и могут применяться энкодеры без ноль-метки:
Энкодер для определения только скорости вращения
По моему мнению, насаживание энкодера на вал двигателя – не очень хорошая идея в смысле того, что энкодер крутится на больших оборотах (до 3000 об/мин). Кроме повышенного механического износа, необходимо предусмотреть обработку сигналов со сравнительно высокой скоростью. Но сегодня, с развитием промышленной электроники, это не проблема.
Крепление энкодера на валу двигателя позволяет очень точно контролировать скорость привода. С появлением высокооборотистых энкодеров многие производители наладили выпуск двигателей со встроенным энкодером.
Если интересно применение ПЧ в конвейерах, вот моя статья на Дзене, где я подробно рассматриваю схему включения ПЧ для конвейера.
Ещё пример точного позиционирования при помощи энкодера для двигателя:
Энкодер – работа на валу двигателя со стороны крыльчатки
В этом случае двигатель приводит в действие цепную передачу лифта, подающего заготовку на обработку. Точность позиционирования лифта – порядка 1 мм, длина пути – более 2 м.
Перемещение детали
Ещё большую точность, чем в предыдущем случае, можно получить, если вал энкодера закрепить на ходовой винт с резьбой.
На фото сверху вниз – направляющая, ходовой винт, кабель к энкодеру
Если на ходовой винт закрепить гайку, которая механически скреплена с перемещаемой деталью (в реальном примере это – металлическая заготовка, которая рубится или гнётся по нужному размеру), то с помощью энкодера можно до долей миллиметра узнать её положение. Точность вычисления будет зависеть от шага резьбы и разрешающей способности энкодера.
Минус такого решения – при большой скорости возможен «промах», и нужно либо уменьшать скорость при приближении к цели, либо постоянно двигаться на низкой скорости. Кроме того, механика тоже должна быть точной, чтобы исключить любые люфты и перекосы.
Перемещение упора
Задача стоит в принципе такая же, как и в предыдущем случае. Но тут другой принцип перемещения – за счет зубчатой передачи:
Зубчатая передача перемещения каретки
Плюс данной реализации в том, что энкодер насажен непосредственно на зубчатое колесо, которое осуществляет передачу вращения. При большом разрешении энкодера и отсутствии механических люфтов можно добиться очень высокой точности позиционирования.
Использование энкодера совместно с винтовой и зубчатой передачей позволяет достичь высокой точности обработки деталей в станках с ЧПУ.
Вычисление точной координаты
В производстве полиграфической продукции иногда нужно нанести клей (или краску) в точное место. Когда печатная продукция (например, коробки или конверты) движутся по ленточному конвейеру, при помощи оптического датчика определяется начало коробки, затем контроллер при помощи энкодера вычисляет нужную координату, и включает подачу клея.
Вычисление точной координаты при помощи измерительного колеса
Формируется клеевая дорожка нужной длины, затем клей выключается. Далее коробка подается на фальцовочный узел, где складывается и склеивается. При этом скорость работы линии может достигать до 300 коробок в минуту.
Системы дозирования
Для точного открытия заслонки в системе дозирования жидкостей служит система, состоящая из двигателя с редуктором, на вал которого с одной стороны закреплена задвижка, с другой – энкодер.
Поворот на определенный угол при помощи энкодера
Поворот вала редуктора на угол не более 180° ограничен индуктивными датчиками приближения, а точное положение определяется по сигналу от энкодера. В исходном состоянии задвижка закрыта, и датчик минимального положения активен. Это состояние принимается за ноль. Далее включается двигатель, и вал поворачивается. Точный угол поворота пропорционален количеству импульсов от энкодера обратной связи. В данном случае энкодер не делает полный оборот, его движение ограничено датчиками.
Датчики активируются кулачками, которые закреплены (и могут корректироваться шаловливыми ручками)) на том же валу, что и энкодер.
При выключении питания положение энкодера (а значит, и задвижки) запоминается в памяти контроллера. В случае необходимости оператор может провести инициализацию (установку нулевого и максимального положения) за счет индуктивных датчиков. Опорная “Z” – метка при этом не используется.
Защита двигателя
Даже при перегрузке двигателя его скорость понижается, скольжение есть всегда, даже на холостом ходу. Но изменение тока при этом ничтожно. Особенно (например), если двигатель работает на застрявшую продукцию через редуктор.
Поэтому, очень удобно использовать энкодер, закрепленный на валу двигателя, для определения повышенного скольжения. А значит – перегрузки двигателя.
У меня на Дзене есть статья, как энкодер защищает двигатель от перегрузки, там тема раскрыта подробнее.
Энкодер, механическая поломка из-за смещения двигателя
Энкодер перестал выдавать импульсы (перегрузки, правда, не было), и тут же контроллер выдал сообщение:
Сообщение на экране оператора о поломке энкодера
Запоминающие энкодеры
Энкодеры умнеют на глазах. В американской линии довелось иметь дело с серводвигателем, в состав которого входит энкодер с памятью.
Энкодер в составе серводвигателя с памятью
Энкодер не простой – у него в памяти зашиты параметры серводвигателя (их более сотни), которые он каждый раз при включении питания передает к центральный контроллер. Из-за заводского брака энкодер был плохо закреплён, и начал тереться о корпус двигателя, что привело к нарушению синфазности вращения двигателя и энкодера. Американцы дистанционно заново программировали этот энкодер, чтобы можно было запустить линию. Но это уже совсем другая история…
Резольвер
Совсем коротко о резольвере. По сути он выполняет те же функции, что и энкодер – может вычислять скорость и направление вращения двигателя. Но резольвер – аналоговый измерительный прибор. В некоторых случаях он гораздо точнее говорит об угле поворота, поскольку фактически речь идет о вычислении сдвига фаз на его выходах.
Реальный японский резольвер SMARTSYN TAMAGAWA SEIKI MODEL: TS2651N141E78, довелось когда-то ремонтировать:
Тахогенератор
Не путайте энкодер и тахогенератор (его иногда ошибочно называют тахометром)!
У них схожие функции и область применения, но у тахо от скорости вращения двигателя зависит не частота выходных импульсов, а выходное напряжение.
Посмотрите, какая конструкция установлена у нас на заводе на двигателе постоянного тока мощностью 200 кВт:
Энкодер + тахометр слиты в единое целое на валу двигателя
Тахогенераторы, как и двигатели постоянного тока, в современном оборудовании практически не используются.
Производители энкодеров
Среди российских производителей энкодеров мне известен лишь только Питерский СКБ ИС, который производит энкодеры марки ЛИР. К сожалению, российского промышленного оборудования сейчас почти не производится, и ЛИРы применяются лишь в военном и лабораторном оборудовании.
По этой причине я имею дело только с энкодерами зарубежного производства. Производителей энкодеров много – их производят почти все производители полупроводниковых датчиков. Чаще всего я встречаюсь с энкодерами Autonics – как и в случае с датчиками, в России представлен большой ассортимент. Другие известные мне производители энкодеров – немецкий Sick, японский Omron, и несколько китайских брендов.
Использование тех или иных марок энкодеров обусловлено часто не техническими причинами, поскольку их параметры, схемы подключения и надежность практически идентичны. Тут скорее политические мотивы – производители комплектующих любыми путями стараются, чтобы их продукция вошла в состав больших и массовых производственных линий, чтобы таким образом закрепиться на рынке.
Скачать
Статья, которую вы сейчас прочитали, недавно была в урезанном виде опубликована в бумажном журнале “Электротехнический рынок” под названием “Энкодер: мастхэв производственной линии”. Кому интересно, выкладываю для скачивания:
• Энкодер: мастхэв производственной линии / Статья в журнале «Электротехнический рынок» от СамЭлектрик.ру. Разновидности и примеры реального применения энкодеров. Приведены описания реальных узлов оборудования, в которых применяются энкодеры, pdf, 1.15 MB, скачан: 229 раз./
Рекомендую скачать ещё одну интересную статью по энкодерам:
• Подключение инкрементного энкодера к ПЛК / Обобщены данные о типах выходного сигнала энкодера, способах его обработки, подсчёте измеряемой частоты вращения. Пример подключения и обработки сигналов энкодера в контроллере Siemens, pdf, 2.36 MB, скачан: 67 раз./
Приглашаю коллег к обсуждению в комментариях, буду рад замечаниям и дополнениям к статье!