Germany Кодер Kubler

Kübler 05.2400.1122.0500 Принцип работы инкрементного кодера

I. ОБЗОР ПРОДУКТА

 
Kubler 05.2400.1122.0500 - это миниатюрный инкрементный фотоэлектрический кодер серии 2400, разработанный компанией Fritz Kübler GmbH в Германии, с компактной структурой диаметром всего 24 мм, предназначенной для промышленной автоматизации сцен с небольшим монтажным пространством. Его основная функция заключается в преобразовании механического вращающегося движения измеренной оси в стандартизированный цифровой импульсный сигнал для достижения точного измерения скорости вращения, рулевого управления и относительного положения, широко используется в управлении двигателем, упаковочных машинах, текстильном оборудовании и автоматизированных производственных линиях.

Ключевые параметры модели следующие:

- Электрическое напряжение: 5 - 24 VDC

- Выходной ток: 50 мА (двухтактный выход)

- Разрешение: 500 импульсов / вращений (PPR)

- Максимальная скорость вращения: 12000 rpm

- Класс защиты: IP65, адаптация к промышленной среде

- Происхождение: Индия (глобальная производственная система Kubler)



II. Основной принцип работы: фотоэлектрический инкрементный механизм кодирования

Общая архитектура и логика преобразования сигналов

Суть работы кодера - это процесс преобразования « механического движения → световых сигналов → электрических сигналов → цифровых импульсов», ядро состоит из трех основных модулей:

- Механический сенсорный блок: ось вращения синхронно вращается с фотоэлектрическим кодовым диском, непосредственно следуя измеренной оси;

- блок оптического сканирования: инфракрасный светодиод (излучатель) и фотоприемник (приемник) для достижения генерации и захвата световых сигналов;

- Модуль обработки сигналов: усилительная, пластическая схема, преобразующая слабый световой сигнал в стандартный импульсный выход квадратной волны.

Ключевые компоненты: оптическое кодирование фотоэлектрических дисков

Кодный диск является основным носителем для преобразования движения - сигнала, представляет собой круглое тонкое дисковое строение, на поверхности которого выгравированы равномерно распределенные поперечные растровые полосы пропускания и затенения света (500 шт. на каждый круг модели), а также два набора решеток с разностью фаз 90 ° (A / B фаза) и одна нулевая решетка (Z фаза). Когда кодовый диск вращается по оси, область пропускания пропускает инфракрасный свет и захватывается фотоэлектрическим приемником; Зона затенения блокирует свет, образуя периодические изменения силы света.

3. Механизмы генерации и вывода сигналов

- A / B - фазовый ортогональный импульс: расположение двухфазной решетки A и B отличается на 1 / 4 сетки, что позволяет фиксировать фазовую разницу между двумя выходными импульсами на уровне 90°. При положительном повороте оси импульс фазы А опережает фазу В на 90°; При инверсии импульс фазы B опережает фазу A на 90°, контроллер может определить направление вращения через разницу фаз, а скорость вращения и смещение вычисляются путем подсчета импульсов.

- Z - фазовый нулевой импульс: за каждую неделю вращения кодового диска выводится 1 Z - фазный импульс в качестве абсолютной нулевой опорной точки для устранения кумулятивной ошибки инкрементного кодирования и достижения калибровки системы обратно к нулю.

- Двухтактная обработка выхода: слабый аналоговый сигнал, захваченный фотоэлектрическим приемником, после усиления и формирования внутренней цепи преобразуется в двухтактный квадратный сигнал, обладающий сильной антиинтерференционной способностью и приводной способностью, адаптированной к потребностям передачи на большие расстояния на промышленной площадке.



III. Анализ ключевых рабочих характеристик

Основные характеристики инкрементного кодирования

Инкубационный кодер не выводит абсолютные значения угла напрямую, а отражает относительное смещение через количество импульсов, его преимущество заключается в следующем:

- Высокое разрешение: с помощью технологии четырехкратной частоты в фазе A / B разрешение кодера 500 PPR может быть увеличено до 2000 счетчиков / оборотов для удовлетворения потребностей в высокоточных измерениях;

- Компактная конструкция: нет необходимости хранить информацию об абсолютном местоположении, структура схемы проста, подходит для миниатюризации конструкции;

- Контролируемые затраты: инкрементные схемы более рентабельны и подходят для сценариев общей автоматизации, чем кодеры абсолютного значения.

Преимущества антиинтерференционной защиты оптического датчика

Модель использует зрелую оптическую сенсорную технологию Kubler, по сравнению с магнитоэлектрическим кодером, имеет следующие преимущества:

- Отсутствие помех от сильного магнитного поля, адаптация к сильной электромагнитной среде, такой как двигатель и преобразователь частоты;

- крутые края импульса, высокая точность сигнала, уменьшение ошибки подсчета;

- Прочная конструкция подшипника с защитой IP65, отличная ударопрочность, вибрационные характеристики, адаптированная к суровым промышленным условиям.

3. Адаптация к электрическим характеристикам

- Электричество с широким напряжением (5 - 24VDC), совместимое с основным промышленным оборудованием управления, таким как PLC, сервопривод и т.д.;

- двухтактный выход поддерживает совместимость с NPN / PNP, без дополнительной схемы преобразования, прямой доступ к системе управления;

- Встроенные схемы защиты от короткого замыкания, чтобы избежать повреждения оборудования из - за ошибки проводки на месте.



Типичный сценарий применения и рабочий процесс

В качестве примера возьмем сценарий управления скоростью двигателя, полный рабочий процесс кодера выглядит следующим образом:

1. Кодер и коаксиальная установка вала двигателя, вращение двигателя приводит к синхронному вращению диска;

2. Свет, излучаемый инфракрасными передатчиками, модулируется с помощью решетки кодового диска, образуя периодические световые сигналы;

Фотоэлектрические приемники преобразуют световые сигналы в слабые электрические сигналы, которые обрабатываются внутренними схемами в трехфазные квадратные импульсы A / B / Z;

4. PLC / сервопривод собирает импульсные сигналы, вычисляет скорость вращения двигателя путем подсчета, определяет рулевое управление по фазовой разности и реализует нулевую калибровку через Z - фазовый импульс;

5. Контроллер регулирует выход двигателя в соответствии с сигналом обратной связи для достижения управления замкнутым контуром.



V. Элементы использования и обслуживания

При установке необходимо обеспечить коаксиальность оси кодера и измеренного вала, чтобы избежать эксцентриситета, приводящего к износу подшипника и дрожанию сигнала;

Напряжение питания должно контролироваться в диапазоне 5 - 24VDC, чтобы избежать повреждения внутренних цепей при избыточном давлении;

При прокладке кабеля вдали от мощных линий электропередач уменьшается влияние электромагнитных помех на импульсные сигналы;

4. Регулярно очищать корпус кодера от кабельных соединений, чтобы избежать проникновения пыли и масла, влияющих на защитные свойства.



VI. РЕЗЮМЕ

Кодер Kubler 05.2400.1122.0500 основан на оптическом инкрементном кодировании и обеспечивает точную цифровую обратную связь вращающегося движения с помощью компактной механической структуры и зрелой технологии обработки сигналов. Его широкая адаптация напряжения, антиинтерференционная конструкция и высокая надежность делают его идеальным выбором для управления движением в сценариях автоматизации узкой космической промышленности.