Magnetiniai kodavimo įrenginiai yra plačiai naudojami šiuolaikinėse judesio valdymo sistemose padėties, greičio, krypties ir poslinkio aptikimui. Jie dažniausiai randami varikliuose, robotuose, CNC mašinose, automatikos įrangoje, medicinos įrenginiuose ir daugelyje kitų pramoninių sistemų, kurioms reikalingas patikimas judesio grįžtamasis ryšys.
Palyginti su tradiciniais optiniais kodavimo įrenginiais, magnetiniai koduotuvai dažnai naudojami tais atvejais, kai dulkės, alyva, drėgmė, vibracija arba ribota montavimo vieta gali turėti įtakos stabiliam veikimui. Daugeliui pramoninių vartotojų magnetiniai kodavimo įrenginiai siūlo praktinę patvarumo, tikslumo, kompaktiško dizaino ir ekonomiškumo pusiausvyrą.
Kas yra magnetinis kodavimo įrenginys?
A magnetinis kodavimo įrenginysyra padėties grįžtamojo ryšio prietaisas, kuris naudoja magnetinio lauko pokyčius judesiui matuoti. Jis gali aptikti sukamąjį judėjimą, linijinį judėjimą, greitį, kryptį ir padėtį, tada konvertuoti šią informaciją į valdiklio, variklio pavaros, PLC arba judesio valdymo sistemos elektrinius signalus.
Paprastais žodžiais tariant, magnetinis kodavimo įrenginys padeda mašinai suprasti, kur yra judanti dalis, kaip greitai ji juda ir kuria kryptimi juda.
Pavyzdžiui, servo variklyje magnetinis kodavimo įrenginys gali aptikti variklio veleno padėtį. CNC mašinoje jis gali padėti stebėti ašies judėjimą arba sukimosi padėties nustatymą. Roboto jungtyje jis gali pateikti padėties grįžtamąjį ryšį, kad padėtų robotui judėti tiksliai ir pakartotinai.
Kaip veikia magnetinis kodavimo įrenginys?
Magnetinis kodavimo įrenginys paprastai veikia su magnetu, magnetiniu žiedu arba magnetine skale. Magnetui ar magnetiniam raštui judant, keičiasi magnetinis laukas. Magnetinis jutiklis aptinka šiuos pokyčius ir paverčia juos elektriniais signalais.
Pagrindinis darbo procesas yra toks:
- Ant besisukančios arba judančios dalies sumontuotas magnetas arba magnetinis žiedas.
- Magnetinis jutiklis yra šalia magneto.
- Kai velenas, žiedas ar skalė juda, magnetinis laukas pasikeičia.
- Jutiklis nustato magnetinio lauko kitimą.
- Signalo apdorojimo grandinė aptiktą signalą paverčia padėties, greičio arba krypties grįžtamuoju ryšiu.
- Valdiklis naudoja šį grįžtamąjį ryšį mašinai arba varikliui valdyti.
Kadangi jutimo procesas yra nekontaktinis,{0}}tarp magnetinio elemento ir jutiklio nėra fizinės trinties. Tai padeda sumažinti susidėvėjimą ir pailginti tarnavimo laiką, ypač pramoninėje aplinkoje.
Pagrindiniai magnetinio kodavimo prietaiso komponentai
Magnetinis kodavimo įrenginys iš išorės gali atrodyti paprastas, tačiau paprastai jį sudaro kelios svarbios dalys.
Magnetinis elementas
Magnetinis elementas gali būti mažas nuolatinis magnetas, magnetinis žiedas, magnetinis diskas arba magnetinė juostelė. Jis suteikia magnetinį lauką, kurį jutiklis turi aptikti.
Sukamiems darbams dažniausiai naudojami magnetiniai žiedai arba diametraliai įmagnetinti magnetai. Linijinėms reikmėms dažnai naudojamos magnetinės svarstyklės arba juostelės.
Magnetinis jutiklis
Jutiklis nustato magnetinio lauko pokyčius. Priklausomai nuo kodavimo įrenginio konstrukcijos, jame gali būti naudojamas Holo efekto jutiklis, magnetorezistinis jutimas arba kitos magnetinio jutimo technologijos.
Jutiklio kokybė turi įtakos kodavimo įrenginio tikslumui, stabilumui ir signalo kokybei.
Signalo apdorojimo grandinė
Neapdorotas magnetinis signalas turi būti apdorotas, kad jį galėtų naudoti valdymo sistema. Grandinė paverčia aptiktą magnetinį signalą į tinkamas išvestis, tokias kaip impulsai, analoginiai signalai, skaitmeninio ryšio signalai arba absoliučios padėties duomenys.
Būstas ir apsaugos struktūra
Pramoniniuose įrenginiuose kodavimo korpusas yra svarbus. Jis apsaugo vidinius komponentus nuo dulkių, alyvos, vibracijos, drėgmės ir mechaninio poveikio.
Išvesties sąsaja
Skirtingoms sistemoms reikalingi skirtingi išvesties signalai. Įprasti magnetinio kodavimo prietaiso išėjimai apima laipsninius impulsų signalus, analoginius signalus, PWM, SSI, SPI, I2C, CANopen ar kitus pramoninio ryšio formatus.
Įprasti magnetinių kodavimo įrenginių tipai
Magnetiniai kodavimo įrenginiai gali būti klasifikuojami keliais būdais, priklausomai nuo judėjimo tipo ir signalo išvesties.
Sukamieji magnetiniai kodavimo įrenginiai
Sukamieji magnetiniai kodavimo įrenginiai matuoja kampinę padėtį arba veleno sukimąsi. Jie plačiai naudojami varikliuose, robotų jungtyse, sukamuosiuose staluose, vožtuvuose ir automatikos įrangoje.
Jie gali nustatyti, kiek velenas pasisuko, kaip greitai jis sukasi ir kuria kryptimi juda.
Linijiniai magnetiniai kodavimo įrenginiai
Linijiniai magnetiniai koduotuvai matuoja tiesią{0}}liniją. Jie dažnai naudojami CNC staklių ašyse, linijinėse pavarose, pjovimo įrangoje, matavimo sistemose ir automatikos linijose.
Išilgai judėjimo kelio yra sumontuota magnetinė skalė arba juostelė, o jutiklis nuskaito padėtį, kai juda mašinos ašis.
Inkrementiniai magnetiniai kodavimo įrenginiai
Inkrementiniai magnetiniai kodavimo įrenginiai generuoja impulsus judant. Valdiklis skaičiuoja šiuos impulsus, kad apskaičiuotų padėtį, greitį ir kryptį.
Jie dažniausiai naudojami variklio valdymo ir automatikos sistemose, kur pakanka santykinės padėties grįžtamojo ryšio.
Tačiau nutrūkus galiai, prieauginiam koduotuvui paprastai reikia atskaitos taško arba nukreipimo proceso, kad vėl būtų nustatyta tikroji padėtis.
Absoliutaus magnetinio kodavimo įrenginiai
Absoliutaus magnetinio kodavimo įrenginiai kiekvienai padėčiai suteikia unikalią padėties reikšmę. Tai reiškia, kad sistema gali žinoti tikrąją padėtį iš karto po įjungimo{1}}nereikia grįžti į atskaitos tašką.
Absoliutaus magnetinio kodavimo įrenginiai tinka tais atvejais, kai svarbi padėties atmintis, saugumas ir greitas paleidimas.
Sukamieji magnetiniai kodavimo įrenginiai
Linijiniai magnetiniai kodavimo įrenginiai
Inkrementiniai magnetiniai kodavimo įrenginiai
Absoliutaus magnetinio kodavimo įrenginiai
Magnetiniai kodavimo įrenginiai prieš optinius kodavimo įrenginius
Tiek magnetiniai, tiek optiniai kodavimo įrenginiai naudojami padėties grįžtamajam ryšiui, tačiau jie naudoja skirtingus jutimo principus.
Optiniai kodavimo įrenginiai naudoja šviesos ir optinius diskus arba svarstykles judesiui aptikti. Jie gali užtikrinti labai didelę skiriamąją gebą ir tikslumą, tačiau yra jautresni dulkėms, alyvai, drėgmei ir užterštumui.
Magnetiniai kodavimo įrenginiai naudoja magnetinius laukus judėjimui aptikti. Paprastai jie yra tvirtesni atšiaurioje aplinkoje ir gali gerai veikti ten, kur vibracija, dulkės, alyvos rūkas ar drėgmė gali paveikti optines sistemas.
Apskritai:
Magnetiniai kodavimo įrenginiai yra geresni atšiaurioms pramonės aplinkoms, kompaktiškoms konstrukcijoms, atsparumui vibracijai ir ilgam tarnavimo laikui.
Optiniai koduotuvai yra geresni labai didelės-raiškos ir itin-didelės-tikslumo programoms švarioje aplinkoje.
Daugeliui pramoninių mašinų magnetiniai kodavimo įrenginiai yra praktiškesnis ir patvaresnis sprendimas.
Magnetinių kodavimo įrenginių privalumai
Magnetiniai kodavimo įrenginiai plačiai naudojami pramoniniam judesio valdymui, nes jie užtikrina stabilų grįžtamąjį ryšį, ilgą tarnavimo laiką ir patikimą veikimą aplinkoje, kurioje dulkės, alyva, vibracija ar ribota erdvė gali paveikti tradicinius jutimo sprendimus.
Stiprus atsparumas dulkėms, aliejui ir drėgmei
Vienas iš pagrindinių magnetinių kodavimo įrenginių pranašumų yra jų gebėjimas dirbti aplinkoje, kurioje optiniai koduotuvai gali sunkiai dirbti. Kadangi jie nepriklauso nuo švaraus optinio kelio, dulkės, alyvos rūkas, drėgmė ir nešvarumai mažiau trukdo signalo aptikimui.
Dėl to jie tinka CNC staklėms, pramoninei automatikai, sunkiajai įrangai ir lauko ar pusiau{0}}lauko darbams.
Ne{0}}kontaktinis vertinimas
Magnetiniai kodavimo įrenginiai matuoja padėtį be tiesioginio mechaninio kontakto tarp magnetinio elemento ir jutiklio. Tai sumažina trintį, mechaninį nusidėvėjimą ir priežiūros reikalavimus.
Jei įranga veikia ilgą laiką, be{0}}kontaktinis matavimas gali padėti pagerinti patikimumą ir tarnavimo laiką.
Geras atsparumas smūgiams ir vibracijai
Pramoninės mašinos dažnai susiduria su vibracija, smūgiais ir mechaniniais įtempiais. Magnetiniai kodavimo įrenginiai paprastai yra tolerantiškesni šioms sąlygoms nei daugelis subtilių optinių sistemų.
Tai ypač naudinga varikliuose, staklėse, robotikoje, statybinėse mašinose ir transporto įrangoje.
Kompaktiškas dizainas
Magnetinio kodavimo sistemos gali būti suprojektuotos kompaktiškų dydžių. Tai naudinga, kai montavimo vieta yra ribota, pvz., mažuose varikliuose, robotizuotose jungtyse, kompaktiškose pavarose ar pritaikytoje įrangoje.
Tinka individualiems magnetiniams sprendimams
Kadangi magnetinis elementas gali būti suprojektuotas įvairių formų, polių raštų, medžiagų ir dydžių, magnetiniai kodavimo įrenginiai yra labai tinkami pritaikytoms programoms.
OEM projektams magnetas arba magnetinis žiedas gali būti suprojektuoti pagal klientąjutiklis, įrengimo vieta, signalo reikalavimai ir darbo aplinka.
Magnetinių kodavimo įrenginių apribojimai
Nors magnetiniai kodavimo įrenginiai yra patikimi ir praktiški, jie nėra geriausias pasirinkimas kiekvienam pritaikymui.
Galimi magnetiniai trukdžiai
Kadangi magnetiniai koduotuvai priklauso nuo magnetinio lauko aptikimo, stiprūs išoriniai magnetiniai laukai gali turėti įtakos veikimui, jei sistema nėra tinkamai suprojektuota arba ekranuota.
Naudojant stiprius elektromagnetinius trikdžius arba šalia esančius magnetinius komponentus, svarbus tinkamas išdėstymas ir bandymai.
Tikslumas priklauso nuo magneto kokybės ir montavimo
Magnetinio kodavimo prietaiso veikimas yra glaudžiai susijęs su magneto arba magnetinio žiedo kokybe, polių tikslumu, oro tarpu, koncentriškumu ir išlygiavimu.
Prastas įmagnetinimas, nestabili medžiaga, neteisingas oro tarpas arba ekscentriškas įrengimas gali sumažinti tikslumą ir signalo stabilumą.
Itin{0}}Didelio tikslumo gali prireikti kitų technologijų
Programoms, kurioms reikalinga ypač didelė skiriamoji geba arba mažesnis{0}}mikronų tikslumas, vis tiek gali būti teikiama pirmenybė optiniams koduotojams ar kitoms aukštos{1}} klasės matavimo sistemoms.
Todėl tinkamas kodavimo įrenginys turėtų būti pasirinktas atsižvelgiant į realius taikymo reikalavimus, o ne tiesiog pasirenkant vieną technologiją.
Kur naudojami magnetiniai kodavimo įrenginiai?
Magnetiniai kodavimo įrenginiai naudojami daugelyje pramonės šakų, kurioms reikalingas judesio grįžtamasis ryšys ir padėties valdymas.
Pramoninė automatika
Automatinėse gamybos linijose magnetiniai kodavimo įrenginiai padeda stebėti judėjimą, greitį ir padėties nustatymą. Jie naudojami konvejeriuose, pavarose, pakavimo mašinose, surinkimo sistemose ir medžiagų tvarkymo įrenginiuose.
Robotika
Robotai reikalauja tikslaus jungties padėties grįžtamojo ryšio. Magnetiniai kodavimo įrenginiai gali būti naudojami robotų rankose, bendradarbiaujančiuose robotuose, aptarnavimo robotuose ir mobiliuosiuose robotuose, kad būtų palaikomas stabilus ir kartojamas judesio valdymas.
CNC staklės
CNC mašinose magnetiniai kodavimo įrenginiai gali būti naudojami ašies padėties grįžtamajam ryšiui, veleno grįžtamajam ryšiui, sukamiesiems stalams, įrankių keitikliams ir kitoms judesio valdymo sistemoms.
Dėl atsparumo alyvos rūkui, dulkėms ir vibracijai jie yra naudingi apdirbimo aplinkoje.
Servo varikliai ir BLDC varikliai
Magnetiniai kodavimo įrenginiai dažniausiai naudojami varikliuose, kad pateiktų grįžtamąjį ryšį su rotoriaus padėtimi. Tai padeda pagerinti greičio valdymą, sukimo momento valdymą ir padėties nustatymo tikslumą.
Medicinos įranga
Kai kuriems medicinos prietaisams reikalingas kompaktiškas, patikimas ir ne{0}}kontaktinis padėties jutiklis. Magnetiniai kodavimo įrenginiai gali būti naudojami chirurginėje įrangoje, diagnostikos prietaisuose, reabilitacijos sistemose ir tikslaus judesio platformose.
Vėjo energija ir atsinaujinanti energija
Magnetiniai kodavimo įrenginiai gali būti naudojami vėjo turbinų žingsnio valdymo, saulės sekimo sistemose ir kitoje atsinaujinančios energijos įrangoje, kur svarbus patvarumas lauke ir stabilios padėties grįžtamasis ryšys.
Sunkioji technika ir lauko įranga
Statybinė technika, žemės ūkio įranga, liftai, kranai ir transportavimo sistemos dažnai dirba atšiaurioje aplinkoje. Magnetiniai kodavimo įrenginiai gali užtikrinti patikimą grįžtamąjį ryšį vibracijos, dulkių ir temperatūros pokyčių metu.
Kaip pasirinkti tinkamą magnetinį kodavimo įrenginį
Norint pasirinkti tinkamą magnetinį kodavimo įrenginį, reikia ne tik palyginti kainas. Kodavimo įrenginys turi atitikti mašinos struktūrą, valdymo sistemą, darbo aplinką ir tikslumo reikalavimus.
Apibrėžkite judesio tipą
Pirmiausia patvirtinkite, ar programai reikalingas rotacinis, ar tiesinis matavimas. Rotacinėms programoms reikalingas magnetinis žiedas, diskas arba veleno magnetas. Linijinėms programoms reikia magnetinės skalės arba juostelės.
Patvirtinkite papildomus arba absoliučius atsiliepimus
Jei sistemai reikia tik greičio ir santykinės padėties grįžtamojo ryšio, gali pakakti prieauginio magnetinio kodavimo.
Jei sistema turi žinoti tikrąją padėtį iš karto po maitinimo{0}}įjungimo, absoliutus magnetinis koduotuvas gali būti tinkamesnis.
Patikrinkite tikslumo ir skyros reikalavimus
Skirtingoms programoms reikalingas skirtingas tikslumo lygis. Bendrajai variklio grįžtamojo ryšio programai gali neprireikti tokio paties tikslumo kaip tiksliajai CNC ašiai ar robotų jungtims.
Kodavimo įrenginys turėtų būti parinktas pagal realius tolerancijos ir valdymo reikalavimus.
Apsvarstykite darbo aplinką
Reikėtų atsižvelgti į dulkes, alyvą, drėgmę, vibraciją, temperatūrą ir galimus magnetinius trukdžius.
Atšiaurioje pramoninėje aplinkoje magnetiniai kodavimo įrenginiai dažnai yra patvaresni nei optiniai kodavimo įrenginiai.
Įvertinkite diegimo erdvę
Magnetiniai kodavimo įrenginiai dažnai pasirenkami tada, kai erdvė yra ribota. Tačiau magneto dydis, jutiklio padėtis, oro tarpas ir mechaninė tolerancija vis tiek turi būti kruopščiai suprojektuoti.
Atkreipkite dėmesį į magnetą
Magnetas nėra tik priedas. Tai tiesiogiai veikia kodavimo įrenginio signalo kokybę ir ilgalaikį stabilumą.
Svarbūs veiksniai yra magnetinė medžiaga, įmagnetinimo kryptis, polių tikslumas, paviršiaus apdorojimas, atsparumas temperatūrai ir matmenų tolerancija.
DUK
K: Ar magnetiniai kodavimo įrenginiai yra bekontakčiai?
A: Taip. Dauguma magnetinių koduotuvų naudoja ne{1}}kontaktinį jutimą. Magnetinio elemento ir jutiklio nereikia liesti, o tai padeda sumažinti susidėvėjimą ir priežiūros poreikį.
K: Ar magnetiniai kodavimo įrenginiai yra tikslūs?
A: Magnetiniai kodavimo įrenginiai gali užtikrinti gerą tikslumą daugeliui pramoninių pritaikymų. Tačiau galutinis tikslumas priklauso nuo jutiklio, magneto kokybės, įrengimo išlygiavimo, oro tarpo, signalo apdorojimo ir darbo aplinkos.
Klausimas: Ar magnetiniai kodavimo įrenginiai yra geresni už optinius kodavimo įrenginius?
A: Tai priklauso nuo programos. Magnetiniai kodavimo įrenginiai paprastai yra geresni atšiaurioje aplinkoje, kurioje yra dulkių, alyvos, vibracijos ar drėgmės. Optiniai koduotuvai dažnai yra geresni itin didelės-raiškos programoms švarioje aplinkoje.
K: Ar CNC mašinose gali būti naudojami magnetiniai kodavimo įrenginiai?
A: Taip. Magnetiniai kodavimo įrenginiai gali būti naudojami CNC mašinose padėties grįžtamajam ryšiui, veleno grįžtamajam ryšiui, ašių matavimui, sukamiesiems stalams ir kitoms judesio valdymo programoms. Dėl jų atsparumo alyvos rūkui ir vibracijai jie tinka daugelyje apdirbimo aplinkų.
K: Kas turi įtakos magnetinio kodavimo įrenginio veikimui?
A: Pagrindiniai veiksniai yra magneto kokybė, polių tikslumas, įmagnetinimo kryptis, oro tarpas, jutiklio tipas, įrengimo išlygiavimas, temperatūra, išoriniai magnetiniai trukdžiai ir signalo apdorojimo kokybė.
Išvada
Magnetiniai kodavimo įrenginiai yra patikimas, ne{0}}kontaktinis ir patvarus padėties, greičio ir judėjimo matavimo metodas šiuolaikinėse pramoninėse sistemose. Naudojant magnetinių laukų pokyčius, o ne optinius signalus, jie patikimai veikia net dulkėtoje, riebioje, drėgnoje, vibruojančioje ir ribotoje erdvėje{2}}. Naudojant tokias programas kaip CNC staklės, servovarikliai, robotai, automatikos įranga, medicinos prietaisai ir atsinaujinančios energijos sistemos, norint užtikrinti ilgalaikį-tikslumą ir sistemos patikimumą, labai svarbu pasirinkti tinkamą magnetinį kodavimo įrenginį ir jo magnetinius komponentus. GME klientams teikia aukštos-kokybės kodavimo magnetus, magnetinius žiedus ir magnetines svarstykles, kad padėtų jūsų judesio valdymo produktams pasiekti didesnį stabilumą, ilgesnę eksploatavimo trukmę ir didesnį našumą realioje-pramoninėje aplinkoje.
