最受歡迎的精密元件之一——旋轉(zhuǎn)編碼器
旋轉(zhuǎn)編碼器的定義:
旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速的裝置,光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換,可將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。
旋轉(zhuǎn)編碼器的分類:
編碼器如以信號原理來分可分為增量脈沖編碼器和絕對脈沖編碼器。
增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號,再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖,用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。
絕對式編碼器的每一個位置對應(yīng)一個確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān),而與測量的中間過程無關(guān)。
旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理:
由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環(huán)形通、暗的刻線,有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強(qiáng)穩(wěn)定信號;另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。
由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。
編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩(wěn)定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級,塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的,其成本低,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。
分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。
旋轉(zhuǎn)編碼器選型要素:1.類型 2.外徑尺寸 3.軸徑(用于對方設(shè)備耦合) 4.分辨率(位數(shù),脈沖數(shù)) 5.軸的形態(tài) 6.工作電壓 7. 輸出方式 8.信號輸出最遠(yuǎn)距離 9.輸出形式 10.客戶設(shè)備的最快轉(zhuǎn)速 11.后續(xù)設(shè)備的響應(yīng)頻率 12.保護(hù)等級
旋轉(zhuǎn)編碼器常用的品牌:日本內(nèi)密控NEMICON,日本光洋KOYO,日本歐姆龍OMRON,日本多摩川,中國瑞普,中國禹衡,瑞士宜科,瑞士堡盟,意大利意爾創(chuàng),德國西克,德國圖爾克,德國p+f倍加福,韓國奧托尼克斯等等,目前很多國外的品牌在國內(nèi)都設(shè)立了工廠。
內(nèi)密控常用系列:OVW2系列,HES系列,NOC系列,ASS系列,NE系列,NOC-H系列,NOC-HP系列等。
光洋常用系列:TRD-2E系列,TRD-2T系列,TRD-2TH系列,TRD-GK系列,TRD-J系列,TRD-MA系列,TRD-MX系列等。
歐姆龍常用系列:E6A2-C系列,E6B2-C系列,E6C2-C系列等。
瑞普常用系列:ZKP3808系列,ZKP4008系列,ZSP3806系列,ZSP5208系列,ZSP6210系列等。
旋轉(zhuǎn)編碼器的市場情況:編碼器在OEM市場的應(yīng)用比例較高,主要應(yīng)用于機(jī)床、電梯、伺服電機(jī)配套、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、起重機(jī)械等行業(yè)。
從行業(yè)來看,電梯、機(jī)床和伺服電機(jī)配套是編碼器的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域,占整體應(yīng)用市場53%的市場份額。紡織機(jī)械、包裝機(jī)械和印刷機(jī)械等領(lǐng)域目前市場份額較小,編碼器一般不直接進(jìn)入這三個行業(yè),編碼器生產(chǎn)企業(yè)的競爭主要集中在給這些機(jī)械行業(yè)提供伺服電機(jī)的電機(jī)生產(chǎn)廠環(huán)節(jié)。起重機(jī)械目前市場份額也較小,僅占4%-5%。在冶金和電子行業(yè)等項目型行業(yè),編碼器目前應(yīng)用比例較低,僅占14%的市場份額。此外,編碼器在醫(yī)療機(jī)械、風(fēng)電、汽車生產(chǎn)線、混合動力汽車、水利、軌道交通等領(lǐng)域也有一定應(yīng)用,但應(yīng)用比例較低。
從廠商來看,目前歐美品牌占據(jù)高端市場,占三分之一以上的市場份額,產(chǎn)品價格定位高端,在重工和風(fēng)電等新能源領(lǐng)域具有優(yōu)勢;日韓品牌主要占據(jù)中端市場,也占三分之一以上的市場份額,產(chǎn)品價格定位中端,在電梯、機(jī)床、伺服電機(jī)等行業(yè)應(yīng)用較為廣泛;而大陸企業(yè)主要參與中低端市場的競爭,產(chǎn)品價格較低,以占市場近半銷售量僅獲得25%的大陸市場銷售份額。
,主要應(yīng)用在如包裝、紡織、電梯等行業(yè)中僅要求測量轉(zhuǎn)速及對絕對位置測量要求不高的機(jī)器設(shè)備上。而在高精度機(jī)械設(shè)備或鋼鐵、港口及起重等重工業(yè)行業(yè),由于對測量的精度要求相對較高,更多情況會使用絕對值編碼器。在這些重工業(yè)行業(yè)應(yīng)用中,由于工況比較惡劣,所以對編碼器的抗沖擊和振動等指標(biāo)要求較高。