Датчики угла поворота

1.

ДАТЧИКИ УГЛА ПОВОРОТА.
1
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

2.

Применение.
Контроль положения сверла на станке с
ЧПУ(Абсолютный энкодер)
Позиционирование поворотной платформы
системы (Абсолютный энкодер)
Контроль угла стола на станке с
ЧПУ(Абсолютный энкодер)
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

3.

Применение.
Позиционирование изделий на
конвейере(Инкрементальный энкодер)
Позиционирование манипулятора
(Инкрементальный энкодер)
КОНТРОЛЛЕР
Позиционирование кран-балки
(Инкрементальный энкодер)
www.autonics.ru
Контроль положения стола на станке с
ЧПУ(Инкрементальный энкодер)
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

4.

Применение.
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

5.

Применение.
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

6.

Принцип действия.
Что такое энкодер?
Энкодер(датчик угла поворота) - это устройство преобразующее линейное или угловое
перемещение в электрические импульсы.
А
В
Энкодеры по принципу действия подразделяются на два типа: ИНКРЕМЕНТАЛЬНЫЕ и АБСОЛЮТНЫЕ.
Инкрементальные
Датчик угла
E20,E30,E40,E40H
BP,E50S,E50SP,
E58,E60H,E68,
E68S,
E80H,E100H,ENA
www.autonics.ru
Датчик линейного
перемещения
ENC
Абсолютные
Штурвал
ENH
ENHP
Однооборотные
Датчик угла
Линейные
EP50S, EP50SP,
EP58, ENP
EWLS50
Многооборотные
EPM50
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

7.

Принцип действия.
Инкрементальный энкодер.
Инкрементальный (накапливающий) энкодер преобразует вращение вала в «простую» последовательность импульсов.
Положение вычисляется путем сложения или вычитания этих импульсов. Сразу после включения, положение вала не известно.
Оно становится известно после прохождения нулевой (референтной) точки.
Механизм энкодера состоит из вращающейся и неподвижной частей. При вращении ротора свет от источника то
появляется, то исчезает. Световые импульсы преобразуются в электрические.
Источник
Приемник
Подвижная часть - диск может выполнена из металла( с отверстиями) или из
стекла(нанесенные штрихи).
Стеклянный диск
Металлический диск
Абсолютный энкодер.
Абсолютный энкодер преобразует вращение вала в систему импульсов, которые принимающее устройство интерпретирует в
текущее положение вала. В отличие от инкрементного энкодера, счетчик импульсов не нужен, т.к. угол поворота всегда
известен.
Отверстия на диске образуют систему щелей,. Каждое положение диска соответствует определенному выходному сигналу.
Таким образом, абсолютный энкодер имеет возможность сохранять данные о своем положении, даже при отключении питания.
маска
источник
приемник
2º
вал
2¹
диск
2²
2³
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

8.

Разрешение энкодера.
Одна из самых важных характеристик энкодера – это разрешение или количество импульсов на оборот. Эта
величина влияет на точность определения величины угла.
Чем больше разрешение энкодера, тем более точно определяется величина угла поворота.
Разрешение зависит от количества меток на диске. Физически сложно уместить большое
количество меток на маленьком диске. Чем больше размер диска, тем большей разрешающей
способность он может обладать. Максимальная разрешающая способность 10000 имп/оборот у
энкодера диаметром 100 мм.
Разрешения инкрементальных энкодеров.
1, 2, 5, 10, 12, 15, 20, 23, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 75, 100,
120, 125, 150, 192, 200, 240, 250, 256, 300, 360, 400, 500,
512, 600, 800, 1000, 1024, 1200, 1500, 1800, 2000, 2048,
2500, 3000, 3200, 3600, 5000, 6000, 8000, 8192, 10000
(E100H35)
Разрешения абсолютных энкодеров.
6, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 32, 40, 45, 48, 64, 94, 128, 180, 256,
360, 512, 720, 1024
В силу того, что максимальная частота
работы ВЫХОДА ограничена( 300 МГц, 200МГц
и др.), большое разрешение уменьшает
максимальную частоту вращения ротора.
Макс. част.
вращения
www.autonics.ru
=
Макс. част. Выхода
Разрешение. энкодера
х 60
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

9.

Тип вала.
Энкодеры компании Autonics имеют три разновидности вала: сплошной вал, полый глухой вал , полый сквозной вал.
S: Shaft type
HB: Hollow built-in type
H: Hollow type
Сплошной вал
Полый глухой вал
Полый сквозной вал
Диаметры:
2, 4, 6, 8, 10, 15 мм
Диаметры:
2, 2.5, 3, 6, 8, 10, 12 мм
Диаметры:
6, 8, 10, 12, 20, 30, 35 мм
Удобен, когда необходимо установить шкив
нужного диаметра непосредственно на ось
датчика.
Так же возможно использовать упругую
муфту, если необходим монтаж на
оборудование с вибрацией.
www.autonics.ru
Применяется, если необходимо
установить датчик непосредственно на
ось устройства.
Применяется, если необходимо,
например, установить на ось, между
приводящим и приводимым
устройствами.
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

10.

Инкрементальный энкодер. Выход.
Уровни выходных сигналов соответствуют уровню TTL (питание 5 Вольт) и HTL (питание 12-24 Вольта)
Фазы.
Сигнал с инкрементального энкодера снимается через выводы - так называемые «фазы». В зависимости от задачи выбираются
энкодеры с различным количеством фаз. Энкодеры бывают:
1 фазный: достаточно для определения скорости вращения.
2 фазный: определение направления(A и B фазы, смещенные друг относительно друга).
3 фазный: для определения направления вращения относительно «нулевой» (референтной) точки( А, B и Z)
4 фазный: на выходе 2 фазы А и В и их инвертированные состояния А и В
6 фазный: на выходе 2 фазы А В и Z и их инвертированные состояния А В и Z
Энкодеры с инвертированными фазами используются для специфических задач.
Направление вращения.
Фазы A и B смещены друг относительно друга на четверть периода.
Это позволяет определять направления вращения по очередности
прихода сигнала. При вращении по часовой стрелке - сигнал с фазы А
приходит раньше, чем с фазы В. При вращении против –наоборот
( записать).
Инвертированные фазы.
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

11.

Инкрементальный энкодер. Выход.
Типы выхода.
Существует несколько схемотехнических решений для выхода энкодеров. Эти решения выбираются в зависимости от логики
принимающих устройств.
NPN и PNP являются разными типами выходов, но вместо них можно предложить комплементарный(Push-Pull) тип, который
сочетает в себе свойства и NPN и PNP.
Line Drive выход – высокоскоростной выход.
Комплементарный выход. (T)
NPN выход (N)
PNP выход. (V)
Line drive. (L)
эквивалентные схемы
Push-Pull
Totem Pole
Комплементарный
Универсальный
www.autonics.ru
NPN
PNP
По напряжению
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

12.

Абсолютный энкодер. Выход.
Тип выхода.
Схемотехнически выход абсолютного энкодера реализован PNP и NPN типами. Выбор того или иного зависит от логики
принимающего сигналы оборудования.
Дес
Двоичн
Дв.-десят
Грея
0
0000
00000000
0000
1
0001
00000001
0001
2
0010
00000010
0011
3
0011
00000011
0010
4
0100
00000100
0110
5
0101
00000101
0111
6
0110
00000110
0101
7
0111
00000111
0100
Кодировка
8
1000
00001000
1100
Значение угла на выходе из абсолютного энкодера может быть представлено
различными видами бинарного кода:
-ДВОИЧНЫЙ КОД
-ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ КОД
-КОД ГРЕЯ
Выбирается кодировка сигнала в зависимости от принимаемой аппаратуры.
9
1001
00001001
1101
10
1010
00010000
1111
11
1011
00010001
1110
12
1100
00010010
1010
13
1101
00010011
1011
14
1110
00010100
1001
15
1111
00010101
1000
NPN
PNP
Тип интерфейса.
Абсолютные энкодеры Autonics имеют параллельный интерфейс. Однако, многооборотная модель
EPM50 имеет возможность выбора последовательного интерфейса.
SSI последовательный
Данные последовательно передаются по
одному проводу друг за другом
Parallel параллельный
Данные передаются одновременно по
нескольким проводам.
Направление счета
Направление счета в однооборотных абсолютных энкодерах может быть двух типов:
- величина угла увеличивается по направлении часовой стрелке
-величина угла увеличивается по направлении против часовой стрелки
www.autonics.ru
кодировка
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

13.

Питание. Размеры.
5В
Питание.
E20
E30
Стандартное питание энкодеров Autonics по выбору 5V или 12-24V.
Некоторые серии энкодера имеют ограничения по выбору или расширения по
диапазону питания(см. таблицу)
E40
E40HBP
E50S
E50SP
E58
E60
E68S
E80H
E100H
Размеры.
ENA
ENC
Для датчиков угла в названии серии присутствует размер корпуса энкодера.
E40 – диаметр корпуса 40 мм. EPM50 – диаметр корпуса 50 мм и т.д.
EP50S
EP50SP
EP58
Ультра
маленькие
Маленьки
е
Средние
E20,
E30S
E40,
E50,E50S
EP50,
EPM50,
EWLS50
E60H,
E68S,
E80H,
E100H
EP58,
ENP
www.autonics.ru
Боковой
монтаж
Колесные
ENA
ENC
Ручные
ENH
Портативн
ые ручные
ENHP
12В 12-24В 5-24В 5-12В
ENP
EWLS
EPM50
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

14.

Применение.
Измерение длины изделия
(Инкрементальный энкодер)
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

15.

Серии датчиков угла поворота Autonics.
Инкрементальные
Датчик угла
E20,E30,E40,E40H
BP,E50S,E50SP,
E58,E60H,E68,
E68S,
E80H,E100H,ENA
Датчик линейного
перемещения
ENC
Абсолютные
Штурвал
ENH
ENHP
Однооборотные
Датчик угла
Линейные
EP50S, EP50SP,
EP58, ENP
EWLS50
Многооборотные
EPM50

16.

Специальная серия для измерения длины материала. Серия ENC
Инкрементальные датчики углового перемещения серии ENC предназначены для
измерения длины или скорости движущегося объекта с помощью мерного колеса.
Применяются в таком промышленном оборудовании, как упаковочные и
текстильные машины. Более того, выходной сигнал приборов этой серии
пропорционален единицам измерения международной системы мер.
Серия ENC

17.

Миниатюрный энкодер, диаметром 15 мм.
15,5 мм
мм
мм
Ультракомпактные ∅ 15 мм Размер
· Ультракомпактные датчики положения вала с диаметром Ø15 мм
· Простая установка в ограниченном пространстве
· Низкий момент инерции
· Питание: 5 В пост. тока ±5%

18.

ENC ролики. IP
ENC ролики
Появилась возможность отдельно приобретать колесную часть к энкодерам серии ENC Выбираются 2 типов: диаметром колес
250 мм(для метрических систем) или 0.25 Ярда.
IP
В зависимости от серии и материала корпуса, степень защиты варьируется от IP50 до IP67. Опционально возможно заказывать
некоторые серии энкодеров с более высоким IP.
IP50
?
IP64
E18,E20,E30,E40, E40HBP,
E50S,E50SP,E58,E60H, E80H,
E100H,ENA, ENC, ENH,
EP50SP, EP58, ENP
EWLS50
E40(Опционально)
EP50S8, EPM50
www.autonics.ru
IP65
E50S(с разъемом),
E68S
IP67
ENHP( для пульта)
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

19.

Аксессуары и принадлежности.
В комплект энкодера с полым валом входит
крепление для его монтажа (BRACKET).
В комплект энкодера со сплошным валом входит переходная муфта(резина). Размеры
отверстий соответствуют диаметру вала энкодера.
В модели со сплошным валом больших размеров входит и муфта, и крепление.
ERB
В продаже имеются упругие муфты из алюминия с двумя типами крепления: винтовое и зажимное.
Зажимное крепление
Винтовое крепление
Винтовое крепление удобно использовать, когда на валу имеется паз. Зажимное используется, когда вал абсолютно ровный и не за
что закрепить(вал равномерно зажимается)
Размеры отверстий переходных муфт серии ERB можно посмотреть в Total Catalogue 10v. на странице F-72
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

20.

Аксессуары и принадлежности.
Кабели
В зависимости от модели энкодера, соединение бывает с разъемом или без.
(розетка)
Модель Расположение кабеля Расположение разъема
E20
Кабель сбоку/сзади
-
E30
Кабель сзади
Кабель с разъемом сзади
Кабель сбоку
Кабель с разъемом сбоку
E50S
Кабель сзади
Кабель с разъемам сзади,
разъем сзади/сбоку
E50SP
Кабель сзади
Кабель с разъемам сзади
E58
Кабель сбоку/сзади
Кабель с разъемам сзади,
разъем сзади/сбоку
E60
Кабель сбоку
Разъем сбоку
E68S
-
Разъем сбоку
E80H
Кабель сбоку
Кабель с разъемом сбоку
-
Разъем сбоку
SCN-16-7P;
ENA
-
Разъем сбоку
SCN-16-4P; SCN-16-10P
ENC
Кабель сзади
-
CID6
E40
E40HBP
E100H
(розетка-штепсель)
www.autonics.ru
Разъем
нет
CID6(T,V,N) CID9(L)
MS3102A20-29P
CID6(T,V,N) ; CID9(L)
SCN-20-10P
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

21.

Работа с каталогом.
Энкодеры
Для подбора по характеристикам создана наглядная таблица для каждой серии энкодеров.
Тип вала
Сплошной вал
Полый сквозной
Сплошной
Полый
Разрешение
Количество фаз
Тип выхода
Внешний Ø Внутренний Ø
Питание
Тип кабеля
Без
разъема
С разъемом
Полый глухой
Муфты
Кабели
I-тип
Длина кабеля(м)
Розетка(Socket type)
Розетка(Socket type)
Длина кабеля(м)
Кол-во контактов
Питание DC
Штепсель( Plug Type)
Кол-во контактов
I-тип
Питание DC
Коннектор
I-тип
Коннектор
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers

22.

Работа с каталогом.
www.autonics.ru
Мы делаем мир удобнее, AUTONICS Sensors & Controllers