Co je na kódovém kotouči: inkrementální stopa, stopa referenční značky a absolutní stopy

Prstence vzorů na kódovém kotouči se nazývají stopy a každá má svůj úkol: inkrementální stopa počítá kroky, stopa referenční značky dává výchozí bod, komutační stopy slouží servomotoru, absolutní stopy dávají přímo polohu a centrovací kroužek pomáhá se zarovnáním při montáži. Tento článek představuje stopy jednu po druhé a porovnává vzory inkrementálních a absolutních kotoučů.

Při pohledu na kódový kotouč proti světlu jsou vidět prstence vzorů různé jemnosti: vně velmi husté rysky, dále uvnitř několik dlouhých oblouků a prstenec s jediným malým otvorem. Každý prstenec se nazývá „stopa“ a má svůj úkol. Rozpoznat stopy je prvním krokem ke čtení výkresu kódového kotouče.

Inkrementální stopa: počítání „kolik kroků“

Inkrementální stopa je prstenec rovnoměrně rozložených rysek; „počet rysek“ kotouče se vztahuje k ní. Kotouč s 2500 ryskami dává 2500 period signálu na otáčku.

Kanály A a B pocházejí ze stejné inkrementální stopy: snímací hlava má dvě skupiny oken posunuté o 1/4 rozteče, takže vzniknou dva signály posunuté o 90°, které slouží k rozpoznání směru a ke čtyřnásobnému vyhodnocení.

Inkrementální stopa se obvykle umísťuje na vnější prstenec, protože rozteč je p = 2πr ÷ N. Při stejném počtu rysek je rozteč tím větší, čím větší je poloměr. 2500 rysek na poloměru 20 mm dává rozteč asi 50 μm a šířku rysky asi 25 μm; po přesunu na poloměr 10 mm klesne rozteč asi na 25 μm a výroba i snímání se ztíží.

Stopa referenční značky: jeden ukazatel na otáčku

Inkrementální enkodér po zapnutí neví, kde se nachází; může jen počítat od aktuální polohy. Stopa referenční značky má jediné okno na otáčku a při každé otáčce dává jeden nulový impulz (Z), který řídicí systém používá jako referenci při hledání nuly.

Poloha nulového okna musí být přesně zarovnána s inkrementálními ryskami, aby impulz Z držel pevný fázový vztah k signálům A a B.

Komutační stopy: pro servomotory

Měnič bezkartáčového servomotoru musí po zapnutí vědět, kde zhruba jsou póly rotoru, aby správně napájel vinutí. To zajišťují komutační stopy, obvykle tři prstence U, V a W.

Každý prstenec je rozdělen na úseky podle počtu párů pólů motoru a tři kanály jsou vzájemně posunuty o 120° elektrických. U motoru se 4 páry pólů má každý kanál 4 periody na otáčku a kanály jsou posunuty o 120° ÷ 4 = 30° mechanických (viz obrázek 1). Tři signály dohromady dávají 6 stavů, každý odpovídá 60° elektrickým: to stačí k rozběhu motoru, poté přesnou komutaci převezme inkrementální stopa.

Centrovací kroužek a značení

Centrovací kroužek je tenký kruhový prstenec soustředný se stopami. Negeneruje signál a slouží jen k montáži: pod mikroskopem se otáčí hřídelí a kotouč se seřizuje, dokud centrovací kroužek přestane házet. Excentricita 5 μm na poloměru 20 mm způsobí při jedné snímací hlavě chybu asi 52″, proto je tento krok zásadní.

Na kotouči bývá navíc značení jako číslo šarže, směr otáčení a označení strany s ryskami, které slouží k dohledatelnosti a montáži.

Absolutní kotouč: jeden prstenec na bit

Absolutní kotouč „zapisuje“ polohu přímo na kotouč. Vpravo na obrázku 1 je 6 prstenců Grayova kódu, každý představuje jeden bit; přečtením posloupnosti 0 a 1 podél poloměru se zjistí, ve které ze 64 buněk se kotouč nachází, každá má 360° ÷ 64 = 5,625°.

Grayův kód se používá místo běžného binárního kódu proto, že v Grayově kódu se dvě sousední buňky liší jen v jednom bitu; i když snímací okno padne na hranici buněk, nepřečtou se nesmyslné hodnoty. Nejvyšší bit je na vnitřním prstenci a nejjemnější bit na vnějším, opět proto, že vnější prstenec má větší obvod a vzor není příliš jemný.

U absolutních kotoučů s více bity se obvykle nedělá každý bit jako samostatný prstenec: hrubá poloha se určí kódovými stopami (nebo jedinou stopou s pseudonáhodným kódem) a pak vnější interpolační stopa vytvoří signály sin/cos k interpolaci uvnitř buňky.

Vzory obou typů kotoučů v porovnání:

Shrnutí

Inkrementální stopa počítá kroky, stopa referenční značky dává výchozí bod, komutační stopy pomáhají rozběhu motoru, absolutní stopy dávají přímo polohu, centrovací kroužek a značení slouží montáži a dohledatelnosti. Při čtení výkresu kódového kotouče se nejprve určí, která stopa je který prstenec, a pak se sledují počet rysek, poloměr a tolerance; tak se jen těžko něco přehlédne.

Překlad čínského originálu (0012). ENC7 – výrobce kódových kotoučů (poptávka) · Odborné články · https://enc7.com

© Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Všechna práva vyhrazena. Článek vznikl s pomocí AI.