Кодлогч машинуудын үндсэн ойлголт
Аж үйлдвэрийн автоматжуулалт, робот техник, өдөр тутмын электрон төхөөрөмжийн ертөнцөд бидэнд нийтлэг нэг зүйл хэрэгтэй байдаг: эд ангийн хөдөлгөөний байрлал, хурд эсвэл чиглэлийг мэдэх. Энэ бол кодлогч (ихэвчлэн мотор гэж нэрлэдэг) чухал үүрэг гүйцэтгэдэг газар юм. Кодлогч гэдэг нь механик хөдөлгөөнийг - ихэвчлэн эргэлт эсвэл шугаман шилжилтийг - PLC, микроконтроллер эсвэл аж үйлдвэрийн компьютер зэрэг хяналтын системээр уншиж болох цахилгаан дохио болгон хувиргадаг төхөөрөмж юм. Энэ нийтлэлд кодлогчийн үндэс, тэдгээрийн төрөл, ажиллах зарчим, янз бүрийн салбарт хэрэглэх талаар авч үзэх болно.
Кодлогч машин гэж юу вэ?
Энгийнээр хэлбэл, кодлогч нь хөдөлгөөн мэдрэгч юм. Хөдөлгүүрийн гол эргэлдэх эсвэл механизм хөдлөхөд кодлогч нь байрлалын өөрчлөлтийг илэрхийлсэн дохио үүсгэдэг. Энэ дохио нь ашигласан кодлогчийн төрлөөс хамааран дижитал импульс, хоёртын код эсвэл аналог дохио байж болно.
"Кодлогч машин" гэсэн нэр томъёог ихэвчлэн механик системд (жишээ нь, мотор, конвейер, CNC машин) суурилуулсан кодлогч төхөөрөмжийг хэлэхэд ашигладаг. Том төхөөрөмж гэсэн утгаар "машин" биш боловч кодлогч нь автоматжуулсан системийг нарийвчлалтай, тогтвортой ажиллуулах боломжийг олгодог гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Кодлогчийн үндсэн үүрэг
Кодлогчдыг ерөнхийдөө гурван үндсэн хэрэгцээнд ашигладаг:
1. Байрлалыг хэмжих (байрлалын санал хүсэлт)
Кодлогч нь системд босоо амны өнцгийн байршил (эргэлтэт) эсвэл хөдөлгөөний хүрээг (шугаман) тодорхойлоход тусалдаг. Энэ нь CNC машин, робот гар, сонгох-байрлуулах системд чухал ач холбогдолтой.
2. Хурд хэмжих (хурдны санал хүсэлт)
Хянагч нь нэгж хугацаанд ногдох импульсийн тоог тоолсноор туузан дамжуулагчийн моторын эргэлтийн хурд эсвэл шугаман хурдыг тодорхойлж чадна.
3. Эргэлтийн/хөдөлгөөний чиглэлийг тодорхойлох (чиглэл)
Зарим кодлогч (жишээлбэл, А ба В дохионуудтай инкремент) нь дохионуудын фазын зөрүүгээр хөдөлгөөний чиглэлийг зааж чадна.
Эдгээр гурван функц нь серво мотор гэх мэт хаалттай хүрдний удирдлагын системд маш чухал бөгөөд хянагч нь кодлогчийн санал хүсэлт дээр үндэслэн гаралтыг тохируулна.
Кодлогчийн ерөнхий ажиллах зарчим
Үндсэндээ кодлогч нь хөдөлгөөнийг дохио болгон "кодлох" замаар ажилладаг. Кодлогчийг эргүүлэх үед үүртэй диск эсвэл соронзон гэх мэт дотоод хэсэг нь оптик эсвэл соронзон мэдрэгчээр дамжин өнгөрдөг. Нүх эсвэл соронзон туйл нь мэдрэгчээр дамжин өнгөрөх бүрт импульсийн дохио үүсдэг. Эдгээр импульсийг хөдөлгөөнийг тодорхойлохын тулд тооцоолдог.
Жишээлбэл, кодлогч нь 1000 PPR (нэг эргэлтэд ногдох импульс) нягтралтай байдаг. Энэ нь бүтэн эргэлт бүрт 1000 импульс үүсгэнэ гэсэн үг юм. Хэрэв систем 500 импульс уншвал гол нь хагас эргэлт эргэсэн байна (нэг сувгийн уншлага, квадрат үржвэр байхгүй гэж үзвэл).
Гаралтад суурилсан кодлогчдын төрлүүд
1. Нэмэлт кодлогч
Өсгөлтийн кодлогч нь байрлал өөрчлөгдөх бүрт импульс үүсгэдэг. Хамгийн түгээмэл дохионууд нь:
– А ба В суваг (квадрат): чиглэлийг тодорхойлохын тулд 90 градусын фазын зөрүүтэй хоёр квадрат дохио.
– Z суваг (индекс): мөчлөг бүрт нэг удаагийн лавлах импульс.
Нэмэгдэл шинж чанарууд:
– Үнэмлэхүй байрлалыг хадгалдаггүй. Хэрэв цахилгаан тасарсан бол дахин лавлах (гэрлэх) систем байхгүй л бол сүүлийн байрлал “алдагдсан” байна.
– Хурд болон харьцангуй хөдөлгөөнийг хэмжихэд тохиромжтой.
- Илүү энгийн бөгөөд ихэвчлэн хямд байдаг.
2. Абсолют кодлогч
Абсолют кодлогч нь босоо амны өнцөг бүрт өвөрмөц байрлалын утгыг өгдөг. Дахин асаахад систем нь байрлалыг шууд таних шаардлагагүйгээр байршлыг нь танина.
Абсолют кодлогчид ихэвчлэн дараахыг ашигладаг:
– Зэрэгцээ гаралт (урт),
– SSI, BiSS, CANopen, эсвэл EtherCAT зэрэг цуваа гаралт,
– Өвөрмөц байрлалын тоог тодорхойлдог битээр (жишээ нь 12-бит, 16-бит) илэрхийлсэн нягтралын хариу үйлдэл.
Үнэмлэхүй шинж чанарууд:
– Цахилгаан тасарсан үед байрлал алдагдахгүй (технологи болон олон эргэлтэнд батерей/араа ашигладаг эсэхээс хамаарна).
- Өндөр нарийвчлал, аюулгүй байдал шаарддаг хэрэглээнд тохиромжтой.
Мэдрэгчийн аргад суурилсан кодлогчийн төрлүүд
1. Оптик кодлогч
Оптик кодлогч нь дискэн дэх цоорхойг илрүүлэхийн тулд LED болон оптик мэдрэгч ашигладаг. Тэдний давуу талууд:
- Өндөр нягтралтай, сайн нарийвчлалтай.
- Үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд өргөнөөр ашиглах боломжтой.
Сул талууд:
– Хэрэв хамгаалалт сайн биш бол тоос шороо, тос эсвэл өндөр чичиргээнд илүү мэдрэмтгий.
2. Соронзон кодлогч
Соронзон кодлогч нь соронз болон Холл эсвэл соронзон эсэргүүцэгч мэдрэгчийг ашигладаг. Тэдний давуу талууд:
– Бохир орчин, тоос шороо, чийгшилд илүү тэсвэртэй.
- Хүнд нөхцөлд ашиглахад бат бөх.
Сул талууд:
– Ерөнхийдөө оптик нягтралаас бага нягтралтай (гэхдээ орчин үеийн олон технологи маш сайн).
Кодлогч дахь чухал параметрүүд
Кодлогч сонгохдоо хэд хэдэн үндсэн үзүүлэлтийг ойлгох хэрэгтэй:
1. Шийдвэр
Нэмэлт нягтралыг ихэвчлэн PPR/CPR-ээр илэрхийлдэг бол абсолют нягтралыг битээр илэрхийлдэг. Нарийвчлал өндөр байх тусам байрлалын хэмжилт илүү нарийн байдаг.
2. Цахилгаан гаралтын төрөл
Жишээлбэл, TTL, HTL, нээлттэй цуглуулагч, түлхэх-татах, шугамын драйвер (RS-422). Энэ нь PLC оролт эсвэл серво драйверуудтай нийцтэй байдалд нөлөөлдөг.
3. Ажлын хүчдэл
Ихэвчлэн 5V, 12V эсвэл 24V байдаг. Энэ нь таны системтэй тохирч байгаа эсэхийг шалгаарай.
4. Хамгийн их хурд (хамгийн их эргэлтийн хурд / хамгийн их давтамж)
Кодлогч нь өгөгдөл алдалгүйгээр хянагч уншиж чадах давтамжтай импульс үүсгэх чадвартай байх ёстой.
5. Механик суурилуулалтын төрөл
Зарим нь цул гол, хөндий гол эсвэл холбогчтой бэхэлгээг ашигладаг. Голын тэгшлэлт нь кодлогчийн бат бөх чанар, нарийвчлалд чухал үүрэгтэй.
6. Ажлын орчин
IP үнэлгээ (жишээ нь IP65), ажиллах температур, чичиргээ, шингэн эсвэл тоосонд өртөх зэргийг анхаарч үзээрэй.
Хяналтын систем кодлогчийг хэрхэн уншдаг вэ?
Инкрементал кодлогчийг уншихын тулд хянагч нь А ба В сувгуудаас импульсийг тоолдог. Квадрат аргын тусламжтайгаар систем нь ихэвчлэн 4 удаа декодчилдог бөгөөд энэ нь A/B дохионы ирмэгийн өөрчлөлт бүрийг тоолсон тул үр дүнтэй нягтралыг дөрвөн дахин нэмэгдүүлдэг гэсэн үг юм.
Абсолют кодлогчдын хувьд хянагч нь байршлын өгөгдлийг тодорхой холбооны протоколоор уншдаг. Орчин үеийн аж үйлдвэрийн системд абсолют кодлогчид ихэвчлэн fieldbus сүлжээнд нэгтгэгддэг тул байршлын өгөгдлийг PLC бодит цаг хугацаанд уншиж, хөдөлгөөний удирдлагад ашиглах боломжтой байдаг.
Үүнээс гадна, дуу чимээ болон цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо (EMI)-д анхаарлаа хандуулах нь чухал юм. Кодлогч кабель нь дохионы тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд ихэвчлэн хамгаалалттай кабель, зөв газардуулга, хол зайд дифференциал оролтыг ашигладаг.
Кодлогч програмын жишээнүүд
1. Серво мотор болон BLDC мотор
Кодлогч нь сав баглаа боодлын машин, робот эсвэл хэвлэх машин гэх мэт байрлал болон хурдыг нарийн хянах боломжийг олгодог.
2. Конвейер ба бүтээгдэхүүн тоолох систем
Кодлогч нь туузны туулсан зайг уншиж, хэзээ зүсэх, тэмдэглэх эсвэл дүүргэхийг тодорхойлдог.
3. CNC машинууд болон 3D хэвлэгчид
Кодлогч нь байрлалын тохируулга, тэнхлэгийн хөдөлгөөнийг хянах, нарийвчлалыг сайжруулахад тусалдаг.
4. Цахилгаан шат, урсдаг шат болон автомат хаалга
Кодлогчийг бүхээгийн байрлал, хурд, жигд зогсоох хяналтыг тодорхойлоход ашигладаг.
Нийтлэг алдаа ба практик зөвлөмжүүд
Кодлогчтой холбоотой зарим нийтлэг асуудлуудад дараахь зүйлс орно.
– Суларсан кабель, дуу чимээ, эсвэл муу газрын холболтоос болж дохио алдагдах эсвэл алгасах.
– Холбогчийг буруу байрлуулсан, хэт их радиаль ачаалал эсвэл чичиргээнээс үүдэлтэй механик гэмтэл.
– Хэрэв кодлогчийн нягтрал нь хянагчийн тохиргоотой таарахгүй бол байрлалын заалт буруу байна.
Энгийн зөвлөгөөнүүд:
– Хамгаалалтын кабель ашиглаж, моторын цахилгааны кабелиудаас кабелийн замыг тусад нь байрлуулна уу.
– Босоо амны угсралтын ажил тэгш байгаа эсэхийг шалгаж, шаардлагатай бол уян хатан холбогч ашиглана уу.
– Кодлогчийн өгөгдлийн хүснэгтийн дагуу хяналтын төхөөрөмж дэх PPR/битийн параметрүүдийг тохируулна уу.
Хаах
Кодлогч машинуудын талаарх үндсэн ойлголт нь кодлогч нь байрлал, хурд, чиглэлийг хянахын тулд хөдөлгөөнийг цахилгаан дохио болгон хувиргадаг мэдрэгч гэдгийг хүлээн зөвшөөрөхөөс эхэлдэг. Инкрементал ба абсолютын ялгааг ойлгож, оптик эсвэл соронзон мэдрэгчийн аргыг сонгож, нягтрал, гаралт, орчны нөхцөл зэрэг параметрүүдийг харгалзан үзвэл бид хэрэглээнд тохирох кодлогчийг тодорхойлж чадна. Орчин үеийн автоматжуулалтын системд кодлогч нь зөвхөн нэмэлт хэрэгсэл биш, харин машины ажиллагааны нарийвчлал, тогтвортой байдал, үр ашгийг тодорхойлдог гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм.
Хэрэв та хүсвэл би нийтлэлийн илүү техникийн хувилбарыг (PPR-ээс зай хүртэлх тооцооллын томъёо, A/B/Z холболтын жишээ, тодорхой PLC-д зориулсан гаралтын төрлийн зөвлөмжийн хамт) эсвэл анхан шатны уншигчдад зориулсан илүү хөнгөн хувилбарыг бий болгоход тусалж чадна.
