編碼器是一種用于將物理運動轉換為數字脈沖的設備。它們作為反饋裝置廣泛應用于許多工業自動化系統中,例如:機器人、車輛控制、醫療設備和其他精密控制應用。
編碼器包含兩個主要部件:光電傳感器和環形光柵。當物理運動作用于編碼器時,光電傳感器會通過讀取環形光柵上的信息來測量運動。光電傳感器通常使用光電二極管和光敏電阻器,而環形光柵則由交替的明暗條紋組成,它們交替反轉并折射光線以創建數字脈沖信號。
編碼器可分為兩種類型:絕對編碼器和增量編碼器。
絕對編碼器提供逐個位置的精確位置反饋。可通過對位置對應的數字碼進行解碼,得到關于從位置零到當前位置的整個運動過程的信息。
增量編碼器不提供絕對位置信息,但可測量運動的相對位置和速度。它們通常由光電傳感器和一個旋轉的定位輪組成,該輪輪廓沿軸的距離被劃分為幾個短距離的條紋,光電傳感器讀取和解碼這些條紋。
編碼器在眾多工業應用中具有重要作用,例如:
編碼器不僅極其精密,而且通常應用于惡劣環境中,因此正確的安裝和維護對確保其正常操作非常重要:
隨著機器人和自動化技術的快速發展,編碼器的重要性顯而易見。未來幾年,增量編碼器和絕對編碼器都將繼續發展。未來增量編碼器將更多地應用于直接驅動應用,包括貼附磁帶,而絕對編碼器將更多地用于醫療和其他高精度應用。
與其他傳感器比較,編碼器的特點是使用壽命長,不需要維護,因此生產制造的過程不會產生廢物,并可實現連續性生產流程。若將其應用到機器人軸控制中,則可實現多自由度的靈活控制,從而大大提高能源利用率,實現節能環保。
現今技術已經發展到一種將編碼器整合至驅動電機內部的程度。編碼器和驅動器之間的配合更加無縫對接,將大大提高性能,并降低成本。
目前一些廠商可以將編碼器的靈敏度提升至預設標準規范之上,可用于超精度加工等需要極高精度控制的領域。
隨著技術更新,編碼器已經不存在體積大、重量重的的問題,并逐漸被小巧化的設計所取代。使之可能更好的與機械件的緊密結合,從而得到優秀的性能表現。
由于技術不斷發展成熟,編碼器的制造成本降低,這就使其價錢也下降。它們已經成為許多工業控制應用的普遍配備,這種趨勢未來還將持續下去。