Với những người làm trong ngành gia công cơ khí, Encoder chắc chắn là khái niệm không còn xa lạ nữa. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu được Encoder là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó như thế nào, vì vậy hãy cùng tìm hiểu nhé!
Tóm tắt
Encoder là gì?
Chắc hẳn bạn đã nghe thấy từ Encoder rất nhiều lần nhưng bạn đã hiểu được Motor Encoder là gì chưa? Encoder là một trong những bộ phận quan trọng trong sơ đồ cấu tạo của máy CNC. Nó quan trọng giống như bộ phận của công tơ mét được gắn ở ô tô hoặc là xe máy. Đặc biệt, Encoder còn đo đạc và hiển thị các thông số chi tiết về tốc độ của máy giúp cho người sử dụng nắm rõ những thông số này thông qua hệ thống giám sát của máy tính điều khiển.
Cấu tạo Encoder
Encoder bao gồm:
- 1 đĩa quay được khoét lỗ và gắn vào trục của động cơ.
- 1 đèn led để làm nguồn phát sáng.
- 1 mắt thu quang điện sắp xếp thẳng hàng.
- Bảng mạch khuếch đại tín hiệu.
Nguyên lý Encoder
Nguyên lý hoạt động của Encoder như sau: Với các tín hiệu có ánh sáng chiếu qua hay không có ánh sáng chiếu qua thì bạn vẫn có thể biết được đèn led có chiếu qua lỗ này hay không. Bên cạnh đó, số xung đếm được và tăng lên sẽ được tính bằng số lần mà ánh sáng bị cắt. Nhờ vậy bạn có thể xử lý tín hiệu Encoder.
Ví dụ, trên đĩa có 1 lỗ duy nhất, mỗi lần con mắt thu nhận được 1 tín hiệu đèn led thì nghĩa là đĩa quay được 1 vòng.
Vì vậy đây chính là nguyên lý hoạt động của Encoder cơ bản, còn trong trường hợp có nhiều chủng loại khác thì đĩa quay sẽ có nhiều lỗ hơn và tín hiệu thu nhận sẽ khác.
Phân loại
Các loại Encoder hiện nay gồm có 2 loại chính sau:
- Encoder kiểu tuyệt đối (absolute encoder)
Vậy absolute encoder là gì? Loại này thường được sử dụng đĩa theo mã nhị phân hoặc là mã Gray. Nó gồm có những bộ phận sau: Bộ phát ánh sáng, bộ thu ánh sáng nhạy với ánh sáng phát ra, đĩa mã hóa.
- Encoder kiểu tương đối (incremental encoder)
Vậy còn incremental encoder là gì? Encoder tương đối phát ra tín hiệu tăng dần hoặc là theo chu kỳ. Về cơ bản thì Encoder theo kiểu tuyệt đối và tương đối đều có nét giống nhau, chúng chỉ khác biệt nhau ở đĩa mã hóa. Ở Encoder tương đối, đĩa mã hóa sẽ bao gồm 1 dải băng tạo xung, các dải băng này thường chia thành nhiều lỗ bằng nhau và cách đều nhau.
Ngoài 2 loại trên, Encoder còn có các loại sau: Đĩa Encoder tương đối kiểu quay (rotary encoder), dạng trục: Shaft encoder và Hollow shaft encoder, loại thẳng (linear encoder). Vậy Rotary Encoder là gì? Đây chính là bộ mã hóa quay.
Thông số cần quan tâm khi lựa chọn Encoder
– Đường kính trục, dạng trục: Encoder có dạng trục âm và trục dương, đường kính từ 5~50mm. Còn trục có đường kính lớn hơn 6mm sẽ là trục âm. Tùy vào nhu cầu sử dụng mà người dùng chọn trục phù hợp.
– Độ phân giải hay số xung: Số này tương ứng số tín hiệu encoder đếm được khi quay 1 vòng. Các Encoder có số xung càng cao thì giá của nó càng cao.
– Điện áp: Encoder rất dễ bị cháy nếu khi lắp đặt không chú ý đến nguồn cấp. Nếu Encoder có dãy điện áp nhỏ từ 5~24V thì sẽ không xảy ra vấn đề gì nguy hiểm. Nhưng với những loại Encoder trục lớn 30 – 40mm, Encoder theo máy sẽ dễ gặp điện áp xác định: 5V, 12V, 15V. Vì vậy người dùng phải đọc kỹ trước khi lắp, vì nếu Encoder bị cháy thì sẽ phải thay thế cả con, rất tốn tiền.
– Ngõ ra của Encoder: Hiện nay gồm có các ngõ ra: AB, ABZ, ABZ đảo, AB đảo. Các ngõ ra này đều được kí hiệu trên tem.
– Dạng ngõ ra: Có nhiều dạng ngõ ra như: Open Collector, Totem Pole, Voltage Output, Complemental, Line Driver. Ngõ này quy định đầu đọc thông tin, nguồn cấp,…
– Dây cáp: Dây cáp càng dài thì càng dễ bị nhiễu. Dây tiêu chuẩn là từ 1-3m nhưng đôi khi có thể lên tới 10m theo nhu cầu sử dụng.
– Phụ kiện: Ngoài ra phụ kiện đi kèm Encoder trục dương là Coupling còn Encoder trục âm là Pass. Coupling sẽ nối Encoder trục dương với motor trục dương, còn Pass thì gắn Encoder vào máy.
Ứng dụng của Encoder
Vậy ứng dụng của Encoder trong công nghiệp như thế nào? Trong cấu tạo của máy CNC, Encoder được trang bị giống như một thiết bị đo lường, nó có thể tìm được vị trí chính xác nhất của các trục máy và vị trí mà dao cần cắt. Vì vậy việc gia công bằng máy CNC có thể đạt được sự chính xác cao nhất.
Hơn nữa, các thông số mà Encoder ghi nhận được sẽ được báo về hệ thống kiểm tra của máy vi tính để từ đó người dùng có thể điều chỉnh lại được vị trí của từng chi tiết nhỏ hoặc là vị trí của dao cắt để sửa chữa lỗi và hạn chế các sai sót không đáng có.
Mong rằng qua bài viết trên bạn đọc đã có thể hiểu được Encoder là gì cũng như cấu tạo, nguyên lý hoạt động của nó. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp bạn dễ dàng hình dung được chức năng và cách thức hoạt động của bộ phận này. Từ đó có cái nhìn tổng quan hơn và xử lý kịp thời những lỗi xảy ra trong quá trình vận hành máy.
