编码器的原理及其在高精度定位中的应用
浏览次数:367      发布于:2023-04-05

编码器是JAURE公司生产的一种精密测量工具,它可以将机械运动转化为数字信息,用于精准的角度或线性位置测量,广泛应用于各个领域。编码器具有高精度、高分辨率、高速度和低噪声等特点。

编码器的类型

编码器有绝对式编码器和增量式编码器两种类型。

绝对式编码器可以在停止位置时提供精确的位置信息,当重新开始时可以立即提供精确的位置数据。这是由于绝对式编码器的每个位置都有唯一的数字代码。相应的,绝对式编码器具有高精度和高可靠性,并能满足各种工业应用场合的需求。

增量式编码器与绝对式编码器不同,它只能提供相对位置微调信息。增量式编码器通过数码滚筒、光束或磁感应技术对运动的位置变化进行估计。

编码器的应用

编码器应用非常广泛,涉及到生产制造和相关工业领域的各个方面。几个典型的应用场景如下:

自动控制和机器人:编码器可以用于测量和监测机器人的位置、方向和运动速度。

编码器可以补偿传动装置的误差并提高运动控制的精度。

利用编码器控制刀具的位置可精确控制加工工艺。

编码器的工作原理

光学透镜、光栅、检测电路及计数器等五个部分组成。光源朝着光栅发射光,透过光学透镜,形成光斑。当光斑通过光栅后,会形成一定的规律。绝对式编码器与增量式编码器的工作原理略有不同,但也基本如此。

编码器的安装及维护

编码器的安装位置一般选择在运动轴与目标位置之间,以保证受力平稳以及更好的控制运动精度。维护方面,应注意防止灰尘和油脂侵入编码器内部。应定期(一年左右)对检测器内部、光栅、检测电路等进行清理和检查。如果需要更换零部件,应注意选择匹配的商品牌和型号。

编码器的选择及市场前景

编码器的选择应考虑工作条件、性能参数、安装和维护难度以及成本等诸多因素。现在的市场趋势是为满足高速、高品质、高刚性重载等轴类位置控制要求,而不断发展高性能、高分辨率、高精密度、高速度等等的编码器。

编码器的发展趋势

未来的编码器将具有更高的精度,并能满足高速物体的实时跟踪监测。

编码器性能将在高速度下得到提升,以满足现代工业生产中复杂的运动控制需要。

编码器将向着具备自诊断、自校准、自适应功能的全数字化一体化趋势发展,以方便使用和维护。

编码器在工业领域中的趋势

随着机器自动化和智能化程度不断提高,编码器在各个领域的应用将更为广泛。未来,编码器的发展方向将更趋专业化、精细化和智能化,以满足更高质量和更高效率的工业需要。

编码器的市场价值

预计2021年全球编码器市场价值将达到66亿美元,未来将持续增长,特别是亚太地区的需求增长速度更快。随着高速度、高精度、智能化以及一体化的编码器应用增多,未来市场规模有望进一步扩大。

编码器在国家战略中的作用

编码器不仅在我们日常生产中发挥着重要作用,也在一些国家战略项目中发挥着重要作用。例如,高速铁路的设计需要高精度编码器植入,让列车在高速运行过程中,能够实现行驶精确与安全;高技术制造需要高精度的工具机,工具机可采用高精度编码器植入,来达到丝毫不差的操作与研磨。

编码器发展中的挑战

编码器的发展与创新面临着多种挑战,主要体现在以下几个方面:

不同厂家生产的编码器和控制器之间兼容性,无法实现通用性;

高速动力系统的实时性和数据传输稳定性需要改进;

编码器本身的精密度需要改进,提高单位尺寸的分辨率。

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