编码器应用和实现工业4.0

作为运动控制的领先选择,Heidenhain强调了编码器的优势,并详细介绍了接口电子设备如何使用编码器应用程序启用行业4.0。

磁编码器使用正极和负极,光学编码器使用光通过光盘,电感编码器稍微复杂一些。电感式编码器有充电线圈,通过一个无源盘,调制传感器接收到的充电。世界上只有少数几家公司有这方面的专业知识或技术。

当不需要花钱购买高端光学编码器时,最常见的想法是直接寻找磁性编码器。有时这是正确的举动,但当使用电感编码器是一个可行的选择时,您的搜索不应该局限于磁或光。电感式编码器提供了一个很好的中间地带,无论是它们能做什么,还是它们的成本。让我们来比较一下光学、感应式和磁性式编码器的优缺点,以及它们的最佳应用。

选择哪些编码器设备最好的关键注意事项

常见的编码器的应用程序

如果您正在寻找极高的精度或需要促进高度动态运动,具有可重复精度和分辨率的光学编码器是最佳选择。这类应用的例子包括拾取机器人、望远镜、天线和数控车床或铣床等机床应用。

磁编码器是很好的商品类型的项目,其中几个相同的编码器安装。采矿作业就是一个很好的例子,振动超过30或40 g,很难避免碎片。

电感式编码器结合了磁的污染和振动不敏感,具有更高的精度,接近光学解决方案的水平。它们非常适合于一般的自动化系统,在不同类型的伺服电机、CT扫描仪等医疗应用和机器人工业中都能很好地工作。

环境因素

你的编码器将被安装在哪里,以及它们周围将发生什么总是需要考虑的事情。由于扫描的类型,光学编码器在更清洁的环境下工作得最好。然而,这并不总是一个问题,因为有很多不同的安装和密封选项,可以用来保持它们的清洁。

如前所述,磁编码器在振动、任何超过30-40 g和/或大量污染是危险的情况下是很好的。关于磁编码器需要注意的一件重要的事情是,如果在解决方案附近有一个磁刹车,它们的内部磁铁可能会受到干扰,这将影响产生的信号。

感应式编码器不受磁场的影响,还可以处理高水平的振动或污染,同时还提供额外的精度比磁解决方案。电感式编码器的最大挑战是确保传感器和转子之间的间隙保持在整个应用程序的运行中。

最大的优势

当你在寻找“最佳解决方案”时,从光学编码器开始吧。它们的准确性、重复性和分辨率是无与伦比的。它们是最常见的解决方案,并且有许多变体来满足多个应用程序的需求。也就是说,如果你有更高的精度要求,但应用程序确实经历高振动或污染,最好的解决方案可能是诱导选择。

如果一个低成本的解决方案是目标,磁编码器是一个很好的开始。它们足够紧凑,可以容纳在狭小的空间里,而且相当便宜。

电感式编码器是一种Goldilocks解决方案:不是最精确的,但足以适用于大多数应用,同时也能够承受各种不同的环境和情况。当然,电感式编码器有点难以理解,但其高于平均水平的精度和高于平均水平的弹性使其成为许多应用程序的理想选择。2015年HEIDENHAIN收购AMO,将两家最成功的电感式编码器制造商合并。

界面电子如何实现工业4.0

就像编码器和电机必须改进以满足更高吞吐量和更小产品的需求一样,它们用于通信的接口也是如此。生产的自动化最终取决于数据的快速准确传递。数字化和收集可操作数据的激烈竞争使得界面能够处理的内容更加重要。

什么是编码器接口?

endat是这些接口的示例,编码器和随后的电子器件之间的数字,双向连接。随着位置值以及endat现在可以通过在线诊断提供各种用途的数据,包括通过在线诊断进行编码器功能储备的评估。

编码器接口适合工业4.0

回顾界面的发展历程,我们可以看到它是如何适应大数据和智能制造时代的。EnDat的第一个版本,En

DAT 2.1,于1995年介绍。它是一个组合串行/模拟信号,具有基本警报,警告和轻松集成。下一代Endat 2.2在2003年推出,并将过渡标记为纯粹的串行数据传输。Endat 2.2还添加了整个新的功能层,在不发送单独的请求信号的情况下传输有关温度传感器,功能安全性和在线诊断的内容的可操作信息。

Future-Ready接口

最近发布的endat引入了更多基于数据的特征和传输能力。这是直接回答今天世界的数据,速度和准确性需求。在我们查看所有不同方式的接口工作以及它们如何增加价值之前,让我们看看他们的一些最新功能。

高数据量和速度:

  • 定位值和传感器数据的传输
  • 发送列表允许各种操作场景的预定义通信
  • 每次通信最多可增加15个额外信息槽
  • 在正常操作期间访问编码器内存
  • 广泛的系统监控工业4.0
  • 自动系统安装和诊断
  • 传感器数据
  • 短循环时间
  • 15 μ s可以实现非常低的位置测量抖动
  • 高带宽
  • 100米电缆长度时12.5 Mbit/s, 40米电缆长度时25 Mbit/s

高级传感器兼容性和诊断:

  • 用于编码器、电机和系统的自动系统安装的电子ID标签
  • 在线编码器诊断
  • 与进一步的传感器数据一起,形成状态监测和预测性维护的基础
  • 移动访问诊断
  • 存储运行状态数据
  • 通过随后的电子设备进行存储
  • 数据采集​​通过编码器

功能安全:

  • 适用于SIL 3以下的安全相关应用
  • Black-channel沟通
  • 由于运动控制器和安全控制器的数据分离,实现方便

编码器接口应用程序

像EnDat这样的编码器接口可以用于几乎任何编码器类型或驱动系统,甚至一些测量工具,包括几个来自HEIDENHAIN品牌家族的。串行接口已被证明在各个行业中都是通用和有效的,随着技术的进步,在一些特定的现代应用中,串行接口尤其能增加价值。

EnDat可以使用的硬件

像EnDat这样的接口可以使用不同的测量和扫描方法,包括线性和旋转,这取决于应用程序的最佳编码器。这些接口也与其他设备兼容。

  • 绝对或增量定位编码器
  • 光电、感应或磁扫描编码器
  • Singleturn编码器
  • 带齿轮的多转编码器
  • 多转编码器与缓冲电池备份
  • 集成编码器模块
  • 触摸探针
  • 长度仪
  • 布线品种
  • 混合电缆技术
  • 总线操作
  • 传感器盒的集成
  • 额外的传感器
  • 编码器内部的传感器
  • 传感器

接口兼容设备

全球绝大多数主要驱动制造商已经看到了EnDat的好处,并在他们当前和未来的产品中包含了接口。每年都有更多的解决方案和实现进入市场,支持EnDat的各种功能。除了包含在后续的电子产品中,EnDat还可与HEIDENHAIN品牌家族中的其他品牌合作:

  • Leine和林德
  • RSF.
  • Numerik Jena.
  • AMO

自动化接口应用程序

自动化和机器人技术在很大程度上依赖于将快速、准确、不间断的数据从机器传输到存储或分析数据的控制或中心。这些功能使分析和维护正常运行时间成为自动化环境中的巨大增值:

  • HMC 2混合电缆
  • 总线操作
  • 传感器集成(例如,伺服电动机内的温度传感器轻松连接,具有KTY 84-130或PT 1000的特性曲线选择)
  • 采集和存储操作状态数据
  • 自动配置的系统信息
  • 增强诊断能力
  • 功能安全

机床界面应用

在金属加工的暴力世界中,接口硬件必须能够忍受与成千上万的RPM,冷却剂,芯片和热量相关的振动和污染,并且仍然发送精确的信号 - 一毫米可以在良好的部件和废料之间产生差异。以下是要查找的一些界面特征:

  • 机械的布线
  • 集成复杂的传感器和传感器盒
  • 多维测量技术
  • 自动配置的系统信息
  • 增强诊断能力
  • 存储运行状态数据
  • 功能安全

电子工业接口应用

前端和后端半导体工作所需的精度和精度水平意味着从布线重量到高分辨率测量的一切都必须同步。以下是正确的界面帮助实现这一目标的一些方法:

  • 由于更薄的电缆和总线操作,重量减少
  • 多维测量技术
  • 自动配置的系统信息
  • 增强诊断能力
  • 存储运行状态数据

让我们更深入地了解界面电子学的发展和像EnDat 3这样的系统的能力。从功能安全到先进的传感器传输,正确的界面解锁到工业4.0的全面设置。

关于Heidenhain.

博士。Johannes Heidenhain GmbH总部位于德国Traunreut,开发和支持机床,半导体,电子装配和测试,计量,自动化,医疗,能源,生物技术等全球市场的运动控制反馈解决方案。Heidenhain在其核心业务活动中雇用了大约6000人。北美子公司是Heidenhain Corporation,总部位于Schaumburg,IL和CA和圣何塞,并为美国工业提供了50多年。

有关更多信息,请访问www.heidenhain.us

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