Lý do Bộ mã hóa Heidenhain là sự lựa chọn hàng đầu trong dây chuyền sản xuất

Bộ mã hoá hay còn được gọi là Encoder là sản phẩm được sử dụng trong sản xuất công nghiệp, mang lại hiệu quả cao cho dây chuyền. Các sản phẩm Encoder đến từ thương hiệu Heidenhain luôn nhận được sự quan tâm của nhiều khách hàng bởi tính ứng dụng cao, mang lại hiệu quả và độ bền theo thời gian. Hãy cùng tìm hiểu lý do Encoder Heidenhain luôn là sự lựa chọn hàng đầu nhé!

1. Encoder là gì?

Để bắt đầu, hãy cùng tìm hiểu Encoder là gì? Encoder được biết đến với tên gọi là Bộ mã hoá hay cảm biến chuyển động cơ học bằng cách tạo ra tín hiệu số đáp ứng các chuyển động vật lý. Bộ mã hoá có chức năng chuyển đổi tín hiệu chuyển động thành tín hiệu số, truyền đến bộ xử lý điện tử của hệ thống.

Bộ mã hoá là bộ phận quan trọng trong máy CNC, có nhiệm vụ đo đạc thông số và tốc độ làm việc của máy, đếm số lượng hàng hoá sản phẩm được tạo ra. Do đó, trong ngành CNC, các hoạt động tự động hoá hoàn toàn nhờ tích hợp bộ mã hoá.

Bên cạnh ứng dụng trong các máy CNC, bộ mã hoá hay còn được gọi là Encoder còn được ứng dụng trong các ngành sau:

• Ứng dụng hiển thị tốc độ: phản ánh tốc độ dòng chảy của chất lỏng và truyền tín hiệu đến biến tần để vận hành máy bơm.

• Ứng dụng về đo lường kích thước: bộ mã hoá lắp đặt ở bằng truyền tấm nhôm, dùng để xác định vị trí với độ chính xác cao, đo độ dài tấm vật liệu cần cắt.

• Ứng dụng bộ mã hoá trong đếm số lượng: encoder được lắp ở các băng tải sản phẩm để đếm số lượng sản phẩm đi qua.

• Ứng dụng bộ mã hoá trong các ngành công nghiệp: ứng dụng kiểm soát tốc độ ô tô; ứng dụng trong các thiết bị văn phòng như máy quét, in ấn; ứng dụng trong máy quét y tế, định vị trong thiết bị kính viễn vọng,...

2. Cấu tạo của Encoder

Về cấu tạo, Encoder có cấu tạo khá đơn giản với 5 bộ phận sau:

• 1 đĩa tròn với các lỗ nhỏ được gia công với các kích thước tương đương và ở vị trí xác định có cùng bán kính. Đĩa tròn có thể xoay quanh 1 trục cố định với tốc độ đều

• 1 đèn led được bố trí gần đĩa xoay

• 1 cảm biến ánh sáng được bố trí ở vị trí đối diện

• Vỏ encoder

• Dây dẫn truyền tín hiệu số

3. Nguyên lý hoạt động của Encoder

Nguyên lý hoạt động của Encoder dựa trên tín hiệu quang. Trên đĩa tròn có các lỗ cho ánh sáng đèn led truyền qua và lỗ không có ánh sáng truyền qua. Từ đó, tín hiệu sẽ được truyền đến cảm biến ánh sáng. Số lượng đếm được sẽ được xác định bằng số lần ánh sáng bị cắt. Cảm biến ánh sáng hoạt động tạo ra các xung vuông, chuyển hoá thành tín hiệu số, truyền đến bộ xử lý trung tâm. Từ đó máy tính sẽ xác định được tốc độ của động cơ.

4. Cách Encoder Heidenhain được ứng dụng trong đo chính xác trong máy công cụ

Như đã nói ở phần trên, bộ phận Encoder có chức năng phân biệt và truyền tải vị trí cũng như tốc độ thông qua hai phương pháp chính chủ yếu dựa vào sự tương tác giữa đĩa hoặc cân cố định và đĩa di chuyển theo tải. Dựa vào nguyên lý hoạt động của bộ mã hóa có thể phân thành 2 loại chính: Bộ mã hóa tương đối và Bộ mã hóa tuyệt đối.

Việc phân loại dựa vào cơ chế tương tác ánh sáng trong trường hợp Encoder quang học, trong khi đó Encoder từ tính sử dụng các mẫu từ hóa, trong đó các biến đổi về điện trở được báo hiệu cho bộ điều khiển. Encoder quang học thường sử dụng thang đo thủy tinh, tương phản với ứng dụng thép trong encoder từ tính. Những khác biệt này rất cần thiết để hiểu các chế độ, qua đó Encoder Heidenhain dễ dàng nhận biết vị trí cũng như tốc độ trong các hoạt động của máy công cụ.

4.1. Encoder tương đối Heidenhain

Encoder tương đối phát tín hiệu tăng dần hoặc theo chu kỳ. Encoder tương đối có đĩa tròn tối đa 3 vòng. Ưu điểm là giá thành rẻ, tín hiệu trả về nhanh tuy nhiên vì đây là tín hiệu tương đối do đó không đảm bảo độ chính xác hoàn toàn, bị giới hạn bởi chỉ số cung cấp thông tin, do đó phải cần thêm thiết bị tham chiếu để tính toán chuyển động. Nhiều loại Encoder Heidenhain kết hợp các dấu tham chiếu được mã hoá khoảng cách nhau theo thuật toán toán học. Bằng cách đi qua hai dấu tham chiếu liên tiếp, thiết bị điện tử có thể xác định các dấu tham chiếu tuyệt đối, phù hợp với khả năng hoạt động của Encoder Heidenhain.

Encoder tương đối sử dụng các cách tử đồng đều hơn để chuyển tiếp vị trí tương đối. Các vị trí được thiết lập thông qua việc sử dụng các dấu tham chiếu phân tán khắp mẫu. Do đó, các bộ phận máy sử dụng loại encoder này2 đều cần phải thiết lập điểm 0 trước khi bắt đầu công việc. Chúng cung cấp cho chúng ta khả năng phản hồi tốc độ và khoảng cách tuyệt vời. Vì có ít cảm biến liên quan nên cấu tạo khá đơn giản và tiết kiệm chi phí cho người dùng. Đây cũng là loại Encoder được sử dụng khá phổ biến trên thị trường Việt Nam.

4.2. Encoder tuyệt đối Heidenhain

Encoder tuyệt đối dùng đĩa nhị phân mã gray, được chế tạo từ vật liệu trong suốt với các lỗ tròn đồng tâm. Khả năng trả tín hiệu có độ chính xác cao do đó người dùng không cần các công đoạn xử lý như đối với Encoder tương đối. Tuy nhiên, việc chế tạo Encoder tuyệt đối phức tạp, giá thành cao.

Encoder tuyệt đối hoạt động bằng cách xuất ra một từ kỹ thuật số của bit khi trục quay. Có hai đĩa đều có các vòng đồng tâm với các điểm đánh dấu bù. Một đĩa được cố định vào trục trung tâm, đĩa còn lại thì di chuyển tự do. Khi đĩa quay, các điểm đánh dấu dọc theo rãnh của bộ mã hoá sẽ thay đổi vị trí trên đĩa cố định. Mỗi cấu hình dọc theo đĩa của bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối đại diện cho một mã nhị phân duy nhất. Nhìn vào mã nhị phân trong bộ mã hóa vòng quay sẽ xác định vị trí tuyệt đối của đối tượng.

5. Cách Encoder Heidenhain được ứng dụng trong đo chính xác trong máy CNC

Máy công cụ CNC phụ thuộc rất nhiều vào sự kết hợp hài hoà giữa tốc độ, độ chính xác và khả năng lập lại. Và Encoder đóng vai trò then chốt trong việc kết hợp các yếu tố trên thông qua việc cung cấp phản hồi vị trí cho bộ điều khiển. Encoder Heidenhain luôn làm tốt các nhiệm vụ này, giúp phản hồi chính xác vị trí cho bộ điều khiển và người vận hành có thể nắm rõ các thông tin.

Encoder Heidenhain bao gồm Encoder tuyến tính, Encoder vòng quay và Encoder góc kiểm soát các tác vụ trong việc cung cấp phản hồi cho hệ thống máy CNC. Mỗi loại Encoder đều có chức năng giám sát các khía cạnh chuyển động cụ thể của máy, xem xét các yếu tố như độ chính xác cần thiết và tính linh hoạt. Hiệu suất của máy công cụ CNC phụ thuộc rất nhiều vào các cơ chế Encoder đa dạng này, đồng thời cung cấp kết quả đọc phản hồi chính xác và đồng bộ.

5.1. Encoder góc Heidenhain

Encoder góc được sử dụng để đo chính xác sự liên kết giữa hai thành phần, thường có độ chính xác cao hơn ±10" (giây cung). Heidenhain cung cấp encoder góc có thể đạt được mức độ chính xác vượt trội là ± 0,04” (giây cung). Độ chính xác phi thường này giúp cho Encoder góc trở nên không thể thiếu trong sự phát triển của các trung tâm đa trục. Cho dù các bộ phận này di chuyển đồng thời hay độc lập, thiết kế bàn quay và đầu xoay thường tích hợp loại Encoder này. Encoder góc thường được ứng dụng trong bàn quay và đầu xoay của máy công cụ, đầu chỉ số, bàn đo góc có độ chính xác cao, thiết bị chính xác trong đo góc, ăng-ten và kính thiên văn.

• Số dòng: thường từ 9000 đến 180000

• Độ chính xác: từ ±5" đến ±0,4"

• Các bước đo: nhỏ như 0,00001° hoặc 0,036” (tăng dần) hoặc 29 bit, tức là, khoảng 536 triệu vị trí trên mỗi vòng quay (tuyệt đối)

5.2. Encoder vòng quay Heidenhain

Encoder vòng quay được thiết kế để đo góc quay, mặc dù có độ chính xác tương đối thấp hơn, thường cung cấp độ chính xác trên ±10” (giây cung). Trong khi Encoder góc chuyên về định vị chính xác thì Encoder vòng quay thường được ưu tiên cho các ứng dụng điều khiển tốc độ. Trong ngành công nghiệp máy công cụ, chúng đặc biệt có giá trị để theo dõi số vòng quay trục chính mỗi phút (RPM), một số liệu quan trọng để hiểu và nâng cao chỉ số quan trọng như tốc độ, độ mòn của dụng cụ và mức tiêu thụ năng lượng.

Encoder vòng quay thường được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực có thể kể đến như: động cơ điện, máy công cụ, máy in, máy chế biến gỗ, máy dệt, rô-bốt, thang máy và thiết bị xử lý, cũng như các loại thiết bị đo lường, thử nghiệm và kiểm tra.

• Số dòng: thường từ 16 đến 5000

• Cấp độ chính xác: đến ±10” (tùy thuộc vào số dòng, tương ứng với ±1/20 của chu kỳ cách tử)

• Các bước đo: nhỏ đến 0,00001°

5.3. Encoder tuyến tính Heidenhain

Encoder tuyến tính thực hiện đo khoảng cách theo đường thẳng. Một điểm khác biệt nằm ở sự lựa chọn giữa Encoder không kèm bất kỳ cấu trúc bảo vệ nào và Encoder kèm theo. Tuy nhiên, tùy chọn kèm theo được coi là lựa chọn duy nhất trong những điều kiện khắc nghiệt của môi trường làm việc trong ngành gia công. Bộ phận kín của Encoder kèm theo được gắn trên một cỗ xe nhỏ được kết nối trực tiếp với bàn trượt máy, di chuyển cùng với bàn giúp bảo vệ các cảm biến và thiết bị quét khỏi phôi và chất làm mát, đồng thời cung cấp thông tin vị trí chính xác tới bộ điều khiển.

Bộ mã hóa tuyến tính kín có khả năng bảo vệ tối ưu khỏi bụi, vụn và nước bắn vào. Chúng đặc biệt lý tưởng để sử dụng trong các máy công cụ vận hành thủ công và cả trong các máy công cụ điều khiển số.

6. Công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Kỹ thuật AMS - Nhà phân phối độc quyền Heidenhain tại Việt Nam

AMS vinh dự là đơn vị phân phối độc quyền các sản phẩm Heidenhain tại thị trường Việt Nam. Với uy tín là nhà cung cấp hàng đầu về thiết bị đo lường và điều khiển chính xác, chúng tôi cam kết cung cấp các sản phẩm Heidenhain chất lượng và đáng tin cậy đã được khẳng định trên thị trường.

Quý khách hàng hãy liên hệ ngay với AMS để nhận sự tư vấn chuyên nghiệp về việc lựa chọn bộ mã hóa Heidenhain phù hợp với nhu cầu kinh doanh cụ thể của quý vị. Đội ngũ chuyên gia tận tâm của chúng tôi luôn sẵn lòng tìm hiểu và đề xuất các giải pháp tối ưu nhất cho quý vị.

Công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Kỹ thuật A.M.S
243/9/10D Tô Hiến Thành, phường 13, quận 10
Hot line: 028.3868 3738/3903 - Fax: 028.3868 3797