1/ Encoder là gì?
- Encoder (Rotary Encoder) là một thiết bị cơ điện chuyển đổi vị trí góc hoặc chuyển động của trục hoặc trục thành tín hiệu đầu ra tương tự hoặc kỹ thuật số.
- Có hai loại bộ mã hóa quay chính: tuyệt đối (Absolute Encoder) và tăng dần (Incremental Encoder). Đầu ra của bộ mã hóa tuyệt đối cho biết vị trí trục hiện tại, biến nó thành bộ chuyển đổi góc . Đầu ra của bộ mã hóa gia tăng cung cấp thông tin về chuyển động của trục, thường được xử lý ở nơi khác thành thông tin như vị trí, tốc độ và khoảng cách.
- Encoder hay Bộ mã hóa vòng quay được ứng dụng chủ yếu để phát hiện vị trí, hướng di chuyển, tốc độ… của động cơ bằng cách đếm số vòng mà trục quay được.
- Trong công nghệ chế tạo máy & gia công cơ khí tự động, điển hình như máy CNC (máy cắt, máy tiện, máy phay, máy bào, …), encoder được bố trí trong các cánh tay robot để điều khiển và xác định góc quay của dao hoặc bàn gá. Thông số này được hiển thị trên máy tính là đường thẳng hoặc góc bao nhiêu độ.
2/ Cấu tạo của Encoder
Một bộ mã hóa Encoder gồm có các bộ phận chính:
- Thân và trục
- Nguồn phát sáng (lightsource): là 1 đèn LED
- Đĩa mã hóa (code disk): có rãnh nhỏ quay quanh trục, khi đĩa này quay và chiếu đèn LED lên trên mặt đĩa thì sẽ có sự ngắt quãng xảy ra. Các rãnh trên đĩa chia vòng tròn 360° thành các góc bằng nhau. Một đĩa có thể có nhiều dãy rãnh tính từ tâm tròn.
- Bộ cảm biến ánh sáng thu tín hiệu (photosensor): là một con mắt thu quang điện để nhận tín hiệu từ đĩa quay
- Bo mạch điện tử (electronic board): giúp khuếch đại tín hiệu
3/ Nguyên lý hoạt động của Encoder
Encoder hoạt động theo nguyên lý đĩa quay quanh trục. Trên đĩa mã hóa có các rãnh nhỏ để nguồn phát sáng chiếu tín hiệu quang qua đĩa. Chỗ có rãnh thì ánh sáng xuyên qua được, chỗ không có rãnh ánh sáng không xuyên qua được.
Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không. Số xung đếm được và tăng lên được tính bằng số lần ánh sáng bị cắt.
Cảm biến thu ánh sáng sẽ bật tắt liên tục để tạo ra các xung vuông. Việc sử dụng các bộ mã hóa sẽ ghi nhận lại số xung và tốc độ xung. Tín hiệu dạng xung sẽ được truyền về bộ xử lý trung tâm (vi xử lý, PLC,…) và từ đó kỹ sư cơ khí sẽ biết được vị trí và tốc độ của động cơ.
Ví dụ: Ở trên đĩa có 1 lỗ duy nhất, khi mỗi lần con mắt thu nhận được 1 tín hiệu đèn Led thì cũng có nghĩa là đĩa đã quay được 1 vòng.
Đây chính là nguyên lý hoạt động của Encoder cơ bản. Còn đối với nhiều chủng loại encoder khác thì khi đĩa quay có nhiều lỗ hơn thì khi đó tín hiệu thu nhận sẽ khác hơn.
4/ Encoder được ứng dụng trong lĩnh vực nào?
Dưới đây, tôi sẽ liệt kê một số ứng dụng tiêu biểu nhất của encoder trong thực tiễn:
– Biểu thị tốc độ: Khi một máy bơm được có lắp biến tần dùng để bơm chất lỏng vào bồn chứa, chất lỏng chảy vào bồn phải có một tốc độ nhất định. Lúc này bộ mã hóa sẽ được kết nối với biến tần và phản hồi tốc độ thực tế dòng chảy của chất lỏng.
– Đo lường: Khi cần cắt các cuộn nhôm, bao bì, dải nhựa rất dài (hàng nghìn mét) thành từng tấm có kích thước cụ thể bằng máy cắt CNC, người kỹ sư cơ khí sẽ lắp encoder vào băng tải, thiết bị này đọc nguyên liệu mỗi khi đi qua nó và tính độ dài của sản phẩm từ khi cho vào đến vị trí cắt. Có thể điều chỉnh dao cắt theo độ dài được yêu cầu.
– Đếm số lượng: Khi lắp encoder vào chương trình của các băng chuyền sản phẩm, nó sẽ giúp ta xác nhận mỗi chai sản phẩm vào và ra trạm trên băng chuyền. Nếu các chai không ra khỏi trạm trong khoảng thời gian đã được lập trình sẵn có nghĩa là máy móc đã bị hư hỏng.
– Trong ngành cơ khí: Encoder là một bộ phận không thể thay thế trong hệ thống sơ đồ cấu tạo của một máy CNC. Với sự trợ giúp của encoder, các kỹ sư cơ khí có thể dễ dàng đo lường và gia công khi điều chỉnh được vị trí để cắt dao chuẩn xác.
– Một số ứng dụng khác:
- Cảm biến chuyển động cơ học và áp dụng để kiểm soát tốc độ cho ô tô
- Được sử dụng như thiết bị cảm biến trong thiết bị văn phòng như máy in và máy quét
- Dùng trong máy dán nhãn, đóng gói hàng hóa sản xuất và chế tạo máy với bộ điều khiển động cơ đơn và đa trục
- Dùng trong máy quét y tế, điều khiển chuyển động bằng kính hiển vi hoặc nano của các thiết bị tự động
- Ứng dụng trong ăng ten định vị cũng như là trong việc định vị kính viễn vọng quan sát
Quý khách cần thêm thông tin về sản phẩm Encoder của các hãng như Autonics, Hanyoung, Heidenhain vui lòng liên hệ với chúng tôi để được tư vấn chi tiết và cụ thể hơn nhé !
Cảm ơn quý khách đã ghé thăm NETLA chúng tôi !
