1. Bộ mã hóa vòng quay là gì?
Bộ mã hóa vòng quay, hay còn được biết đến với tên gọi là Encoder (Rotary Encoder), là một bộ cảm biến chuyển động cơ học tạo ra tín hiệu analog hoặc tín hiệu kỹ thuật số (digital) đáp ứng với chuyển động. Loại thiết bị cơ điện này có khả năng biến đổi chuyển động (chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay của trục, ...) thành tín hiệu đầu ra số hoặc xung.
Chức năng chính của bộ mã hóa vòng quay là phát hiện vị trí, hướng di chuyển và tốc độ của động cơ bằng cách đếm số vòng quay của trục. Bên cạnh đó, 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, ...), bộ mã hóa vòng quay 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 bộ mã hóa vòng quay
Cấu tạo của bộ mã hóa vòng quay bao gồm các bộ phận chính sau:
- Thân và trục
- Nguồn phát sáng (light source): 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 360o thành các góc bằng nhau. Một đĩa có thể có nhiều dãy rãnh tính từ tâm tròn.
- Bo mạch điện tử (electronic board): giúp khuếch đại tín hiệu.
- Bộ cảm biến ánh sáng thu tín hiệu (photo sensor): là một con mắt thu quang điện để nhận tín hiệu từ đĩa quay.
3. Nguyên lý hoạt động của bộ mã hóa vòng quay
Nguyên lý hoạt động của bộ mã hóa vòng quay phụ thuộc vào loại bộ mã hóa cụ thể. Tuy nhiên, mục tiêu chung của tất cả các bộ mã hóa là chuyển đổi chuyển động của trục thành tín hiệu đầu ra.
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.
Đây chính là nguyên lý hoạt động của Encoder cơ bản. Còn đối với nhiều chủng loại bộ mã hóa vòng quay khác, khi đĩa quay có nhiều lỗ hơn thì tín hiệu thu nhận sẽ khác hơn.
4. Phân loại bộ mã hóa vòng quay
Hiện nay có nhiều loại bộ mã hóa vòng quay khác nhau, được phân loại theo chức năng, loại kết nối và phương pháp mã hóa. Phân loại bộ mã hóa vòng quay sẽ dựa trên các đặc điểm như sau:
4.1 Phân loại theo tín hiệu đầu ra
Tín hiệu đầu ra của bộ mã hóa vòng quay thường có hai loại, đó là tín hiệu tuyệt đối và tín hiệu tương đối. Tương ứng với 2 loại tín hiệu đầu ra này, các bộ mã hóa cũng được phân thành 2 loại cơ bản là bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối và bộ mã hóa vòng quay tương đối.
- Bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối:
Bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối được cấu tạo từ nguồn phát sáng (LED), đĩa mã hóa và 1 bộ cảm biến thu ánh sáng nhạy với ánh sáng phát ra. Đặc biệt, đĩa mã hóa được chế tạo từ vật liệu trong suốt và mặt đĩa được chia thành các góc đều nhau cùng các đường tròn đồng tâm.
Đặc biệt, tín hiệu từ bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối có thể giúp kỹ sư chế tạo máy xác định chính xác vị trí của encoder mà không cần phải thông qua quá trình xử lý nào khác.
- Bộ mã hóa vòng quay tương đối:
Bộ mã hóa vòng quay tương đối bao gồm 1 bộ thu phát quang (LED phát – LED thu), 1 hệ thống lỗ (rãnh) được bố trí trên một đĩa tròn mã hóa hoặc một thanh thẳng theo một quy tắc nào đó. Đĩa mã hóa của bộ mã hóa vòng quay tương đối sử dụng theo mã nhị phân hoặc mã Gray, gồm một dãy băng tạo xung được chia thành nhiều lỗ bằng nhau và được cách đều nhau, có thể có 1,2 hoặc tối đa 3 vòng lỗ và thường có thêm một lỗ định vị. Bên cạnh đó, để ánh sáng có thể dễ dàng chiếu qua thì chất liệu của đĩa mã hóa sẽ là chất liệu trong suốt. Nhờ đó, bộ mã hóa vòng quay tương đối có thể phát ra tín hiệu tăng dần hoặc theo chu kỳ.
4.2 Phân loại theo kiểu giao tiếp
Ngoài hai loại bộ mã hóa thông dụng trên, trong kỹ thuật, bộ mã hóa vòng quay còn được phân loại theo:
- Bộ mã hóa vòng quay loại xoay: Hoạt động dựa trên sự điều chỉnh núm vặn của thiết bị.
- Bộ mã hóa vòng quay loại thẳng: Hoạt động chạy trên một thanh trượt dài và thẳng. Thường được sử dụng trong các máy in, máy photocopy, …
- Bộ mã hóa vòng quay loại từ trường: Hoạt động dựa trên từ trường của nam châm vĩnh cửu làm xoay chuyển nó.
4.3 Phân loại theo công nghệ
Đối với bộ mã hóa vòng quay được phân loại theo công nghệ, có thể kể đến như:
- Bộ mã hóa vòng quay loại cơ khí
- Bộ mã hóa vòng quay loại điện trở
- Bộ mã hóa vòng quay loại quang
- Bộ mã hóa vòng quay từ trường
5. Những thông số cần lưu ý khi mua bộ mã hóa vòng quay
Để lựa chọn được bộ mã hóa vòng quay phù hợp với mục đích sử dụng, dưới đây là những thông số cần lưu ý khi mua bộ mã hóa vòng quay, bao gồm:
- Đường kính trục: từ 5~50mm
- Dạng trục: Dạng trục âm (lõm) hoặc trục dương (lồi)
- Độ phân giải (Số xung): Tương ứng số tín hiệu encoder đếm được khi quay 1 vòng. Số xung dùng cho thang máy thường là 1024p/r, chế tạo máy tầm 360p/r, 1000p/r. Ngoài ra còn có các xung lên đến 6000p/r hoặc 6pr.
- Điện áp: Chọn nguồn cấp chính xác để đề phòng làm cháy encoder trong quá trình lắp đặt rồi phải thay thế cả con. Nếu bộ mã hóa có dãy điện áp: 5-24V thì rất dễ. Tuy nhiên với một số encoder trục lớn: 30-40mm, encoder theo máy sẽ thường gặp điện áp xác định: 5V, 12V hoặc 15V.
- Ngõ ra: AB, ABZ, AB đảo, ABZ đảo. Số dây được kí hiệu trên tem sẽ giúp ta xác định được tín hiệu ngõ ra.
- Dạng ngõ ra: Có nhiều dạng ngõ ra, bao gồm: Open Collector, Voltage Output, Complemental, Totem Pole, Line Driver. Dạng ngõ ra quy định nguồn cấp, đầu đọc thông tin …
- Dây cáp: Dây tiêu chuẩn từ 1-3m. Đôi khi lên đến 10m theo nhu cầu sử dụng. Tuy nhiên dây cáp càng dài càng dễ bị nhiễu.
- Phụ kiện: Phụ kiện đi kèm encoder trục dương là Coubling, encoder trục âm là Pass. Coubling giúp nối encoder trục dương với motor trục dương, Pass giúp gắn encoder vào máy.
6. Những thương hiệu bộ mã hóa vòng quay phổ biến hiện nay
Ngày nay, trên thị trường có nhiều thương hiệu bộ mã hóa vòng quay khác nhau và mỗi thương hiệu đều có thế mạnh riêng. Dưới đây là những thương hiệu bộ mã hóa vòng quay phổ biến và được người tiêu dùng đánh giá cao:
6.1 Encoder Hanyoung
Hiện nay, Encoder Hanyoung là thương hiệu được người tiêu dùng đánh giá cao về cả chất lượng và mức giá sản phẩm. Thiết bị cảm biến của thương hiệu này được thiết kế, lắp ráp cẩn thận, chắc chắn với khớp nối có sẵn để truyền chuyển động. Độ tin cậy cùng độ chính xác cao, hoạt động ổn định và tuổi thọ lâu dài là những ưu điểm nổi bật nhất của bộ mã hóa vòng quay do Hanyoung sản xuất.
Các dòng sản phẩm bô mã hóa vòng quay Hanyoung được tin dùng:
- HE40B-6-600-3-T-24 600 P/R 12-24VDC
- PSC-MC-AB-T24
- PSC-MB-AB-T24
- HE50B-8-100-3-T-24 100 P/R 12-24VDC
- PSC-MC-ABZ-T-24
- HE40HB-8-360-3-O-24-360 P/R 12-24VDC
- HE40HB-8-360-3-T-24-360 P/R 12-24VDC
- HE40HB-8-100-2-O-12-100 P/R 5-12VDC
- PSC-YC-AB-N24
6.2 Encoder Omron
Encoder Omron được thiết kế theo công nghệ của Nhật bản, gồm rất nhiều linh kiện bán dẫn tốt chất lượng để đo số vòng quay tương đương độ phân giải của nó ví dụ như 1 vòng quay được 360 xung để từ đó người lập trình có thể tính toán và lập trình điều khiển chính xác tốc độ của động cơ. Đặc biệt bộ mã hóa Omron cho ra 3 pha A, B, Z nên người dùng có thể dùng để xem chiều quay thuận hay nghịch. Bộ mã hóa trục Omron ngày nay đã đặt làm tại Trung Quốc với mục đích để giảm giá thành cạnh tranh với các hãng khác. Mặc dù giá thành giảm nhưng chất lượng vượt trội của thiết bị cảm biến encoder của thương hiệu Omron này vẫn được đánh giá cao.
Các dòng sản phẩm bô mã hóa vòng quay Omron được tin dùng:
- E6C2-CWZ6C
- E6C2-CWZ5B
- E6C2-CWZ3E
- E6C2-CWZ1X
- E6C2-CWZ1X 1000P/R 2M
- E6C2-CWZ1X 100P/R 2M
- E6C2-CWZ1X 1024P/R 2M
- E6C2-CWZ1X 10P/R 2M
- E6C2-CWZ1X 1200P/R 2M
- E6C2-CWZ1X 1500P/R 2M
- E6C2-CWZ1X 1800P/R 2M
- E6C2-CWZ1X 2000P/R 2M
- E6C2-CWZ1X 200P/R 2M
6.3 Encoder Autonics
Bộ mã hóa vòng quay Autonics được cấu thành từ vật liệu bền bỉ, độ an toàn cao, kiểu dáng nhỏ gọn, trong lượng nhẹ giúp tháo và lắp dễ dàng trong không gian nhỏ hẹp. Đặc biệt encoder Autonics có thể hoạt động tốt trong điều kiện môi trường khắc nghiệt và tuổi thọ sử dụng lâu dài. Cảm biến encoder của Autonics có dạng trục, lỗ, trục rỗng, đa dạng ngõ ra điều khiển, độ tin cậy và độ chính xác cao. Do đó, bộ mã hóa của hãng này luôn đáp ứng được yêu cầu sử dụng khắt nghe trong môi trường công nghiệp.
Các dòng sản phẩm bô mã hóa vòng quay Autonics được tin dùng:
- E50S8-1~300-3-N/T-24
- E50S8-5000-3-N-24-C
- E50S8-6000-3-N-24-C
- E50S8-8000-3-N-24-C
- E40H8-10!300-6-L-5
- E100H35-512~102-3
- E40H8-2000~3600-6-L-5
7. Các yếu tố cần lưu ý khi chọn mua bộ mã hóa vòng quay
Khi chọn mua bộ mã hóa vòng quay, để đảm bảo rằng thiết bị bạn lựa chọn có thể đáp ứng đúng nhu cầu sử dụng, sẽ có nhiều yếu tố cần lưu ý khi chọn mua bộ mã hóa vòng quay mà bạn nên xem xét, bao gồm:
7.1 Loại ứng dụng
Trước khi quyết định mua bộ mã hóa vòng quay, việc xác định mục đích sử dụng chính trong hệ thống của bạn là điều quan trọng. Bạn cần đưa ra quyết định liệu bạn cần đo tốc độ, vị trí, hay cả hai. Việc này giúp bạn chọn được bộ mã hóa vòng quay phù hợp nhất với yêu cầu cụ thể của dự án hoặc ứng dụng của mình, đồng thời giúp tối ưu hóa hiệu suất và chi phí.
7.2 Độ chính xác
Trong quá trình chọn mua bộ mã hóa vòng quay, việc xem xét yêu cầu về độ chính xác của công việc là rất quan trọng. Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, bạn có thể lựa chọn một bộ mã hóa vòng quay với độ chính xác cao để đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy trong quá trình đo lường và điều khiển. Việc lựa chọn sản phẩm với độ chính xác phù hợp sẽ đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu và giảm thiểu sai số trong các quy trình sản xuất và điều khiển.
7.3 Môi trường hoạt động
Trong quá trình lựa chọn bộ mã hóa vòng quay, việc xác định môi trường làm việc của bộ mã hóa là vô cùng quan trọng. Nếu thiết bị phải hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, độ ẩm cao hoặc môi trường bụi bẩn, việc chọn một bộ mã hóa có khả năng chống chịu môi trường đó là điều cần thiết. Sản phẩm được thiết kế chống nước, chống bụi và chịu được nhiệt độ cao sẽ giúp bảo vệ bộ mã hóa khỏi những tác động tiêu cực từ môi trường làm việc, đảm bảo hoạt động ổn định và bền bỉ trong mọi điều kiện.
7.4 Giao tiếp
Trước khi chọn mua bộ mã hóa vòng quay, hãy xác định loại giao tiếp mà bạn muốn sử dụng, như RS-485, Profibus, hoặc Modbus. Điều này giúp đảm bảo rằng bộ mã hóa được chọn sẽ hoàn toàn tương thích với hệ thống điều khiển của bạn. Việc chọn sản phẩm với loại giao tiếp phù hợp sẽ giúp đơn giản hóa quá trình tích hợp và tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống tổng thể.
7.5 Kích thước vật lý
Trước khi lựa chọn bộ mã hóa vòng quay, hãy xác định kích thước vật lý của thiết bị để đảm bảo rằng sản phẩm vừa vặn với không gian có sẵn trong hệ thống của bạn. Việc này giúp đảm bảo tính tiện lợi và hiệu quả trong quá trình lắp đặt và sử dụng, đồng thời tránh tình trạng phải thích nghi hoặc thay đổi không gian làm việc.
7.6 Chứng nhận và tuân thủ
Trong quá trình lựa chọn encoder, hãy kiểm tra xem sản phẩm có các chứng nhận và tuân thủ các tiêu chuẩn ngành nghề hay không, đặc biệt là nếu bạn hoạt động trong lĩnh vực cần đến các yêu cầu an toàn cụ thể. Việc đảm bảo rằng bộ mã hóa đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và chất lượng cần thiết sẽ giúp bảo vệ không chỉ cho hệ thống của bạn mà còn cho nhân viên và môi trường làm việc.
8. Ứng dụng của bộ mã hóa vòng quay
Ứng dụng của bộ mã hóa vòng quay là rất đa dạng trong đời sống ngày nay. Dưới đây là những ứng dụng tiêu biểu nhất của bộ mã hóa vòng quay, có thể kể đến như:
8.1 Biểu thị tốc độ
Trong các ứng dụng như việc bơm chất lỏng vào bồn chứa, việc duy trì một tốc độ chảy nhất định là rất quan trọng. Để đạt được điều này, bộ mã hóa vòng quay được kết nối với biến tần để phản hồi tốc độ thực tế của dòng chảy chất lỏng. Qua việc này, hệ thống có thể điều chỉnh tốc độ của máy bơm một cách chính xác, đảm bảo rằng chất lỏng được bơm vào bồn chứa với độ ổn định và nhất quán, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.
8.2 Đo lường
Trong quá trình cắt các cuộn nhôm, bao bì, dải nhựa thành từng tấm có kích thước cụ thể bằng máy cắt CNC, việc sử dụng encoder là cần thiết. Encoder được lắp vào băng tải để đọc và đo độ dài của nguyên liệu mỗi khi đi qua nó, từ khi cho vào đến vị trí cắt. Thông qua việc này, kỹ sư có thể điều chỉnh dao cắt dựa trên độ dài cụ thể được yêu cầu, đảm bảo rằng sản phẩm được cắt ra có kích thước chính xác và nhất quán, đồng thời tối ưu hóa quá trình sản xuất và giảm thiểu lãng phí nguyên liệu.
8.3 Đếm số lượng
Khi lắp đặt bộ mã hóa vòng quay vào chương trình của các băng chuyền sản phẩm, thiết bị sẽ giúp xác nhận mỗi chai sản phẩm khi vào và ra khỏi các trạm trên băng chuyền. Nếu các chai không di chuyển ra khỏi trạm trong khoảng thời gian đã được đặt trước, việc này có thể chỉ ra một sự cố trong hệ thống hoặc máy móc. Vì vậy, việc sử dụng bộ mã hóa vòng quay sẽ giúp nhận diện và khắc phục sự cố kịp thời, đảm bảo hoạt động liên tục và hiệu suất của quy trình sản xuất.
8.4 Trong ngành cơ khí
Encoder là một linh kiện không thể thiếu trong hệ thống của máy CNC. Nhờ vào sự hỗ trợ từ encoder, các kỹ sư cơ khí có thể dễ dàng đo lường và gia công, đồng thời điều chỉnh vị trí để cắt dao một cách chính xác và chuẩn xác. Điều này đảm bảo rằng quá trình sản xuất được thực hiện với độ chính xác cao và hiệu suất tối ưu, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng tính cạnh tranh của doanh nghiệp.
8.5 Một số ứng dụng khác
Ngoài những ứng dụng phổ biến của bộ mã hóa vòng quay đã liệt kê ở trên, còn một số ứng dụng khác như:
- Cảm biến chuyển động cơ học và áp dụng để kiểm soát tốc độ cho ô tô.
- Dùng trong máy quét y tế, điều khiển chuyển động bằng kính hiển vi hoặc nano của các thiết bị tự động.
- Sử dụng như thiết bị cảm biến trong thiết bị văn phòng như máy in và máy quét.
- Ứng dụng trong ăng-ten định vị cũng như là trong việc định vị kính viễn vọng quan sát.
- 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.
9. Địa chỉ cung cấp bộ mã hóa vòng quay giá tốt và chất lượng
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều địa chỉ cung cấp bộ mã hóa vòng quay với các mức giá cùng dịch vụ khác nhau. Tuy nhiên, để lựa chọn được một đơn vị uy tín, cung cấp sản phẩm chất lượng và dịch vụ chuyên nghiệp thì quý khách hàng cần cân nhắc kỹ càng. Và Hưng Việt tự tin là sự lựa chọn hàng đầu, đáp ứng mọi tiêu chuẩn khắt khe nhất của khách hàng.
Với phương châm mang đến sự hài lòng tuyệt đối cho quý khách hàng, Hưng Việt luôn chú trọng đến chất lượng sản phẩm cũng như cam kết đáp ứng tốt các tiêu chí sau:
- Sản phẩm có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng, 100% chính hãng.
- Đảm bảo chất lượng và đầy đủ giấy tờ chứng nhận đi kèm.
- Mức giá ưu đãi và cạnh tranh trên thị trường.
- Chế độ bảo hành tốt và dịch vụ hậu mãi chu đáo.
- Đội ngũ nhân viên tư vấn tận tâm, tận tình, giao hàng nhanh trên toàn quốc.
10. Thông tin liên hệ
Để được hỗ trợ tư vấn và nhận nhiều mức giá tốt nhất về sản phẩm bộ mã hóa vòng quay, quý khách vui lòng liên hệ trực tiếp cho Hưng Việt qua thông tin chi tiết dưới đây:
CÔNG TY TNHH ĐIỆN TỰ ĐỘNG HƯNG VIỆT
Địa chỉ: 1/33 KP Bình Đức 1. P Bình Hòa, TP Thuận An, Bình Dương (Đối diện Lotte Bình Dương).
Hotline: 0903 108 416
Email: kinhdoanh@hungvietautomation.com
Website: hungvietautomation.com