Безбатарейное многооборотное кодирование абсолютного положения для управления станком

Компания Oriental Motor of Japan предлагает шаговые двигатели с безбатарейным многооборотным кодированием абсолютного положения, которые могут работать даже при потере мощности.

Энкодер, получивший название «механический абсолютный энкодер», сочетает в себе механическую передачу и магнитное измерение, чтобы обеспечить однозначную обратную связь по положению для контроллера двигателя до 1800 оборотов, и поэтому подходит для абсолютной индикации положения в машинах с длинными шагами и высоким передаточным числом. коробки.

В энкодере используются четыре вращающихся дипольных магнита, а также пятый многополюсный магнит, который соединяет один из диполей на центральном валу (схема справа).

Над магнитами находится печатная плата с микросхемами магнитных датчиков (верхнее фото), улавливающими положение вращения магнитов.

Что касается шестерни, центральный вал приводит в движение вторую и четвертую шестерни, а вторая шестерня переходит в третью. Передаточное отношение зубьев выбрано таким образом, что положение вращения первой, второй, третьей и четвертой шестерен принимает какое-либо конкретное соотношение только один раз за каждые 1800 оборотов, и поэтому может использоваться для обратной связи на сервоприводах с замкнутым контуром до указанного количества оборотов.

Механический режим работы был выбран намеренно, чтобы система могла работать при любом сбое питания, каким бы внезапным он ни был, без резервного питания от батареи, и компания выбрала смолу для шестерен энкодера, чтобы избежать возможности загрязнения магнитных цепей металлической пылью, вызванной эрозией.

В нем подчеркивается количество испытаний, проведенных для подтверждения их надежности: «Материалы этих шестерен, смолы, которые обладают самосмазывающимися свойствами и отличной стойкостью к износу и истиранию, а также смазка исключительно для смол, используются для обеспечения высокой долговечности».

Зубчатая передача работала в одном направлении в течение 7000 часов при высокой скорости и температуре (1600 об/мин, 85°C) и непрерывно реверсировалась 200 миллионов раз при 5,46 x 10⁴радиан/с² ускорение.

В обоих случаях «ухудшения со временем для люфта обнаружено не было», по словам компании, что указывает на отсутствие измеримого износа.

Люфт был спроектирован так, чтобы он был достаточно мал, чтобы не вносить ошибки в точность системы. Это «даже меньше, чем один шаг шестерни», сказал Ориентал.

Энкодер встроен в шаговые двигатели постоянного и переменного тока серии AZ (Правильно), которые имеют специальные блоки драйверов постоянного или переменного тока, которые подключаются к энкодерам.

По словам компании, с энкодером и драйверами «нет необходимости выполнять операции возврата домой». «Даже если требуется операция возврата в исходное положение, внешний датчик не требуется, поскольку двигатель имеет собственное исходное положение».

Также указывается, что возврат в исходное положение можно выполнять на высокой скорости, поскольку нет внешнего датчика исходного положения, к которому нужно приближаться на низкой скорости, чтобы избежать столкновения с ним.

На коробке привода есть кнопка для однократного сохранения номинального исходного положения во время ввода машины в эксплуатацию.

Драйверы серии AZ доступны с интерфейсом хост-компьютера Modbus RTU и способны сообщать множество параметров — серийный номер, количество циклов включения, положение двигателя, скорость двигателя и история аварийных сигналов с отметкой времени — это небольшой пример.

Страница двигателя и драйвера серии AZ находится здесь.