Codificadores Germany kubler

Explicación detallada del principio de funcionamiento del codificador incremental Kübler 05.2400.1122.0500

I. Resumen del producto

 
Kubler 05.2400.1122.0500 es un Encoder fotoeléctrico incremental en miniatura de la serie 2400 lanzado por Fritz Kübler gmbh, alemania, con una estructura compacta de solo 24 mm de diámetro, especialmente diseñado para escenarios de automatización industrial en espacios de instalación estrechos. Su función central es transformar el Movimiento de rotación mecánica del eje medido en una señal de pulso digital estandarizada para realizar mediciones precisas de velocidad, dirección y posición relativa, que se utilizan ampliamente en el control del motor, maquinaria de embalaje, equipos textiles y líneas de producción automatizadas.

Los parámetros clave de este modelo son los siguientes:

- tensión de alimentación: 5 - 24 VDC

- corriente de salida: 50 ma (salida push - pull)

- resolución: 500 impulsos / revolución (ppr)

- velocidad máxima: 12000 RPM

- nivel de protección: ip65, adaptado al entorno industrial

- origen: India (sistema de producción globalizado de kubler)



2. principio de funcionamiento central: mecanismo de codificación incremental fotovoltaico

1. arquitectura general y lógica de conversión de señales

La esencia del trabajo del codificador es el proceso de conversión de "movimiento mecánico → señal óptica → señal eléctrica → pulso digital", y el núcleo consta de tres módulos principales:

- Unidad de detección mecánica: el eje de rotación y el disco de código fotoeléctrico giran directamente simultáneamente con el eje medido;

- Unidad de escaneo óptico: diodos emisores de luz infrarrojos (emisores) y fotoreceptores (receptores) para realizar la generación y captura de señales ópticas;

- Unidad de procesamiento de señales: circuito de amplificación y conformación, que convierte la señal óptica débil en salida de pulso de Onda cuadrada estándar.

2. componentes clave: codificación óptica del disco de código fotoeléctrico

El disco de código es el portador central para lograr la conversión de señal de movimiento, es una estructura de disco delgado circular, con rayas de rejilla alternadas de transmisión de luz y sombreado uniformemente distribuidas grabadas en la superficie (500 por círculo en este modelo), y contiene dos conjuntos de rejillas con una diferencia de fase de 90 ° (fase A / b) y una rejilla de posición cero (fase z). Cuando el disco de código gira con el eje, el área de transmisión de luz permitirá que la luz infrarroja pase y sea capturada por el receptor fotoeléctrico; Las áreas sombreadas bloquean la luz, formando cambios periódicos en la intensidad de la luz.

3. mecanismo de generación y salida de señales

- pulso ortogonal de fase A / b: la diferencia de posición entre las rejillas de fase A y B es de 1 / 4 de la distancia de la cadena, lo que hace que la diferencia de fase entre los dos pulsos de salida se fije en 90 °. Cuando el eje gira hacia adelante, el pulso de fase a avanza 90 ° por delante de la fase b; Cuando se invierte, el pulso de fase B avanza 90 ° por delante de la fase a, y el controlador puede juzgar la dirección de rotación a través de la diferencia de fase, mientras que la velocidad y el desplazamiento se calculan a través del recuento de pulsos.

- pulso de fase Z cero: cada semana de rotación del disco de código, se emite un pulso de fase Z como punto de referencia absoluto cero para eliminar el error acumulado de codificación incremental y lograr la calibración cero del sistema.

Procesamiento de Salida push - pull: la señal analógica débil capturada por el receptor fotoeléctrico, amplificada y moldeada por un circuito interno, se convierte en una señal de Onda cuadrada push - pull, con una fuerte capacidad anti - interferencia y capacidad de conducción, que se adapta a las necesidades de transmisión de larga distancia en el sitio industrial.



3. análisis de las características clave del trabajo

1. características centrales de la codificación incremental

El codificador incremental no emite directamente el valor absoluto del ángulo, sino que refleja el desplazamiento relativo a través del número de pulsos, y su ventaja es que:

- alta resolución: a través de la tecnología de cuarta frecuencia de la fase A / b, la resolución del codificador de 500ppr se puede aumentar a 2000 conteos / revolución para satisfacer las necesidades de medición de alta precisión;

- estructura compacta: no es necesario almacenar información de ubicación absoluta, la estructura del circuito es simple y el diseño de miniaturización de adaptación;

- costes controlables: los esquemas incrementales son más rentables que los codificadores absolutos y son adecuados para escenarios de automatización general.

2. ventajas antiinterferencias de la detección óptica

Este modelo utiliza la madura tecnología de detección óptica de kubler y tiene las siguientes ventajas en comparación con los codificadores magnéticos y eléctricos:

No se ve perturbado por un fuerte campo magnético y se adapta a un entorno electromagnético fuerte, como motores y inversores de frecuencia;

El borde del pulso es empinado, la precisión de la señal es alta y el error de conteo se reduce;

Estructura de rodamiento robusta y protección ip65, excelente resistencia al impacto y vibración, adecuada para las malas condiciones industriales.

3. adaptación de las características eléctricas

- suministro de energía de amplio voltaje (5 - 24vdc), compatible con los principales equipos de control industrial, como PLCs y servomotores;

La salida push - pull admite compatibilidad NPN / pnp, sin necesidad de circuitos de conversión adicionales, acceso directo al sistema de control;

- circuitos de protección de cortocircuitos incorporados para evitar daños en el equipo causados por errores en el cableado de campo.



IV. escenarios de aplicación típicos y flujos de trabajo

Tomando como ejemplo el escenario de control de velocidad del motor, el flujo de trabajo completo del codificador es el siguiente:

1. el codificador y el eje del motor se instalan en el mismo eje, y la rotación del motor conduce al disco de código a girar simultáneamente;

2. la luz emitida por el emisor infrarrojo se ajusta a través de la rejilla del disco de código para formar una señal óptica periódica;

3. el receptor fotoeléctrico convierte la señal óptica en una señal eléctrica débil y la procesa en un pulso de Onda cuadrada de tres fases A / B / z a través de un circuito interno;

4. el controlador CNC / servomotor recoge la señal de pulso, calcula la velocidad del motor a través del recuento, juzga la dirección a través de la diferencia de fase y realiza la calibración de retorno a cero a través del pulso de fase z;

5. el controlador ajusta la salida del motor de acuerdo con la señal de retroalimentación para lograr un control de circuito cerrado.



V. puntos clave de uso y mantenimiento

1. al instalar, es necesario garantizar la coaxalidad entre el eje del codificador y el eje medido para evitar el desgaste del rodamiento y el temblor de la señal causado por la excentricidad;

2. la tensión de suministro de energía debe controlarse dentro del rango de 5 - 24 VDC para evitar que la Sobretensión dañe el circuito interno;

3. Manténgase alejado de las líneas eléctricas fuertes al colocar el cable para reducir el impacto de la interferencia electromagnética en la señal de pulso;

4. limpie regularmente la carcasa del Encoder y el conector del cable para evitar que la intrusión de polvo y aceite afecte el rendimiento de protección.



VI. Resumen

El codificador kubler 05.2400.1122.0500 toma la codificación óptica incremental como el principio central y logra una retroalimentación digital precisa del Movimiento de rotación a través de una estructura mecánica compacta y una tecnología madura de procesamiento de señales. Su adaptación de voltaje amplio, diseño antiinterferencia y alta fiabilidad lo convierten en una opción ideal para el control de movimiento en escenarios de automatización industrial en espacios reducidos.