Motor mô-men trực tiếp vạch tròn

Bộ mã hóa hình tròn (góc*) có thể được sử dụng trên nhiều loại máy móc và thiết bị khác nhau. Một bộ mã hóa quay bao gồm đầu đọc đo vị trí và một thang đo chính xác được khắc trên bề mặt trụ hoặc đĩa của bộ mã hóa quay. Đầu đọc đo vị trí bằng cách cảm biến quang học các dấu vạch thang đo đều đặn và truyền chúng dưới dạng tín hiệu tương tự hoặc số ra ngoài. Sau đó, tín hiệu này được chuyển đổi thành giá trị vị trí thông qua màn hình kỹ thuật số (DRO) hoặc bộ điều khiển chuyển động.

Nhiều hệ thống tự động hóa hiện đại yêu cầu chuyển động quay chính xác, chẳng hạn như các hệ thống tiền in quay computer-to-plate (CTP), trục A, B và C của máy công cụ, máy lắp ráp bề mặt, hệ thống đo lường hình dạng, thiết bị xử lý và kiểm tra wafer, cũng như goniometers. Các ứng dụng khác nhau yêu cầu các tổ hợp khác nhau về hiệu suất và tính năng của bộ mã hóa để tối ưu hóa chức năng của chúng - một số yêu cầu độ chính xác, trong khi những cái khác yêu cầu khả năng lặp lại, độ phân giải cao, hoặc lỗi chu kỳ thấp cho việc kiểm soát vòng tốc độ. Việc chọn một bộ mã hóa cung cấp sự cân bằng tốt nhất giữa các thông số kỹ thuật và chức năng là thách thức, và rất ít bộ mã hóa đáp ứng được tất cả các yêu cầu.

Kiểm soát chuyển động chính xác phụ thuộc vào độ chính xác và phản hồi động của hệ thống. Việc đo lường vị trí chính xác là quan trọng, nhưng hệ thống sẽ không hoạt động đúng nếu không có kiểm soát vị trí chính xác. Các động cơ quay trực tiếp, hoặc động cơ mô-men xoắn, cung cấp mô-men xoắn cao và kiểm soát servo chính xác trong phạm vi góc rất nhỏ. Vì tải được kết nối trực tiếp với động cơ, không cần lắp đặt các thành phần truyền động gây ra hiện tượng chùng dây, trễ hysteresis, lỗi bánh răng hoặc giãn đai, dẫn đến phản hồi động tuyệt vời. Mặc dù cấu trúc không khung của động cơ mô-men xoắn lỗ lớn không có khớp nối rõ ràng để gắn bộ mã hóa trục, bộ mã hóa vòng cung cấp một giải pháp đơn giản. Ngoài ra, bộ mã hóa quay có thể được kết nối cứng với động cơ giống như tải, loại bỏ các khe hở không cần thiết trong hệ thống. Trong bất kỳ hệ thống đo lường hoặc kiểm soát nào, việc có bộ mã hóa gần động cơ nhất có thể là mong muốn, điều này giúp giảm thiểu tối đa các cộng hưởng trục ảnh hưởng đến hiệu suất servo, đặc biệt khi băng thông servo tăng lên.

Bộ mã hóa quay là một giải pháp tuyệt vời để cung cấp phản hồi vị trí góc chính xác. Giống như việc chọn động cơ, việc chọn bộ mã hóa quay phù hợp yêu cầu hiểu biết về các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của bộ mã hóa và hiểu rõ cách khắc phục những hạn chế về hiệu suất dựa trên thông số thực tế. Khi chọn bộ mã hóa quay, nên cân nhắc nhiều tham số khác nhau như tốc độ dữ liệu, kích thước hệ thống, độ phức tạp và chi phí, ngoài độ chính xác và độ phân giải. Ngày nay, vạch chia tuyến tính có thể đo lường với độ chính xác và độ phân giải hàng chục nanomet, trong khi vạch chia quay có thể đo lường trong phạm vi góc nhỏ bằng góc giây. Một góc giây là một góc rất nhỏ:
•Nó có thể được biểu diễn là góc tương ứng với chiều dài cung 1 μm ở bán kính 206,25 mm.
•Nó có thể được biểu diễn là góc giữa khoảng cách 30 m trên bề mặt và tâm Trái đất.
• Phân giải thành tốc độ dữ liệu 1,3 MHz tại 1 vòng/phút.

Việc xem xét độ chính xác, độ phân giải và khả năng lặp lại là hữu ích khi xác định hiệu suất đo lường cần thiết:
Đối với các ứng dụng có yêu cầu tái tạo cao (chẳng hạn như thiết bị lấy mẫu), việc hệ thống dừng lặp lại ở cùng một vị trí đếm vạch quang học quan trọng hơn so với độ chính xác của các góc bàn riêng lẻ.
Đối với chuyển động mượt mà liên tục, độ phân giải và độ chính xác của bộ mã hóa được chọn không cho phép lỗi rung xảy ra trong dải tần servo kiểm soát.
Đối với các thiết bị di chuyển chậm, chẳng hạn như kính thiên văn thiên văn học, việc đo lường góc chính xác quan trọng hơn tốc độ truyền dữ liệu tối đa của hệ thống.
Đối với các hệ thống tốc độ cao, có thể cần phải cân bằng giữa tốc độ và độ chính xác định vị: Vạch quang học có bước dày (ít dấu chấm) phù hợp cho tốc độ truyền dữ liệu cao, nhưng vạch quang học có bước mỏng (nhiều dấu chấm) thường có lỗi phân chia nhỏ hơn.