Deutschland Kubler Encoder

Kübler 05.2400.1122.0500 Arbeitsprinzip

1. Produktüberblick

 
Der Kübler 05.2400.1122.0500 ist der von der Fritz Kübler GmbH in Deutschland eingeführte Mikro-Inkremental-Optoelektronik-Encoder der Serie 2400 mit einer kompakten Konstruktion mit nur 24 mm Durchmesser, speziell für industrielle Automatisierungsszenen mit engen Montageflächen konzipiert. Seine Kernfunktion besteht darin, die mechanische Drehbewegung der gemessenen Achse in ein standardisiertes digitales Impulssignal umzuwandeln, um die genaue Messung von Drehzahl, Lenkung und relativer Position zu erreichen, die weit verbreitet in der Motorsteuerung, Verpackungsmaschinen, Textilausrüstungen und Automatisierungsproduktionslinien verwendet wird.

Die wichtigsten Parameter dieses Modells sind:

Versorgungsspannung: 5-24 VDC

Ausgangsstrom: 50mA (Push-Out)

Auflösung: 500 Impulse/Umdrehung (PPR)

Maximale Drehzahl: 12.000 rpm

- Schutzklasse: IP65, geeignet für industrielle Umgebung

Herkunft: Indien (Kubler Globalisiertes Produktionssystem)



2. Kernarbeitsprinzip: Optoelektronischer Inkrementalcodierungsmechanismus

1. Gesamtarchitektur und Signalwandlungslogik

Das Wesen der Arbeit des Encoders ist der Umwandlungsprozess "Mechanische Bewegung → Lichtsignal → Elektrosignal → Digitale Impulse", der Kern besteht aus drei Modulen:

- Mechanische Sensoreinheit: Drehachse und optische Scheibe, die direkt der synchronen Drehung der gemessenen Achse folgt;

- Optische Scan-Einheit: Infrarot-LEDs (Sender) und optische Empfänger (Empfänger), um die Erzeugung und Erfassung von Lichtsignalen zu erreichen;

- Signalverarbeitungseinheit: Verstärkung, Formkreis, das schwache Lichtsignal in einen Standard-Quadratwellenpulsausgang umwandelt.

2. Schlüsselkomponenten: Optische Codierung der Optikplatte

Die Codescheibe ist der Kerntrager für die Bewegung-Signalwandlung und ist eine runde, dünne Scheibenstruktur mit einer gleichmäßig verteilten Lichtdurchlässigkeit und einer abwechselnden Rasterstreife (dieses Modell hat 500 Raster pro Kreis), die gleichzeitig zwei Gruppen von Rastern mit einem Phasenunterschied von 90 ° enthält (A / B-Phase) und 1 Nullraster (Z-Phase). Wenn sich die Scheibe mit der Achse dreht, lässt der Lichtdurchlässigkeitsbereich das Infrarotlicht durchlaufen und wird vom optischen Empfänger erfasst; Der Schattenbereich blockiert das Licht und bildet periodische Veränderungen der Lichtintensität.

Signalgeneration und Ausgabemechanismus

- A / B-Phase-orthogonaler Impuls: Die Position der beiden Phasen A und B ist um 1/4 der Rasterabstand verschieden, so dass die Phasendifferenz der beiden Ausgangsimpulse auf 90 ° festgelegt wird. Wenn sich die Achse positiv dreht, übersteigt der A-Impuls die B-Phase um 90°; Bei Umkehr übersteigt der B-Impuls die A-Phase um 90°, der Regler kann die Drehrichtung durch die Phasendifferenz bestimmen und gleichzeitig die Drehzahl und die Verschiebung durch die Zählung der Impulse berechnen.

- Z-Phase-Null-Impuls: Jede Woche, in der die Scheibe gedreht wird, wird ein Z-Phase-Impuls als absoluter Null-Referenzpunkt ausgegeben, der zur Beseitigung der kumulativen Fehler der inkrementellen Codierung verwendet wird, um die Zero-Kalibrierung des Systems zu erreichen.

- Push-Ausgangsverarbeitung: Schwaches analoges Signal, das vom optischen Empfänger erfasst wird, wird durch die interne Schaltung verstärkt und nach der Gestaltung in Push-Quadratwellensignal umgewandelt, mit einer starken Störungsschutz- und Antriebsfähigkeit, um sich an die Langstreckentransmissionsanforderungen des Industriefeldes anzupassen.



Analyse der wichtigsten Arbeitsmerkmale

1. Kernmerkmale der Inkrementalcodierung

Der Inkremental-Encoder gibt keine absoluten Winkelwerte direkt aus, sondern spiegelt die relative Verschiebung durch die Anzahl der Impulse wider.

- Hohe Auflösung: Durch die vierfache Frequenz-Technologie der A / B-Phase kann die Encoder-Auflösung von 500PPR auf 2000 Zählungen / Umdrehungen erhöht werden, um die Anforderungen an hohe Präzisionsmessungen zu erfüllen;

- Kompakte Struktur: keine absoluten Standortinformationen speichern müssen, die Schaltungsstruktur ist einfach und für das Miniaturdesign geeignet;

Kostenkontrollierbar: Im Vergleich zu absoluten Wertencodern sind inkrementale Lösungen kostengünstiger und eignen sich für allgemeine Automatisierungsszenarien.

2. Störungsschutzvorteile der optischen Sensorik

Dieses Modell verfügt über die bewährte optische Sensorik von Kubler und bietet im Vergleich zu magnetoelektronischen Encodern folgende Vorteile:

- Keine starken Magnetfelderstörungen, die sich an starke elektromagnetische Umgebungen wie Motoren, Frequenzumrichter und andere anpassen;

- Steil entlang der Impulskante, hohe Signalpräzision, Verringerung der Zählfehler;

- Robuste Lagerkonstruktion mit IP65-Schutz, ausgezeichnete Schlagfestigkeit und Vibrationsleistung, die sich an schwierige industrielle Arbeitsbedingungen anpassen.

3. Anpassung der elektrischen Eigenschaften

- Breitspannungsversorgung (5-24VDC), kompatibel mit gängigen industriellen Steuergeräten wie SPS, Servoantrieb;

- Push-Push-Ausgang unterstützt NPN / PNP-Kompatibilität, ohne zusätzliche Umwandlungsschaltung, direkter Zugang zum Steuersystem;

- Eingebaute Kurzschlussschutzschaltung, um Geräteschäden durch Verkabelungsfehler vor Ort zu vermeiden.



Typische Anwendungsszenarien und Workflows

Nehmen wir zum Beispiel die Motordrehzahlsteuerung, so ist der gesamte Arbeitsablauf des Encoders wie folgt:

1. Der Encoder und die Motorwelle sind koaxial installiert, und der Motor dreht sich synchron;

2. Das vom Infrarot-Sender ausgesendete Licht wird durch das Coding-Disk-Raster moduliert und bildet ein periodisches Lichtsignal;

3. Der optische Empfänger wandelt das optische Signal in ein schwaches elektrisches Signal um und wird durch die interne Schaltung als A / B / Z-dreiphasischer Wellenpuls verarbeitet;

4. SPS / Servo-Antrieb erfasst das Impulssignal, berechnet die Motordrehzahl durch Zählen, beurteilt die Lenkung durch Phasendifferenz und erreicht die Zero-Kalibrierung durch den Z-Phaseinpuls;

5. Der Controller passt den Motorausgang nach dem Rückmeldungssignal an, um eine geschlossene Schleifensteuerung zu erreichen.



5. Verwendung und Wartung

1. Bei der Installation muss die Koaxialität der Encoderwelle und der gemessenen Welle gewährleistet werden, um eine Exzentrizität zu vermeiden, die zu Lagerschleiß und Signalstickeln führt;

2. Die Versorgungsspannung muss im Bereich von 5-24VDC gesteuert werden, um Überspannungsschäden an der inneren Schaltung zu vermeiden;

3. Abstand von starken Stromleitungen bei der Kabelverlegung, um die Auswirkungen von elektromagnetischen Störungen auf das Impulssignal zu verringern;

4. Reinigen Sie regelmäßig das Encodergehäuse und die Kabelverbindungen, um den Einfluss von Staub und Ölverschmutzung auf die Schutzleistung zu vermeiden.



6. Zusammenfassung

Der Kubler 05.2400.1122.0500-Encoder basiert auf der optischen Inkrementalcodierung und ermöglicht durch seine kompakte mechanische Konstruktion und bewährte Signalverarbeitungstechnik eine präzise digitale Rückmeldung von Drehbewegungen. Die breite Spannungsanpassung, die Störungssicherheit und die hohe Zuverlässigkeit machen sie zur idealen Wahl für die Bewegungssteuerung in industriellen Automationsszenarien mit kleinen Räumen.