Энкодеры фирмы Lenord + Bauer
Уже почти 50 лет имя немецкой фирмы Lenord + Bauer – одно из самых авторитетных в мире точного машиностроения. Основная продукция компании – датчики вращательного и линейного перемещения и интеллектуальные системы управления различными механизмами. Кредо Lenord + Bauer – создавать решения для конкретных заказчиков. Компания сосредоточена в Рурской области – крупнейшем промышленном районе Германии. Детальное знание потребностей машиностроителей в течение долгого времени, непосредственные контакты с ними позволяют фирме оперативно реагировать на их запросы и создавать самую современную высококачественную продукцию.
Прочная конструкция датчиков и специальные технологии, применяемые при их производстве, обеспечивают устойчивость к самым жёстким условиям окружающей среды, таким, как удары, вибрация, выпадение конденсата, большие перепады температуры. Поэтому продукция Lenord + Bauer с успехом применяется, например, на железнодорожном и морском транспорте, в ветряных электростанциях, в автомобилестроении. Точные данные измерений, предоставляемые датчиками высокого разрешения фирмы Lenord Bauer, высоко ценятся производителями станков.
Термин «энкодер» (encoder, это слово можно перевести как «преобразователь в код») в машиностроении закрепился за датчиками угловых или линейных перемещений, которые на своём выходе формируют сигнал, легко воспринимаемый цифровыми устройствами: последовательность импульсов или цифровой код. Энкодеры делятся на две большие группы: инкрементальные и абсолютные.
Инкрементальные энкодеры генерируют импульсы, число которых пропорционально перемещению. На рисунке 1 показан пример диска оптического инкрементального энкодера, закрепляемого на валу. Когда вал неподвижен, импульсов нет. Импульсы формируются во время вращения вала оптопарой, расположенной рядом с диском.
 |
| Рисунок 1 |
Устройство инкрементальных энкодеров, как правило, проще, чем у абсолютных, но они позволяют определить только относительное положение вала. Их удобно применять, например, для измерения скорости вращения. Если же требуется знать абсолютное положение, то инкрементальный энкодер надо дополнить каким-либо датчиком начала отсчёта.
Существуют также инкрементальные энкодеры, которые вырабатывают два сигнала, сдвинутых между собой по фазе (например, синусоидальный и косинусоидальный). Они позволяют определить не только скорость, но и направление движения.
Абсолютные энкодеры формируют на выходе индивидуальный код для каждого положения вала. Пример диска абсолютного оптического энкодера приведён на рисунке 2. Данные с этого диска считываются уже не одной оптопарой, а линейкой из пяти оптопар, расположенных вдоль радиуса диска. Таким образом, за один оборот вала выдаётся 25=32 разных кода, каждый из которых соответствует одному и тому же положению вала (конечно, с некоторым допуском). Платой за возможность определения абсолютного положения является существенное усложнение датчика.
 |
| Рисунок 2 |
С точки зрения физических принципов работы, энкодеры могут быть оптическими, магнитными, резистивными, контактными, бесконтактными и др.
Фирма Lenord + Bauer подразделяет свои энкодеры на несколько больших групп.
Семейство MiniCODER
MiniCODER – малогабаритные энкодеры для измерения высоких скоростей движения. Благодаря высокой точности и компактности они завоевали большую популярность. Фирма Lenord + Bauer утверждает, что во всём мире для измерения скоростей быстро вращающихся валов чаще всего применяются именно эти датчики – установлено уже более 500 000 экземпляров. В основе их работы лежит фиксация прохождения выступа зубчатого колеса мимо магнитного датчика.
В это семейство входят несколько энкодеров разной точности, разной конструкции, инкрементальные и абсолютные, и, что немаловажно, с разной ценой, благодаря чему потребитель может выбрать датчик, наиболее точно отвечающий его запросам.
Пользователь может отдельно приобрести аксессуары и оборудование для семейства MiniCODER:
- Зубчатые колёса с различным числом зубцов;
- GEL 211 – испытательно-программирующее устройство, при помощи которого можно измерять параметры датчиков и производить их точную настройку;
- GEL 212 – преобразователь синусоидальных сигналов датчиков в прямоугольные с возможностью интерполяции.
Продукты семейства MiniCODER не содержат подшипников, поэтому они не изнашиваются и не требуют обслуживания. Электронные узлы датчиков устанавливаются в корпусах с высокой степенью защиты, поэтому их можно использовать в тяжёлых условиях эксплуатации.
Инкрементальные энкодеры
Инкрементальные энкодеры Lenord + Bauer также отслеживают движение зубчатого колеса. Они формируют два сигнала со сдвигом по фазе 90. Эти энкодеры позволяют получать информацию о направлении вращения, угловом перемещении, расстоянии, скорости. Они не изнашиваются и не требуют обслуживания, их разрешение достигает 266 приращений (инкрементов) за оборот.
Инкрементальные энкодеры Lenord Bauer выпускаются в исполнениях с разной степенью защиты от воздействия окружающей среды. По просьбе заказчика фирма может изготовить датчики для сильно нагруженных валов, с квадратными фланцами и т.п. Существуют также кислотоупорные и взрывозащищённые исполнения.
Абсолютные энкодеры
Абсолютные энкодеры фирмы Lenord + Bauer – это магнитные датчики углового перемещения. В отличие от инкрементальных, они позволяют получить информацию о положении непосредственно, без использования датчика начала отсчёта, и в неподвижном состоянии. Их уникальная особенность – измерение по методу Вернье, который позволяет получить разрешение до 16 бит на один оборот и до 28 бит для нескольких оборотов. Перемещение измеряется с точностью до 0,08°. Это стало возможным благодаря сканированию ферромагнитного кодового диска, который имеет три дорожки, каждая со своим числом секторов.
Абсолютные энкодеры также выпускаются в исполнениях с высокой степенью защиты от воздействия окружающей среды. На выбор пользователя предлагаются пять различных интерфейсов (синхронный последовательный интерфейс SSI, EtherCAT, PROFIBUS-DP, 0 – 10 В, 4 – 20 мА), причём интерфейсный блок может быть встроен в корпус датчика, а также специальные исполнения с высокой нагрузкой на подшипники.
Датчики скорости
Фирма Lenord + Bauer предназначает свои датчики скорости специально для тяжёлых условий эксплуатации. В этой группе энкодеров датчик вращения или перемещения структурно отделён от зубчатого колеса или рейки, которые сделаны из ферромагнитного или электропроводящего материала. Это позволяет заказчику в широких пределах изменять диапазон измерения. Кроме того, предусмотрено множество различных опций, например, различные виды выходных сигналов.
Корпуса с высокой степенью защиты, а также специальные технологии производства обеспечивают выполнение требований стандарта DIN EN 50155 и класс защиты до IP 69 K.
Энкодеры с резервированием
Для особо ответственных применений фирма Lenord + Bauer предлагает энкодеры с резервированием. Резервирование подразумевает параллельное использование нескольких одинаковых функциональных узлов для повышения надёжности. Простейшей формой резервирования является параллельная работа двух или более датчиков. Однако, такие системы затруднительно использовать в ограниченном пространстве. В подобных случаях оптимальным выходом может оказаться использование датчиков серии GEL 290. Благодаря гибкой системе шин они позволяют нарастить избыточность при резервировании до необходимого уровня.
Так называемые тандемные энкодеры серии 290 позволяют объединять как инкрементальные, так и абсолютные датчики. Большое преимущество модульной организации этой серии – это возможность не только резервирования, но и одновременного подключения разных интерфейсов.
Одометры
Одометр – прибор для измерения числа оборотов вала. Одометры фирмы Lenord Bauer предназначены для мониторинга пробега и температурного режима железнодорожных вагонов. Бесконтактные датчики для подсчёта числа оборотов колёс легко устанавливаются на крышках отсеков с подшипниками. Существенным преимуществом этих приборов является встроенная система измерения температуры, которая может заблаговременно предупредить о возникающих неисправностях.
Так как не все товарные вагоны имеют электропитание, одометры Lenord + Bauer снабжены электрогенератором, который работает при вращении оси. Исключение батареи в сочетании с бесконтактной измерительной системой делает срок службы одометров практически неограниченным. Кроме того, эти одометры сертифицированы для применения в потенциально взрывоопасных средах.
Каждый одометр может быть настроен индивидуально, в том числе может быть задан диаметр колеса, что позволяет вести точные измерения пробега с учётом износа.
Полученные данные считываются через систему RFID.
Любое копирование и использование данного текста возможно только с письменного согласия компании "НеоТех".