II. CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ TRÊN MÁY CNC
3.2. Phân loại
Tùy thuộc vào chuyển động của Encoder mà người ta chia nó thành hai kiểu có nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống nhau:
Encoder thẳng: chiều dài của encoder thẳng phải bằng tổng chuyển động thẳng
tương ứng có nghĩa là chiều dài cần đo phải bằng chiều dài thước.
Encoder quay: là một đĩa nhỏ và kích thước encoder không phụ thuộc vào
khoảng cách đo. Nó có thể đo được cả thong số dịch chuyển và tốc độ.
Trong máy CNC điều khiển số, chuyển động của bàn máy được dẫn động từ động cơ qua trục vít me_đai ốc_bi tới bàn máy. Vị trí bàn máy có thể được xác định được nhờ
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn
Encoder quay chia làm hai loại: encoder tuyệt đối và encoder tương đối. Sau đây chúng ta sẽ đề cập đến một số loại Encoder ở trên:
Encoder tuyệt đối
Cấu tạo
Encoder kiểu tuyệt đối kết cấu gồm các thành phần sau: nguồn sáng, đĩa mã hóa và các phodetetor như hình vẽ.
Đĩa mã hóa được chế tạo từ vật liệu trong suốt. Người ta chia mặt đĩa thành các góc đều nhau và các đường tròn đồng tâm. Các đường tròn đồng tâm và bán kính giới hạn các góc hình thành các phân tố diện tích. Tập hợp các phân tố diện tích cùng giới hạn bởi hai vòng tròn đồng tâm gọi là dải băng. Số dải băng trên đĩa phụ thuộc vào khả năng công nghệ.
Nguyên lý hoạt động
Đĩa mã hóa lắp trên trục, phía bên trái của đĩa mã hóa là nguồn sáng (LED), phía bên phải là các photosensor, khuếch đại và tigger Smiths.
Tương ứng với mỗi dải băng là một nguồn sáng. Nguồn sáng và photosensor được lắp cố định. Khi ánh sáng từ nguồn sáng chiếu tới đĩa mã hóa, nếu đối diện với tia sáng là diện tích phân tố trong suốt, ánh sáng xuyên qua đĩa tới photosensor làm xuất hiện dòng qua photosensor. Nếu đối diện với tia sáng là diện tích phân tố bị phủ lớp chắn sáng, ánh sáng không tới được photosensor và trong photosensor không có dòng điện. Dòng ra của photosensor nhỏ.
Vì vậy thường được đưa tới bộ khuếch đại, khuếch đại tín hiệu đủ lớn trước khi đưa tới tầng tiếp theo. Do quá trình quay đĩa mã hóa, cường độ ánh sáng tăng từ nhỏ đến cực đại và tiếp theo giảm dần đến khi tia sáng bị chặn hoàn toàn lúc đó dòng trong photosensor bằng không.
Vậy để có thể tạo được xung vuông người ta cho tín hiệu qua mạch sửa dạng xung trigger Smiths.
Gọi số góc trên đĩa là S và số dải là a, quan hệ giữa số góc và số dải biểu diễn theo công thức: S = 2a với a- là số nguyên dương.
Giá trị góc chia trên đĩa mã hóa α được tính theo công thức: α = 3600/S
H Các thành phần cơ bản của Encoder
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn
Encoder gia số
Encoder gia số được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Encoder gia số có hai dạng: kiểu thẳng và kiểu quay. Kết cấu encoder quay như hình vẽ.
Cấu tạo
Kết cấu encoder quay bao gồm: + Nguồn sáng
+ Thấu kính làm nhiện vụ biến đổi đường đi của tia sáng thành các tia song song.
+ Đĩa phát xung được làm bằng vật liệu trong suốt trên nó có một hoặc hai dải băng (dải băng là tập hợp các vạch sáng tối có chiều dày giống nhau). Một trong hai dải băng trên đĩa làm nhiệm vụ tạo xung, dải băng còn lại dùng để xác
định gốc không quy chiếu. Đĩa phát xung được lắp trên trục và chuyển động quay cùng với trục.
+ Đĩa thước cố định có xẻ bốn rãnh trên cùng một hàng, rãnh xẻ thứ năm bố trí trên hàng riêng và thước được cố định trên vỏ cùng phía với photosensor. Tương ứng với số rãnh trên là số photosensor, photosensor cũng được cố định với vỏ
encoder.
Nguyên lý hoạt động
Ánh sáng từ nguồn sáng 1 qua thấu kính 2 biến đổi thành các tia sáng song song tới thước động 3. Vì thước động 3 chuyển động nên có thể xem thước 4 là cửa sổ và thước 3 như là cách cửa sổ đóng mở điều khiển ánh sáng tới photosensor 5.
Khi cửa sổ mở rộng dần dần, cường độ sáng tăng dần, dòng photosensor cũng tăng dần và dòng cực đại khi cửa sổ mở hoàn toàn. Khi cửa sổ khép dần dòng trong photosensor giảm dần và bằng khôn khi cửa sổ đóng hoàn toàn.
Với cách bố trí hợp lý hai cặp photosensor trên bốn đỉnh rãnh của thước cố định người ta thu được sóng sin và cosin cho phép ta xác định chiều chuyển động của thước động
H10: Encoder gia số dạng quay
H11: Nguyên lý hoạt động của Encoder kiểu
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn
450