Alemanha Codificador Kubler

Descrição detalhada do funcionamento do codificador incremental Kübler 05.2400.1122.0500

I. Visão geral do produto

 
O Kübler 05.2400.1122.0500 é um microcodificador fotoeletrônico incremental da série 2400 da Fritz Kübler GmbH, na Alemanha, com uma estrutura compacta de apenas 24 mm de diâmetro, projetado para cenários de automação industrial com espaços de instalação estreitos. Sua função principal é transformar o movimento mecânico de rotação do eixo medido em um sinal de pulso digital padronizado para alcançar a medição precisa da velocidade de rotação, direção e posição relativa, amplamente utilizado no controle de motores, máquinas de embalagem, equipamentos têxteis e linhas de produção de automação.

Os principais parâmetros do modelo são os seguintes:

Tensão de alimentação: 5-24 VDC

- Corrente de saída: 50mA (saída empurrada)

Resolução: 500 pulsos por volta (PPR)

Velocidade máxima: 12.000 rpm

- Classe de proteção: IP65, adequado para ambientes industriais

- Origem: Índia (Sistema de Produção Globalizado Kubler)



Principio de funcionamento básico: mecanismo de codificação incremental fotoelétrica

Arquitetura geral e lógica de conversão de sinal

A essência do trabalho do codificador é o processo de conversão de "movimento mecânico → sinal óptico → sinal elétrico → pulso digital", o núcleo é composto por três módulos principais:

- Unidade de sensor mecânico: eixo rotativo e disco de código óptico, seguindo diretamente a rotação sincronizada do eixo medido;

- Unidade de varredura óptica: diodo emissor de luz infravermelho (emissor) e tubo fotoelétrico receptor (receptor), para a geração e captura de sinais ópticos;

- Unidade de processamento de sinal: amplificação, circuito de moldagem para converter sinais de luz fraca em saída de pulso de onda quadrada padrão.

2. Componentes-chave: codificação óptica do disco de código óptico

O disco de códigos é o principal veículo para a conversão de movimento-sinal, uma estrutura de disco fino redondo, com uma distribuição uniforme de faixas de rastre de transmissão de luz e sombreamento alternados (este modelo tem 500 por círculo), ao mesmo tempo que contém dois conjuntos de rastres com diferença de fase de 90° (fase A / B) e 1 rastre de ponto zero (fase Z). Quando o disco gira com o eixo, a área de transmissão de luz permite que a luz infravermelha atravesse e seja capturada pelo receptor fotoelétrico; A área de escuridão bloqueia a luz, formando mudanças periódicas na intensidade da luz.

Mecanismo de geração e saída de sinais

- Impulso ortogonal de fase A / B: a diferença de posição da rede de duas fases A e B é de 1/4 da distância da rede, de modo que a diferença de fase do pulso de saída de duas saídas é fixada em 90 °. Quando o eixo gira corretamente, o pulso da fase A ultrapassa a fase B em 90°; Quando invertido, o pulso da fase B ultrapassa a fase A de 90°, o controlador pode determinar a direção de rotação pela diferença de fase e calcular a velocidade de rotação e o deslocamento pela contagem de pulsos.

Impulso de fase Z zero: a cada rotação de uma semana, o disco de código emitirá um impulso de fase Z como ponto de referência de zero absoluto para eliminar os erros acumulados da codificação incremental e alcançar a calibração de volta a zero do sistema.

- Tratamento de saída de empurramento: o sinal analógico fraco capturado pelo receptor fotoelétrico é amplificado pelo circuito interno e transformado em sinal de onda quadrada de empurramento, com uma forte capacidade anti-interferência e capacidade de condução, adaptando-se às necessidades de transmissão de longa distância do campo industrial.



Análise das principais características do trabalho

Características principais da codificação incremental

Os codificadores incrementais não emitem valores de ângulo absoluto diretamente, mas refletem o deslocamento relativo pelo número de pulsos, com a vantagem de:

- Alta resolução: através da tecnologia de quatro vezes a frequência da fase A / B, a resolução do codificador de 500PPR pode ser aumentada para 2000 contagens / rotações, para atender às necessidades de medição de alta precisão;

- Estrutura compacta: não é necessário armazenar informações de localização absoluta, a estrutura do circuito é simples e adapta-se ao design em miniatura;

Custos controlados: os esquemas incrementais são mais econômicos do que os codificadores de valores absolutos e adequados para cenários de automação gerais.

2. Vantagens anti-interferência do sensor óptico

Utilizando a tecnologia de sensores ópticos comprovada da Kubler, este modelo apresenta as seguintes vantagens em comparação com os codificadores magnetoelétricos:

- Sem interferência de campo magnético forte, adaptado a fortes ambientes eletromagnéticos como motores e conversores de frequência;

- A borda do pulso é íngreme, alta precisão do sinal, reduzindo os erros de contagem;

- Estrutura robusta do rolamento com proteção IP65, excelente desempenho de impacto e vibração, adaptado às condições industriais difíceis.

Adaptabilidade de características elétricas

- Alimentação de ampla tensão (5-24VDC), compatível com os principais equipamentos de controle industrial como PLC e servo drive;

- A saída empurrada é compatível com NPN / PNP, sem circuito de conversão adicional, com acesso direto ao sistema de controle;

- Circuito de proteção de curto-circuito incorporado para evitar danos ao equipamento causados ​​por erros de cablagem no campo.



Cenários e fluxos de trabalho típicos

Por exemplo, no cenário de controle de velocidade do motor, o fluxo de trabalho completo do codificador é o seguinte:

1. O codificador é montado coaxialmente com o eixo do motor, e o disco de códigos de correia rotativa do motor gira sincronicamente;

2. a luz emitida pelo emissor de infravermelho é modulada pela raster do disco codificado, formando um sinal fotológico periódico;

3. O receptor fotoelétrico converte o sinal óptico em sinal elétrico fraco, processado pelo circuito interno como pulso de onda trifásico A / B / Z;

4. O PLC / servo drive capta o sinal de pulso, calcula a velocidade do motor através da contagem, julga a direção através da diferença de fase e alcança a calibração de volta a zero através do pulso de fase Z;

O controlador ajusta a saída do motor de acordo com o sinal de feedback para realizar o controle de circuito fechado.



V. Utilização e manutenção

1. a instalação deve garantir a coaxialidade do eixo do codificador e do eixo medido, evitando que a eccentricidade cause desgaste do rolamento e tremor do sinal;

A tensão de alimentação deve ser controlada na faixa de 5-24VDC para evitar danos ao circuito interno por sobretensão;

Longe das linhas elétricas fortes quando o cabo é colocado, reduzindo o efeito da interferência eletromagnética no sinal de pulso;

Limpe regularmente a caixa do codificador e a conexão do cabo para evitar que a poeira e a poluição de óleo afetem o desempenho de proteção.



VI. Resumo

O codificador Kubler 05.2400.1122.0500, baseado na codificação incremental óptica, permite um feedback digital preciso sobre o movimento rotativo através de uma estrutura mecânica compacta e uma tecnologia de processamento de sinal comprovada. Sua ampla adaptação de tensão, design anti-interferência e alta confiabilidade tornam-no ideal para o controle de movimento em cenários de automação industrial de espaços pequenos.