　　自動化的精髓在于控制回路，但是人們似乎更樂于將自動化機(jī)械安全比作一支利箭。編碼器就是這支利箭的箭頭，幫助控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對位置和運(yùn)轉(zhuǎn)速率的掌控。有了這些信息，控制系統(tǒng)不但能夠避免問題，還可以采取正確的動作將可能出現(xiàn)的問題拒之門外。

　　自動化系統(tǒng)會出現(xiàn)各種形式的問題。一般情況下，任何問題都可能對機(jī)械本身、人員或周圍設(shè)備造成危害。對動態(tài)機(jī)械而言，這樣的問題包括工作區(qū)域受干擾、機(jī)械部件失效或是電源抖動。

　　Sick Stegmann的顧問設(shè)計師Jim Marshall說：“機(jī)械安全方面最嚴(yán)重的問題當(dāng)屬突然斷電。在你初次接手一套自動化系統(tǒng)時，你就應(yīng)該在不移動部件的情況下確定轉(zhuǎn)軸的位置。這一點(diǎn)對于機(jī)床和換刀裝置尤其關(guān)鍵，對自動化倉儲也同樣重要。"

　　編碼器解密

　　Heidenhain自動化部門的國內(nèi)產(chǎn)品*Tom Wyatt說：“我們關(guān)心的是機(jī)械軸位置和旋轉(zhuǎn)速率。"

　　在形形色色的安全傳感器（例如光幕、接近開關(guān)以及急停門禁監(jiān)控設(shè)備E-stop）中，只有編碼器能夠提供問題預(yù)警功能。所有的編碼器都能夠提供位置和速率信息。

　　編碼器一般包括3個主要模塊：

　　■ 諸如LED或永磁體之類的信號源，安裝在機(jī)械的靜止部分，用來提供穩(wěn)定的激勵信號。

　　■ 編碼器，安裝在機(jī)械的運(yùn)動部件上，對穩(wěn)定的激勵信號進(jìn)行調(diào)制。

　　■ 檢測器，接收調(diào)制信號并進(jìn)行解調(diào)，從而產(chǎn)生出代表位置和速率信息的電信號。

　　光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器可以說是一個最簡易的實(shí)例。Wyatt解釋道：“在一個帶有軸承的封閉系統(tǒng)中，一片玻璃盤被安裝在與軸承中心對齊的位置，而一個帶有電路的固定件會在碟片轉(zhuǎn)動時對它進(jìn)行掃描。"

　　這種編碼器工作時，光源（一般為LED）會向接收器（可能是一個光電二極管）發(fā)出一道狹窄的光束。光源和接收器都被嚴(yán)格安裝在旋轉(zhuǎn)連接軸承的靜止部位。編碼器是一個帶有透明開口或小窗的遮光圓盤，被安裝在軸承的轉(zhuǎn)動部位。

　　軸承轉(zhuǎn)動時，編碼器會讓光束交替通過（透過圓盤上的小窗口）。光電二極管則隨著位置的變化輸出對應(yīng)的高電平或低電平信號。光電二極管的輸出可以通過專門的電路，轉(zhuǎn)化為位置和速率信息。

　　最初，固定件上的電路由分立元件構(gòu)成。之后，隨著需求量的上升以及制造技術(shù)的提升，一部分生產(chǎn)商已經(jīng)能夠?qū)⒋蟛糠蛛娐芳傻揭黄瑢Ｓ眉呻娐罚ˋSIC）上了。BEI Duncan Electronics的商業(yè)開發(fā)經(jīng)理John Pindroh指出：“ASIC的出現(xiàn)使得編碼器更為可靠。隨著模塊、電路連接以及可能失效點(diǎn)數(shù)量的減少，編碼器的平均故障間隔時間（MTBF）變長了。"

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