Dây encoder là gì? Đặc điểm cáp encoder và dây encoder có đầu nối

1.1 Encoder là gì?

Trong lĩnh vực điều khiển công nghiệp, encoder là một loại cảm biến chuyên dụng, có chức năng thu thập thông tin vị trí và truyền dữ liệu đó đến các thiết bị khác trong hệ thống. Thông tin vị trí có thể được xác định dựa trên ba công nghệ chính:

• Quang học (Optical)
• Từ tính (Magnetic)
• Điện dung (Capacitive)

Bất kể encoder sử dụng công nghệ cảm biến nào, mạch điện tử bên trong encoder sẽ:

• Phát hiện chuyển động
• Chuyển đổi chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện tiêu chuẩn của ngành công nghiệp để phục vụ cho việc đo lường, giám sát và điều khiển.

Tìm hiểu về servo motor và đặc điểm của cáp servo

1.2 Ứng dụng của encoder

Encoder được sử dụng để xác định vị trí, vận tốc và chiều quay của trục động cơ hoặc các chuyển động cơ khí khác. Thiết bị này cung cấp thông tin phản hồi cần thiết cho việc điều khiển chính xác trong nhiều ứng dụng khác nhau như:

• Định vị bàn xoay
• Hệ thống pick & place
• Lắp ráp máy móc
• Đóng gói
• Robot công nghiệp
• Và nhiều ứng dụng tự động hóa khác

Bất kể thuộc loại nào, tất cả các encoder đều cung cấp một phương pháp phát hiện vị trí gốc (orientation/reference point), làm điểm tham chiếu cho việc điều khiển vị trí.

Chất lượng tín hiệu là yếu tố then chốt quyết định độ tin cậy trong hoạt động của encoder. Vì vậy, việc lựa chọn cáp phù hợp với yêu cầu của từng ứng dụng là hết sức cần thiết. Cáp encoder có nhiệm vụ truyền tín hiệu đầu ra của encoder – trong đó có thể bao gồm nhiều kênh tín hiệu khác nhau – tới thiết bị điều khiển (PLC, servo drive, controller…).

Loại cáp này thường hoạt động âm thầm phía sau hệ thống, nhưng lại là mắt xích không thể thiếu trong việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị đo vị trí và bộ điều khiển. Chúng giúp đảm bảo thông tin về vị trí, tốc độ và trạng thái vận hành được truyền tải chính xác, liên tục và ổn định.

Do encoder thường làm việc trong môi trường công nghiệp nhiều nhiễu, cáp encoder có những đặc điểm kỹ thuật riêng biệt so với các loại cáp tín hiệu thông thường.

Tìm hiểu đặc điểm cáp servo feedback và cáp motor ở động cơ truyền động

3.3 Dây encoder được trang bị lớp chống nhiễu

Cáp encoder thường được trang bị lớp chống nhiễu điện từ (EMI), do chúng thường chạy song song với cáp động lực, động cơ, biến tần, servo drive… Lớp chống nhiễu giúp bảo vệ tín hiệu encoder khỏi nhiễu bên ngoài, đảm bảo các xung được truyền đi và nhận lại một cách chính xác. Các loại bọc chống nhiễu thường thấy bao gồm:

• Giải pháp chống nhiễu cơ bản: gồm lớp lá nhôm (foil shield) kết hợp với dây thoát nhiễu (drain wire) – cung cấp mức bảo vệ nhiễu trung bình, phù hợp cho các ứng dụng nhạy cảm về chi phí.
• Lớp chống nhiễu bện đồng (braided shield): đảm bảo hiệu suất tối ưu với các ứng dụng có tốc độ và tần số cao.
• Đối với những ứng dụng mà nhiễu là mối quan tâm đặc biệt, việc kết hợp cả lớp foil shield và braided shield sẽ mang lại hiệu quả cao nhất.

Ngày nay, các loại đầu nối được sử dụng rất phổ biến. Chúng cho phép người dùng dễ dàng tháo – lắp cáp bất cứ khi nào cần thiết. Trong quá trình sản xuất, encoder được trang bị sẵn loại chân cắm (pin) phù hợp với một chuẩn đầu nối nhất định. Có nhiều loại đầu nối khác nhau được sử dụng cho dây encoder. Dưới đây là những loại phổ biến nhất.

4.1 Đầu nối MS

Đầu nối MS có dạng tròn và ren mịn. Loại đầu nối cáp này phù hợp cho cáp encoder làm việc trong điều kiện vận hành khắc nghiệt. Tuy nhiên, loại đầu nối này cũng có một số nhược điểm như thời gian lắp đặt lâu và ren có thể bị hư hỏng.

4.2 Đầu nối tròn M12

Đầu nối tròn M12 được thiết kế theo nguyên lý khóa nhanh, nên dễ lắp đặt hơn so với đầu nối MS. Nhờ đường kính nhỏ gọn chỉ 12 mm, loại đầu nối này chiếm ít không gian lắp đặt. Thông thường, đầu nối tròn M12 được sử dụng cho encoder tuyệt đối.

4.3 Đầu nối M17

Đầu nối M17 hoạt động theo nguyên lý tương tự như đầu nối M12. Tuy nhiên, chúng chống nước, dễ khóa và có trọng lượng nhẹ, nhờ đó phù hợp để sử dụng trong các môi trường ẩm ướt.

4.4 Đầu nối M23

Đầu nối M23 được thiết kế cho kết nối encoder quay với động cơ servo và động cơ điện trong các hệ thống công nghiệp. Loại đầu nối này được bảo vệ tốt và ngoài ra còn cho phép truyền tín hiệu và nguồn cấp thông qua cùng một hệ thống dây dẫn.

4.5 Đầu nối bayonet

Đầu nối bayonet giúp ngăn ngừa việc cắm cáp sai chân, đồng thời giúp cố định dây kết nối một cách đơn giản khi cắm đúng vị trí. Nguyên lý khóa rất đơn giản: kết nối sẽ được cố định khi xoay connector theo chiều kim đồng hồ một phần tư vòng.

4.6 Đầu nối Sub-D

Đầu nối Sub-D là một trong những giải pháp nhỏ gọn nhất. Tuy nhiên, nguyên lý lắp đặt yêu cầu phải tiếp cận trực tiếp vào vỏ encoder. Do cấp bảo vệ thấp, loại đầu nối này thường được sử dụng trong các hệ thống tích hợp, nơi không gian lắp đặt hạn chế và điều kiện môi trường bình thường.

Khám phá danh mục đầu nối cáp của chúng tôi

Dây cáp encoder TOPGEBER của HELUKABEL được phát triển chuyên biệt cho vận hành liên tục và các ứng dụng đòi hỏi phản hồi vị trí chính xác, không gián đoạn. Với thiết kế tối ưu cho khả năng chống nhiễu, độ bền cơ học cao và tính linh hoạt vượt trội, cáp TOPGEBER đảm bảo truyền tín hiệu encoder ổn định ngay cả trong các hệ thống chuyển động liên tục, robot công nghiệp, máy CNC hay dây chuyền sản xuất tự động.

5.1 Cáp incremental encoder cho ứng dụng lắp đặt cố định

Cáp TOPGEBER 511 PVC có lớp vỏ làm từ vật liệu PVC, có màu xanh lá theo tiêu chuẩn DESINA® hoặc màu cam, đáp ứng tiêu chuẩn của cách hệ thống Siemens-, Lenze- or Bosch Rexroth. Dòng cáp này được sử dụng như cáp kết nối cho tachometer (tacho đo tốc độ), phanh, và bộ phát xung trong các thiết bị công nghiệp, máy công cụ, cũng như trong các hệ thống điều khiển và tự động hóa.

Dây cáp Incremental Feedback-Cable được sử dụng rộng rãi trong chế tạo máy, thiết bị điều khiển cũng như kỹ thuật nhà máy, nhờ khả năng truyền dữ liệu và tín hiệu với độ chính xác cao.

5.2 Dây encoder cho ứng dụng chuyển động

Các sản phẩm cáp encoder sau đặc biệt lý tưởng cho vận hành liên tục trong xích cáp, robot công nghiệp và thiết bị handling, nhờ khả năng truyền dữ liệu và tín hiệu ổn định, chính xác cao.

• TOPGEBER 512 PUR: tương thích với các hệ thống của Siemens, Bosch Rexroth, Lenze, Berger Lahr, B+R, Heidenhain, Baumüller.
• Cáp Incremental Feedback-cable-C-PUR: có chức năng truyền tín hiệu điều khiển phục vụ định vị và các đặc tính vận hành, đồng thời được dùng làm cáp kết nối mềm cho tachometer, phanh và bộ phát xung trong các hệ thống chịu tải cơ học cao thuộc lĩnh vực kỹ thuật nhà máy, chế tạo máy và tự động hóa điều khiển.
• Cáp Tachofeedback-cable: được sử dụng để điều khiển tốc độ động cơ và đo lường các giá trị thực tế trong quá trình vận hành.

Để đảm bảo tín hiệu encoder luôn ổn định, chính xác và đáng tin cậy trong các hệ thống tự động hóa, cáp encoder có đầu nối của HELUKABEL được phát triển như một giải pháp hoàn chỉnh, sẵn sàng lắp đặt và vận hành ngay trong nhiều điều kiện làm việc khác nhau.

HELUKABEL cung cấp cả phiên bản static và dynamic, đáp ứng linh hoạt cho các ứng dụng cố định hoặc chuyển động liên tục như robot công nghiệp, máy CNC, băng tải và dây chuyền tự động hóa. Cáp được chế tạo với nhiều loại đầu nối khác nhau, giúp dễ dàng tích hợp vào các hệ thống hiện hữu và tương thích với các chuẩn phổ biến của các hãng tự động hóa hàng đầu như Siemens, Lenze, Rockwell và Allen-Bradley

6.1 Dây encoder có đầu nối theo chuẩn Siemens