Bộ mã hóa vòng quay Autonics – rotary encoder Hãng Autonics (Hàn Quốc) là thương hiệu dẫn đầu trong lĩnh vực cảm biến công nghiệp và thiết bị điều khiển chuyển động (Motion Devices). Hệ thống bộ mã hóa vòng quay Autonics nổi tiếng nhờ khả năng phản hồi xung tốc độ cao, thiết kế vỏ kháng nhiễu cực tốt, và cấu trúc dải sản phẩm cơ khí vô cùng đa dạng từ siêu nhỏ đến công nghiệp nặng.
PHẦN 1: TỔNG QUAN VÀ PHÂN LOẠI CÁC DÒNG ENCODER CHUYÊN BIỆT CỦA AUTONICS
Dựa trên tài liệu kỹ thuật mới nhất, Autonics phân chia giải pháp đo lường góc quay thành các nhóm sản phẩm chuyên biệt:
1.1 Bộ mã hóa vòng quay tương đối (Incremental Rotary Encoders)
Dòng này xuất tín hiệu dạng chuỗi xung vuông kỹ thuật số thông qua các pha chuẩn A, B, Z.
-
Dòng siêu nhỏ (Miniature): E18 Series (Ø18mm, trọng lượng 12g, mô-men quán tính trục siêu thấp), E20 Series (Ø20mm) và E30 Series (Ø30mm) dùng cho các thiết bị chính xác như y tế, cánh tay robot nhỏ.
-
Dòng thông dụng (Standard): E40 Series (Ø40mm), E50 Series (Ø50mm) và E58 Series (Ø58mm) – đây là các dòng chủ lực trên thị trường băng tải và máy đóng gói.
-
Dòng công nghiệp lớn: E60, E68, E80, E88, E100 Series chuyên dùng cho động cơ công suất lớn, vận thăng, cẩu trục.
-
Dòng đặc chủng: ENA Series (thiết kế gá mặt bên hông – Side Mount) và ENC Series (Encoder bánh xe lăn đo chiều dài dệt may, bao bì).
-
Dòng sóng Sine (Sine Wave): E58-A và E60-A Series xuất tín hiệu analog Sine/Cosine lệch pha để mạch Servo nội suy vị trí siêu mịn.
1.2 Bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối (Absolute Rotary Encoders)
Dòng thiết bị cao cấp, lưu giữ chính xác vị trí cơ học của trục ngay cả khi hệ thống bị sập nguồn đột ngột.
-
Đơn vòng (Single-turn): Định vị tọa độ trong dải góc 0-360 độ của 1 vòng quay. Gồm dòng quang học EP50, EP58, ENP Series, dòng từ tính kháng bụi dầu MGA50 Series và cảm biến kéo dây tuyến tính EWLS50 Series.
-
Đa vòng (Multi-turn): Vừa đo góc 360 độ vừa đếm chính xác số vòng quay của trục. Gồm dòng quang học EPM50 Series và dòng từ tính độ bền cao MGAM50 Series.
PHẦN 2: BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHI TIẾT CÁC DÒNG ENCODER AUTONICS CHỦ LỰC
Dưới đây là bảng tổng hợp thông số đối chiếu trực tiếp giữa các dòng sản phẩm Incremental phổ biến nhất tại Việt Nam:
Bảng 2.1: So sánh thông số kỹ thuật điện và động học của các dòng Incremental Autonics
| Đặc tính kỹ thuật | Dòng E18 Series (Siêu nhỏ) | Dòng E40 Series (Thông dụng) | Dòng E50S Series (Tiêu chuẩn) | Dòng ENC Series (Bánh xe) |
| Đường kính thân (Ø) | 18 mm | 40 mm | 50 mm | Thân khối + Bánh xe lăn |
| Kiểu cấu trúc trục | Cốt lồi (Trục 2mm / 2.5mm) | Cốt lồi (6mm) / Cốt âm (8mm/10mm/12mm) | Cốt lồi (Trục 8mm) | Trục gắn bánh xe (chu vi bánh xe 250mm) |
| Độ phân giải (PPR) | 100, 200, 300, 400 xung/vòng | 10 đến 5000 xung/vòng | 10 đến 5000 xung/vòng | 1, 10, 100 (theo tỉ lệ m/cm/mm) |
| Mạch ngõ ra hỗ trợ | NPN Open Collector / Ngõ ra điện áp | Totem Pole, NPN Open Collector, Line Driver | Totem Pole, NPN Open Collector, Line Driver | Totem Pole, NPN Open Collector, Ngõ ra điện áp |
| Tần số đáp ứng Tối đa | 25 kHz | 180 kHz / 300 kHz | 180 kHz / 300 kHz | 180 kHz |
| Tốc độ cơ học Tối đa | 6000 vòng/phút (RPM) | 5000 vòng/phút (RPM) | 5000 vòng/phút (RPM) | Tùy thuộc tốc độ băng tải kéo |
| Điện áp nguồn cấp | 5 VDC ± 5% | 5 VDC / 12-24 VDC ± 5% | 5 VDC / 12-24 VDC ± 5% | 5 VDC / 12-24 VDC ± 5% |
| Cấp bảo vệ chống nước | IP50 (Tiêu chuẩn IEC) | IP50 | IP50 / IP64 (Chống thấm dầu) | IP50 |
PHẦN 3: ĐẶC TÍNH CHI TIẾT CỦA CÁC MẠCH ĐIỆN NGÕ RA (OUTPUT CIRCUIT)
Việc chọn sai cấu trúc mạch ngõ ra là nguyên nhân chính dẫn đến việc đếm sai xung trên PLC hoặc làm cháy linh kiện bán dẫn bên trong bộ mã hóa. Autonics trang bị các dạng mạch đệm tiêu chuẩn sau:
Bảng 3.1: Phân biệt ứng dụng thực tế của 3 loại mạch ngõ ra
| Tiêu chuẩn so sánh | Ngõ ra Totem Pole (Push-Pull) | Ngõ ra NPN Open Collector | Ngõ ra Vi sai Line Driver |
| Bản chất mạch điện | Tích hợp linh kiện kéo – đẩy (Push-Pull) chủ động. | Sử dụng Transistor hạ chân tín hiệu xuống mức 0V. | Sử dụng IC chuyên dụng xuất cặp tín hiệu đối pha (RS-422A). |
| Độ tương thích PLC | Kết nối trực tiếp được với cả PLC dòng NPN (Sink) hoặc PNP (Source). | Thích hợp với PLC châu Á dòng Sink (Mitsubishi, Omron…). | Yêu cầu bộ nhận vi sai chuyên dụng (Servo Driver, Bộ đếm High-speed). |
| Khả năng chống nhiễu | Trung bình khá. | Thấp (Dễ bị méo dạng bước sóng ở khoảng cách xa). | Tối cao (Khử hoàn toàn nhiễu từ trường chế độ chung nhờ pha nghịch). |
| Dải khoảng cách cáp | Thích hợp đi dây dưới 10 Mét. | Thích hợp đi dây dưới 5 Mét. | Cho phép kéo cáp tín hiệu đi xa lên đến 100 Mét. |
PHẦN 4: HƯỚNG DẪN ĐẤU NỐI DÂY CÁP CHỐNG NHIỄU THEO CHUẨN MÀU HÃNG
Cáp tín hiệu gốc của Autonics được thiết kế dạng lõi màu bọc giáp lưới đồng nguyên chất để triệt tiêu can nhiễu điện từ. Quy chuẩn đấu nối bắt buộc thực hiện như sau:
Bảng 4.1: Sơ đồ màu dây cáp đối với dòng ngõ ra Tiêu chuẩn và Vi sai
| Màu sắc lõi cáp | Chức năng ngõ ra Tiêu Chuẩn (Totem Pole / Open Collector) | Chức năng ngõ ra Vi Sai (Line Driver RS-422A) |
| Nâu (Brown) | Nguồn Dương cấp (+5VDC hoặc +12-24VDC) |
Nguồn Dương nuôi vi mạch IC (+5VDC) |
| Xanh dương (Blue) | Nguồn Âm định mức nền (0V - GND) |
Nguồn Âm nền (0V - GND) |
| Đen (Black) | Pha Xung A (Đếm khoảng cách / tốc độ) | Pha Xung A (Tín hiệu thuận A+) |
| Đỏ (Red) | Không có | Pha Xung $\bar{A}$ (Tín hiệu nghịch A-) |
| Trắng (White) | Pha Xung B (Xác định chiều quay) | Pha Xung B (Tín hiệu thuận B+) |
| Xám (Gray) | Không có | Pha Xung $\bar{B}$ (Tín hiệu nghịch B-) |
| Cam (Orange) | Pha Xung Z (Xung gốc, 1 xung/vòng) | Pha Xung Z (Tín hiệu gốc thuận Z+) |
| Vàng (Yellow) | Không có | Pha Xung $\bar{Z}$ (Tín hiệu gốc nghịch Z-) |
| Giáp lưới (Shield) | Đấu vào chân tiếp địa (Ground tủ điện) | Đấu vào chân tiếp địa (Ground tủ điện) |
PHẦN 5: CẨM NĂNG CƠ KHÍ LẮP ĐẶT VÀ CẤU TRÚC PHỤ KIỆN
Hiệu suất hoạt động ổn định của bộ mã hóa vòng quay Autonics phụ thuộc rất lớn vào phương pháp định vị cơ khí ngoài hiện trường.
5.1 Vai trò của Khớp nối mềm Autonics ERB Series
Khi gá lắp các dòng cốt lồi như E40S hay E50S, tuyệt đối không được hàn cứng hoặc dùng ống kim loại cố định chặt trục Encoder vào trục động cơ. Độ lệch tâm cơ học dù chỉ $0.1\text{mm}$ khi quay tốc độ cao sẽ tạo ra lực cưỡng uốn trục, làm vỡ vòng bi bạc đạn bên trong.
-
Kỹ sư bắt buộc sử dụng Khớp nối mềm ERB Series chế tạo bằng hợp kim nhôm đàn hồi cao của Autonics.
-
Cấu trúc xẻ rãnh xoắn của khớp nối ERB giúp hấp thụ hoàn toàn độ lệch tâm hướng tâm, lệch góc quay và độ rơ dọc trục của motor.
5.2 Định vị dòng Cốt âm (Hollow Shaft) bằng Lá lò xo (Leaf Spring)
Với dòng cốt âm như E60H, thân của Encoder sẽ ôm trực tiếp vào trục động cơ. Để vỏ ngoài không quay theo trục, hãng luôn đi kèm một phụ kiện gá lá lò xo đàn hồi. Tấm lá này giữ cố định vỏ nhưng có độ co giãn cơ học, giúp triệt tiêu rung chấn từ bệ máy hắt vào đĩa quang học.
PHẦN 6: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN ĐỘ PHÂN GIẢI (PPR)
Để hệ thống đo lường chính xác, việc lựa chọn độ phân giải xung (Pulse Per Revolution – PPR) đóng vai trò tiên quyết.
6.1 Công thức tính tần số xung thực tế
Khi động cơ quay với tốc độ tối đa, tần số xung phát ra từ Encoder không được vượt quá Tần số đáp ứng Tối đa của Encoder (ví dụ: $25\text{ kHz}$ của dòng E18 hoặc $300\text{ kHz}$ của dòng E40).
-
Bài toán thực tế: Một động cơ quay tối đa $3000\text{ RPM}$, nếu chọn Encoder có độ phân giải $1000\text{ PPR}$, tần số xung sinh ra là: $(3000 \times 1000) / 60 = 50,000\text{ Hz} = 50\text{ kHz}$. Tần số này hoàn toàn đáp ứng tốt đối với dòng E40S ($300\text{ kHz}$).
6.2 Công thức tính độ chính xác tuyến tính cho dòng Bánh xe (ENC Series)
Đối với dòng đo chiều dài bằng bánh xe lăn, tỉ lệ quy đổi xung dựa trên chu vi bánh xe ($250\text{mm}$):
PHẦN 7: BẢNG TRA CỨU SỰ CỐ VÀ QUY TRÌNH BẢO TRÌ NHÀ XƯỞNG
Bảng 7.1: Khắc phục nhanh các lỗi vận hành thường gặp của dòng Encoder Autonics
| Hiện tượng lỗi | Nguyên nhân cốt lõi | Giải pháp xử lý ngay lập tức |
| Giá trị đếm trên màn hình Counter/PLC đứng yên bằng 0 khi trục đang quay. | Mất nguồn nuôi do đứt ngầm dây cáp hoặc cháy tầng transistor ngõ ra do đấu chập chân tín hiệu. | Dùng đồng hồ VOM kiểm tra nguồn cấp (Nâu – Xanh dương). Quay thật chậm trục bằng tay và đo điện áp On/Off thay đổi liên tục ở chân dây Đen/Trắng để xác định cảm biến còn hoạt động hay không. |
| Giá trị vị trí hiển thị bị trồi sụt, nhảy số ảo liên tục khi máy dừng hoặc chạy. | Hiện tượng nhiễu xung ảo (EMI): Tuyến dây cáp tín hiệu Encoder chạy chung máng cáp động lực dòng lớn của biến tần/motor. | Tách riêng cáp Encoder đi vào ống ruột gà kim loại độc lập, đi cách xa dây biến tần tối thiểu 20cm. Kiểm tra lại kết nối của dây giáp lưới (Shield) xuống điểm tiếp địa tủ điện. |
| Vỏ Encoder nóng lên rất nhanh, phát ra tiếng kêu rít cơ học. | Trục gá bị lệch tâm quá nặng, lực cưỡng bức làm kẹt cứng và mài mòn bạc đạn. | Dừng máy lập tức. Nới lỏng vít khóa, căn chỉnh lại độ đồng tâm bệ máy và thay thế khớp nối mềm ERB mới trước khi vận hành lại. |
PHẦN 8: CHÍNH SÁCH BẢO HÀNH CHÍNH HÃNG VÀ THÔNG TIN ĐẠI LÝ VIỆT NAM
Hệ thống bộ mã hóa vòng quay Autonics cung cấp độ tin cậy vượt trội cho các ứng dụng công nghiệp nhờ dải sản phẩm linh hoạt từ dòng siêu nhỏ E18, dòng bánh xe lăn đo chiều dài ENC cho đến dòng tuyệt đối EPM Series.
8.1 Quy trình bảo dưỡng định kỳ khuyến nghị từ hãng
-
Kiểm tra độ rơ trục: Định kỳ 6 tháng một lần, kiểm tra xem các vít lục giác trên khớp nối mềm ERB có bị lỏng hay không.
-
Vệ sinh bề mặt: Đối với các dòng mã hóa quang học có cấp bảo vệ IP50, tránh để bụi mịn hoặc tia dầu bám trực tiếp vào phần cổ trục. Nếu môi trường quá khắc nghiệt, khuyến nghị nâng cấp lên dòng tuyệt đối từ tính MGA50 Series (kháng bụi dầu hoàn toàn).
8.2 Địa chỉ mua hàng uy tín
Để đảm bảo quyền lợi mua sản phẩm chính hãng, tránh rủi ro hàng giả hàng nhái và nhận đầy đủ chính sách bảo hành 12 tháng từ hãng, quý khách vui lòng liên hệ Minh Việt JSC – đối tác phân phối thiết bị tự động hóa Autonics uy tín hàng đầu tại Việt Nam.
Sau đây là các dòng sản phẩm Bộ mã hóa vòng quay – Rotary encoder của Hãng Autonics
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay loại lỗ liền thân E40HB ● Bộ mã hóa vòng quay tương đối Ø40 mm ● Có các loại trục, trục rỗng, lỗ ● Dễ dàng lắp đặt ở những không gian chật hẹp ● Mô-men quán tính thấp ● Độ phân giải đa dạng: từ 1 đến 5000 xung/vòng ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% |
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay E40S ● Bộ mã hóa vòng quay tương đối Ø40 mm ● Có các loại trục, trục rỗng, lỗ ● Dễ dàng lắp đặt ở những không gian chật hẹp ● Mô-men quán tính thấp ● Độ phân giải đa dạng: từ 1 đến 5000 xung/vòng ● Đa dạng tùy chọn ngõ ra điều khiển ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% |
|||||||||
|
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay E40H ● Bộ mã hóa vòng quay tương đối Ø40 mm ● Có các loại trục, trục rỗng, lỗ ● Dễ dàng lắp đặt ở những không gian chật hẹp ● Mô-men quán tính thấp ● Độ phân giải đa dạng: từ 1 đến 5000 xung/vòng ● Đa dạng tùy chọn ngõ ra điều khiển ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% |
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay E58HB ● Bộ mã hóa vòng quay tương đối Ø58 mm ● Có các loại trục, trục rỗng, lỗ ● Đo chính xác góc, vị trí, tốc độ, gia tốc và khoảng cách ● Loại cáp, loại giắc cắm cáp, loại giắc cắm trục / xuyên tâm ● Độ phân giải đa dạng: 1 đến 8000 xung/vòng ● Đa dạng tùy chọn ngõ ra điều khiển ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% |
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay E58HB ● Bộ mã hóa vòng quay tương đối Ø58 mm ● Có các loại trục, trục rỗng, lỗ ● Đo chính xác góc, vị trí, tốc độ, gia tốc và khoảng cách ● Loại cáp, loại giắc cắm cáp, loại giắc cắm trục / xuyên tâm ● Độ phân giải đa dạng: 1 đến 8000 xung/vòng ● Đa dạng tùy chọn ngõ ra điều khiển ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% |
|||||||||
|
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay E58SC ● Bộ mã hóa vòng quay tương đối Ø58 mm ● Có các loại trục, trục rỗng, lỗ ● Đo chính xác góc, vị trí, tốc độ, gia tốc và khoảng cách ● Loại cáp, loại giắc cắm cáp, loại giắc cắm trục / xuyên tâm ● Độ phân giải đa dạng: 1 đến 8000 xung/vòng ● Đa dạng tùy chọn ngõ ra điều khiển ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% |
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay E58SS ● Bộ mã hóa vòng quay tương đối Ø58 mm ● Có các loại trục, trục rỗng, lỗ ● Đo chính xác góc, vị trí, tốc độ, gia tốc và khoảng cách ● Loại cáp, loại giắc cắm cáp, loại giắc cắm trục / xuyên tâm ● Độ phân giải đa dạng: 1 đến 8000 xung/vòng ● Đa dạng tùy chọn ngõ ra điều khiển ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% |
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay loại lỗ E88H ● Bộ mã hóa vòng quay tương đối Ø80 mm, lỗ Ø30 mm / Ø32 mm ● Lắp trực tiếp trên động cơ hoặc trục quay. Khớp nối không bắt buộc. ● Độ phân giải đa dạng: 3200 xung/vòng ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5% |
|||||||||
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay E100H ● Bộ mã hóa vòng quay tương đối Ø100 mm, lỗ Ø35 mm ● Lý tưởng cho hệ thống thang máy ● Độ phân giải đa dạng: 512, 1024, 10000 xung/vòng ● Đa dạng tùy chọn ngõ ra điều khiển ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5%
|
—————————————— Loại tương đối (Quang) ENA ● Được thiết kế để gắn trực tiếp lên khung ● Độ phân giải đa dạng: 1 đến 5000 xung/vòng ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% ● Đa dạng tùy chọn ngõ ra điều khiển ● Vỏ đúc cung cấp khả năng chống tác động vật lý tốt
|
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối MGAM50S ● Ø50mm loại quay nhiều vòng, có từ tính ● Tổng độ phân giải 23 bit (tương ứng với 8.388.608 division) ● Nguồn cấp: 12-24 VDC ±5% ● Chức năng Báo động tràn (OVF) ● Mã ngõ ra: Binary
|
|||||||||
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối EWLS50 ● Loại dây ● Độ phân giải: 0,1 mm ● Nhiều tùy chọn mã đầu ra: Mã nhị phân, Mã Gray ● Phạm vi đo tối đa: 512 mm ● Độ chính xác cao với sai số ± 1/100 mm và tốc độ đáp ứng dưới 500 mm / giây
|
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối EP58SS ● Bộ mã hóa vòng quay truyệt đối Ø58 mm loại quay một vòng ● Có các model trục, lỗ liền thân ● Mã ngõ ra đa dạng: BCD, nhị phân, Gray ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% ● Độ phân giải đa dạng: lên đến 10-bit (1024 division)
|
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối EP58HB ● Bộ mã hóa vòng quay truyệt đối Ø58 mm loại quay một vòng ● Có các model trục, lỗ liền thân ● Mã ngõ ra đa dạng: BCD, nhị phân, Gray ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% ● Độ phân giải đa dạng: lên đến 10-bit (1024 division)
|
|||||||||
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay tuyệt đối EP50S ● Bộ mã hóa vòng quay truyệt đối Ø50 mm, trục cứng Ø8 mm ● Cấu trúc bảo vệ IP65 (tiêu chuẩn IEC) ● Mã ngõ ra: BCD, nhị phân, Gray ● Độ phân giải đa dạng: lên đến 10 bit (1024 division)
|
—————————————— Bộ mã hóa vòng quay ENHP ● Loại quay tay ● Công tắc dừng khẩn cấp, cho phép chuyển đổi hoạt động ● Công tắc xoay trục 6 vị trí, công tắc xoay trục 4 vị trí ● Độ phân giải: 100 xung/vòng ● Nguồn cấp: 5 VDC ± 5%, 12-24 VDC ± 5% ● Lý tưởng cho các ứng dụng ngõ vào xung bằng tay bao gồm máy NC và máy phay
|
——————————————
