Cải Thiện Độ Chính Xác và Hiệu Suất Gia Công CNC với Encoder HEIDENHAIN

Bộ mã hóa, hay còn được biết đến là encoder, đóng một vai trò hết sức quan trọng trong ngành máy công cụ, cung cấp thông tin vị trí chính xác cho hệ thống điều khiển và ảnh hưởng đến tốc độ, độ chính xác và tính nhất quán của các quy trình gia công. Có ba loại chính của encoder là encoder tuyến tính, encoder vòng quay và encoder góc, mỗi loại đáp ứng các yêu cầu riêng biệt, như tính đa dạng hướng và thông số kỹ thuật chính xác. Việc phân loại encoder có thể dựa trên cách chúng tương tác với ánh sáng hoặc sự thay đổi điện trở.

Trong trường hợp gia công 6 trục phức tạp, các encoder phụ được sử dụng, trong khi encoder lưới được áp dụng cho việc hiệu chuẩn các bộ phận có độ chính xác cao. Trên thực tế, trong ngày nay, máy công cụ CNC hiện đại phụ thuộc rất nhiều vào sự kết hợp hài hòa giữa tốc độ, độ chính xác và khả năng lặp lại. Hiệu quả của quá trình gia công kim loại phụ thuộc lớn vào những yếu tố này, vì một bộ phận sản phẩm bị lỗi không chỉ dẫn đến tăng chi phí vật liệu mà còn ảnh hưởng đến năng suất và tiến độ của các quy trình sản xuất.

Encoder đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo sự kết hợp lý tưởng giữa tốc độ, độ chính xác và khả năng lặp lại, thông qua việc cung cấp phản hồi vị trí cho bộ điều khiển, về cơ bản mã hóa vị trí hoặc chuyển động để các bộ điều khiển và người vận hành CNC có thể hiểu được.

Với lịch sử lãnh đạo và đổi mới phong phú trong hệ thống điều khiển chuyển động và điều khiển CNC, HEIDENHAIN nổi bật là nhà cung cấp giải pháp hàng đầu cho các nhà chế tạo máy và cung cấp các tùy chọn nâng cấp và trang bị thêm nhằm nâng cao hiệu suất gia công kim loại.

1. Encoder HEIDENHAIN và vai trò quan trọng trong máy CNC

1.1. Encoder góc HEIDENHAIN - Bộ mã hóa góc HEIDENHAIN

Encoder tuyến tính, encoder vòng quay và encoder góc kiểm soát một tác vụ then chốt trong việc cung cấp phản hồi cho hệ thống máy CNC, tạo điều kiện cho tương tác giữa hệ thống điều khiển và động cơ tương ứng. Mỗi loại encoder hoàn thành nhiệm vụ quan trọng là giám sát các khía cạnh chuyển động cụ thể của máy, xem xét các yếu tố như độ chính xác cần thiết và tính linh hoạt theo hướng. Hiệu suất của máy công cụ CNC phụ thuộc rất nhiều vào các cơ chế encoder đa dạng này, đồng thời cung cấp kết quả đọc phản hồi chính xác và đồng bộ.

Encoder góc được sử dụng để đo tỉ mỉ mối quan hệ quay giữa hai thành phần, thường có độ chính xác cao hơn ±10" (giây cung). HEIDENHAIN cung cấp encoder góc có thể đạt được mức độ chính xác vượt trội là ± 0,04” (giây cung). Độ chính xác phi thường này giúp cho encoder góc trở nên không thể thiếu trong sự phát triển của các trung tâm đa trục. Cho dù các bộ phận này di chuyển đồng thời hay độc lập, thiết kế bàn quay và đầu xoay thường tích hợp loại encoder này.

1.2. Encoder vòng quay HEIDENHAIN - Bộ mã hóa vòng quay HEIDENHAIN

Tương tự như encoder góc, encoder vòng quay được thiết kế để đo góc quay, mặc dù có độ chính xác tương đối thấp hơn, thường cung cấp độ chính xác trên ±10” (giây cung). Trong khi encoder góc chuyên về định vị chính xác thì encoder vòng quay thường được ưu tiên cho các ứng dụng điều khiển tốc độ. Trong ngành công nghiệp máy công cụ, chúng đặc biệt có giá trị để theo dõi số vòng quay trục chính mỗi phút (RPM), một số liệu quan trọng để hiểu và nâng cao các yếu tố quan trọng về chi phí như tốc độ/tiến dao, độ mòn của dụng cụ và mức tiêu thụ năng lượng.

1.3. Cách encoder vòng quay và encoder góc HEIDENHAIN hoạt động với động cơ servo

Các trung tâm và máy tiện 3 trục truyền thống, đang được sử dụng phổ biến trong ngành sản xuất, sử dụng động cơ servo để điều khiển bàn máy (thường giữ phôi) và trục xoay dọc theo các trục X, Y và Z tuyến tính. Động cơ này tạo điều kiện thuận lợi cho chuyển động thông qua việc quay trục rôto hình vít, và thông tin quan trọng về tốc độ và khoảng cách chuyển động được truyền tải qua encoder.

Trong quá trình sản xuất, việc kéo dài hoặc chuyển đổi đột ngột giữa các hoạt động gia công thô và hoàn thiện có thể gây ra các vấn đề như lỗi đảo chiều hoặc độ lệch trục do sự giãn nở nhiệt. Vì encoder vòng quay và góc không thể điều chỉnh biến dạng trục, điều này có thể dẫn đến việc sản xuất các bộ phận không đạt thông số kỹ thuật, nên việc sử dụng encoder tuyến tính trong trường hợp này là rất hiệu quả.

1.4. Encoder tuyến tính HEIDENHAIN - Bộ mã hóa tuyến tính HEIDENHAIN

Tất nhiên, loại encoder này thực hiện đo khoảng cách theo đường thẳng. Trong ngữ cảnh của các ứng dụng máy công cụ, việc định vị được đánh giá cao hơn rất nhiều so với tốc độ, bởi vì những di chuyển thường xảy ra ở các khoảng cách ngắn như vậy. Một điểm khác biệt nữa nằm ở sự lựa chọn giữa encoder không kèm bất kỳ cấu trúc bảo vệ nào và encoder kèm theo. Tuy nhiên, tùy chọn kèm theo được coi là lựa chọn duy nhất trong những điều kiện khắc nghiệt của môi trường làm việc trong ngành gia công. Bộ phận kín của encoder kèm theo được gắn trên một cỗ xe nhỏ được kết nối trực tiếp với bàn trượt máy, di chuyển cùng với bàn và bảo vệ các cảm biến và thiết bị quét khỏi phoi và chất làm mát, đồng thời cung cấp thông tin vị trí chính xác tới bộ điều khiển.

2. Cách encoder HEIDENHAIN đo lường độ chính xác trong máy công cụ

Hệ thống mã hóa có chức năng phân biệt và truyền tải vị trí cũng như tốc độ thông qua hai phương pháp chính, chủ yếu dựa vào sự tương tác giữa đĩa hoặc cân cố định và đĩa di chuyển theo tải. Hai mẫu đánh dấu chính, được phân loại là tăng dần hoặc tuyệt đối, đóng vai trò quan trọng trong quá trình nhận dạng này.

Quá trình nhận dạng các dấu hiệu này diễn ra thông qua cơ chế tương tác ánh sáng trong trường hợp encoder quang học, trong khi encoder từ tính sử dụng các mẫu từ hóa, trong đó các biến đổi về điện trở được báo hiệu cho bộ điều khiển. Encoder quang học thường sử dụng thang đo thủy tinh, tương phản với ứng dụng thép trong encoder từ tính. Những khác biệt này rất cần thiết để hiểu các chế độ mà qua đó encoder HEIDENHAIN mô tả và truyền đạt vị trí cũng như tốc độ trong các hoạt động của máy công cụ.

2.1. Encoder tuyệt đối HEIDENHAIN - Bộ mã hóa tuyệt đối HEIDENHAIN

Encoder thực hiện theo nguyên tắc cơ bản giống với encoder tuyệt đối, nhưng khác biệt ở chỗ thay vì truyền tải vị trí chính xác bằng các dấu hiệu riêng biệt, chúng sử dụng các cách tử đồng đều hơn để chuyển tiếp vị trí tương đối. Các vị trí tuyệt đối được thiết lập thông qua việc sử dụng các dấu tham chiếu phân tán khắp mẫu. Do đó, các bộ phận máy sử dụng loại encoder này đều cần phải thiết lập điểm 0 trước khi bắt đầu công việc.

Nhiều loại encoder của HEIDENHAIN kết hợp các dấu tham chiếu được mã hóa khoảng cách cách nhau theo thuật toán toán học. Bằng cách đi qua hai dấu tham chiếu liên tiếp, thiết bị điện tử có thể xác định các dấu tham chiếu tuyệt đối, phù hợp với khả năng hoạt động của encoder HEIDENHAIN.

2.2. Encoder tương đối HEIDENHAIN - Bộ mã hóa tương đối HEIDENHAIN

Encoder tương đối hoạt động theo nguyên tắc cơ bản giống như encoder tuyệt đối, với điểm khác biệt là thay vì các dấu hiệu riêng biệt truyền tải vị trí chính xác, chúng sử dụng các cách tử đồng đều hơn để chuyển tiếp vị trí tương đối. Vị trí tuyệt đối được thiết lập bằng các dấu tham chiếu phân tán khắp mẫu. Do đó, các bộ phận máy sử dụng loại encoder này cần phải thiết lập điểm 0 trước khi bắt đầu công việc.

Nhiều encoder HEIDENHAIN kết hợp các dấu tham chiếu được mã hóa khoảng cách cách nhau một cách riêng biệt theo thuật toán toán học. Bằng cách đi qua hai dấu tham chiếu liên tiếp, thiết bị điện tử sẽ xác định các dấu tham chiếu tuyệt đối, phù hợp với khả năng hoạt động của encoder HEIDENHAIN.

3. Ứng dụng encoder đặc biệt dành cho gia công

Nguyên tắc cơ bản của encoder vẫn đang tồn tại và liên quan chặt chẽ đến việc đo chuyển động quay, chuyển động tuyến tính và vị trí. Tuy nhiên, việc áp dụng thực tế của chúng đang tiếp tục phát triển. Trong bối cảnh nhu cầu ngày càng tăng trong thị trường hiện đại, các nhà sản xuất đang phải tìm kiếm các phương pháp sản xuất linh kiện phức tạp một cách hiệu quả hơn. Họ đang chứng kiến sự tiến bộ đáng kể trong các quy trình công nghiệp. Sự tiến hóa của encoder và cách sử dụng chúng đang thích nghi để vượt qua một số thách thức phổ biến trong ngành công nghiệp.

3.1. Encoder HEIDENHAIN dành cho gia công robot

Trong các ứng dụng rộng rãi như hàn, gắp và lắp ráp xe ô tô, sự đòi hỏi về độ chính xác của robot là một yếu tố không thể xem nhẹ. Ngược lại, trong ngành hàng không vũ trụ, việc gia công bằng robot trở nên phổ biến do quy mô lớn của các bộ phận như thân máy bay, ngăn cản quá trình gia công trong các trung tâm gia công thông thường. Một thách thức lớn đã được đặt ra bởi nhu cầu định vị công cụ ở phần cuối của cánh tay robot có khớp nối, đặc biệt khi xem xét sự liên quan của sáu trục.

Để đáp ứng thách thức này, việc kết hợp các encoder thứ cấp đã trở thành một giải pháp hiệu quả. Bao gồm HEIDENHAIN ECA 4000 với chức năng quét quang học và encoder vòng quay HEIDENHAIN ECI 4000 được trang bị chức năng quét cảm ứng, các thiết bị này được gắn sau mỗi bộ truyền bánh răng, cho phép nắm bắt được vị trí tuyệt đối của mọi khớp nối. Sự tích hợp này nhằm mục tiêu giảm thiểu lỗi vị trí đến mức 0 và loại bỏ phản ứng dữ dội, từ đó nâng cao đáng kể độ chính xác của quá trình gia công.

3.2. Encoder HEIDENHAIN để kiểm tra và hiệu chỉnh đường viền và độ lệch vị trí của máy công cụ

Việc hiệu chuẩn máy công cụ đóng vai trò then chốt trong quá trình sản xuất các bộ phận có độ chính xác cao, vốn được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực chế tạo đồng hồ và công nghiệp quang học. Để đảm bảo hiệu suất tối ưu của máy, sự cải tiến của thiết bị hiệu chuẩn là một bước quan trọng, quan trọng nhất là sự ra đời của encoder lưới được gắn trực tiếp vào bàn làm việc. Giải pháp này cho phép đo động lực học của máy mà không cần tiếp xúc, tạo điều kiện cho sự hoạt động chính xác và ổn định. Một ví dụ rõ ràng của tiến trình này là HEIDENHAIN KGM 282, với khả năng cung cấp các phép đo đến ±1 µm theo hướng X và Y, cùng chu kỳ tín hiệu nhỏ chỉ 4 µm. Điều này đóng vai trò mang tính cách mạng trong việc cải thiện đáng kể hiệu suất và chất lượng sản xuất trong ngành công nghiệp gia công chính xác.

4. Encoder HEIDENHAIN cho các ứng dụng an toàn chức năng

Có nhiều yếu tố tác động lớn đến việc cân nhắc về an toàn trong ngành công nghiệp, từ tốc độ, công suất và tính linh hoạt ngày càng gia tăng của các thiết bị và máy móc, đến các quy định và thời gian hoạt động có thể dự đoán trước. Do đó, an toàn chức năng ngày càng trở nên cực kỳ quan trọng trong việc chế tạo và mua sắm các thiết bị công nghiệp. Một loại encoder chuyên dụng đã được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng an toàn quan trọng, với khả năng tuân thủ chuẩn SIL 2 (theo EN 61 508) hoặc mức hiệu suất "d" (theo EN ISO 13849), kết hợp với hệ thống điều khiển an toàn. Những encoder này được trang bị các tính năng đặc biệt cho khả năng chẩn đoán nhất quán và ưu tiên cũng như kết nối cơ học an toàn.

Encoder đóng vai trò quan trọng trong quá trình gia công, với tác động đến hầu hết mọi khía cạnh quan trọng của quy trình gia công, bao gồm độ chính xác, tốc độ, an toàn, thiết lập, khả năng sử dụng và chi phí. Ngoài ra, encoder cũng chịu trách nhiệm quan trọng trong việc thúc đẩy sự tiến bộ của công nghệ. Vì thế, việc hiểu sự khác biệt giữa các loại encoder khác nhau và ứng dụng tiềm năng của chúng là rất quan trọng cho cả việc phát triển và mua sắm thiết bị gia công hiệu quả.

Để đàm phán thêm về chủ đề này hoặc bất kỳ chủ đề điều khiển chuyển động nào khác, các chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng tư vấn. Hãy lên lịch để bắt đầu khám phá các giải pháp cụ thể cho những thách thức của bạn.

5. Công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Kỹ thuật AMS - Nhà phân phối độc quyền HEIDENHAIN tại Việt Nam

AMS vinh dự là đơn vị phân phối độc quyền các sản phẩm HEIDENHAIN tại thị trường Việt Nam. Với uy tín là nhà cung cấp hàng đầu về thiết bị đo lường và điều khiển chính xác, chúng tôi cam kết cung cấp các sản phẩm HEIDENHAIN chất lượng và đáng tin cậy đã được khẳng định trên thị trường.

Quý khách hàng hãy liên hệ ngay với AMS để nhận sự tư vấn chuyên nghiệp về việc lựa chọn bộ mã hóa HEIDENHAIN phù hợp với nhu cầu kinh doanh cụ thể của quý vị. Đội ngũ chuyên gia tận tâm của chúng tôi luôn sẵn lòng tìm hiểu và đề xuất các giải pháp tối ưu nhất cho quý vị. Khách hàng hoạt động trong các lĩnh vực ô tô, hàng không vũ trụ, y tế hoặc sản xuất chung, hãy tin tưởng chúng tôi để có sự hỗ trợ chuyên nghiệp và tư vấn chọn lựa bộ mã hóa HEIDENHAIN phù hợp nhất.

Thông qua việc mua sản phẩm HEIDENHAIN từ AMS, quý khách cũng có cơ hội tận dụng chính sách bảo hành và bảo trì toàn diện của HEIDENHAIN. Điều này đảm bảo sản phẩm mua từ chúng tôi được bảo hành theo chính sách của HEIDENHAIN, mang lại sự yên tâm về tuổi thọ và hiệu quả đầu tư. Ngược lại, việc sở hữu sản phẩm HEIDENHAIN từ nguồn khác không đảm bảo rằng chúng sẽ được áp dụng chính sách bảo hành và bảo trì tương tự. Trong trường hợp xảy ra sự cố, đó có thể gây ra chi phí và gián đoạn không mong muốn.

Chọn lựa bộ mã hóa HEIDENHAIN không chỉ là vấn đề chất lượng mà còn là điều mang tính chiến lược cho doanh nghiệp. Hãy tin tưởng AMS là đối tác độc quyền của bạn tại Việt Nam để đảm bảo rằng bạn nhận được các sản phẩm HEIDENHAIN chính hãng với sự hỗ trợ bảo hành và bảo trì đáng tin cậy. Liên hệ ngay với chúng tôi để khám phá dòng sản phẩm bộ mã hóa HEIDENHAIN và trải nghiệm sự đảm bảo khi làm việc với nhà phân phối hàng đầu trong khu vực.

Công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Kỹ thuật A.M.S
243/9/10D Tô Hiến Thành, phường 13, quận 10
Hot line: 028.3868 3738/3903 - Fax: 028.3868 3797