在大多数运动系统中,编码器对精确定位至关重要,特别是在最需要高精度的地方。例如,纳米级精度的半导体制造等应用,或几乎没有犯错空间的医疗应用,因为这可能意味着生与死的区别。
医疗设备的设计者能够使用大量的新技术。随着技术复杂性的增加,运动控制是一个设计师需要与时俱进的领域。医疗应用,如机器人手术,放射治疗和实验室分析,如DNA测序,都受益于编码器技术的进步。
放射治疗
用放射治疗肿瘤病人的机器天生就有复杂的协调运动控制。当病人在手术台上时,引导放射光束是至关重要的,任何位置上的错误都可能损害健康细胞。由于机器上的辐射环境,编码器和控制之间的通信是最重要的,需要冗余。
引起医疗器械设计者注意的是一个鲜为人知的ENDAT函数,称为CRC。ENDAT是HEIDENHAIN公司基于RS-485的高速串行接口,提供快速的双向通信协议。CRC是循环冗余校验,与位置字一起从编码器传输到控制。基本上,CRC报告传输到控件的比特数,然后控件可以计算比特数并进行校验和。如果位数匹配,则一切都正常运行。然而,如果校验和不匹配,那么ENDAT接口就会报告一个错误,然后控制可以处理这个错误,并采取适当的步骤进行可靠的运动控制。
实验室分析
进行大量化学分析的机器,如药物测试机或DNA测序机,也依赖于高质量的编码器反馈。对于药物测试机器,他们通常使用移液管和大量的孔每个托盘。在这里,平稳可靠的运动是至关重要的,因为机器通常通宵运转,有时一天24小时。当移动移液器阵列或托盘时,不平稳或不平稳的运动可能会破坏数据,因为液体可能会从移液器溢出到不需要的井中。
可重复性也很关键。当机器运转和加热时,机器的形状可能会改变。线性编码器报告真实位置比旋转编码器/滚珠丝杠设置更准确,后者可能导致重复性问题,甚至可能导致移液管阵列错过目标井或导致碰撞。
DNA测序仪是那些使用流细胞的机器,这是一个“芯片上的实验室”,可能包含数十亿个微孔。需要从这些微小的井中检测颜色,带有摄像头的运动系统设计为亚微米的重复性。在这些精细分辨率的应用中,编码器的插值误差(或细分误差)是非常重要的。当编码器信号周期被电子细分以获得更高的分辨率时,信号周期内可能会发生错误,最终导致从相机采集的数据出现错误。其中一种编码器HEIDENHAIN LIP 200有+/- 1纳米的插值误差。这种编码器有助于确保所需图像的稳定性,以评估流单元上的井的颜色。
机器人手术
基于外科医生辅助的手术机器人在医学界越来越被接受。事实上,在美国超过80%的前列腺手术是由机器人辅助手术机器人完成的。一些手术机器人的运动控制部件需要冗余,而另一些机器人可以同时钻孔和测量距离,因此精确度尤为重要。在这里,可靠的高速串行接口,如ENDAT,以及具有各种机械选择的功能安全的旋转和线性编码器全系列,可以满足这些应用的需要。
了下:运动控制技巧,编码器•线性,编码器(旋转)+分解器








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