重載編碼器在工程機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用

現(xiàn)代工程機(jī)械主要依靠液壓系統(tǒng)來(lái)控制和驅(qū)動(dòng)，而電子和控制技術(shù)在許多應(yīng)用中僅起次要作用。然而，它在安全相關(guān)和駕駛員輔助方面有所發(fā)展：重載編碼器或電位計(jì)等傳感器越來(lái)越多地為控制單元提供位置、角度和速度數(shù)據(jù)。

該應(yīng)用領(lǐng)域需要極其嚴(yán)格的傳感器。戶外工作將暴露于各種天氣條件，如極端溫度波動(dòng)和泥漿、灰塵和液體的影響。這些都對(duì)傳感器的魯棒性和保護(hù)水平提出了很高的要求，最新的一系列高性能重載編碼器就是為了滿足這些要求而設(shè)計(jì)的。

重載編碼器在工程機(jī)械應(yīng)用中起到定位、角度、速度和長(zhǎng)度測(cè)量的作用。他們提高了操作員的舒適度，并負(fù)責(zé)提高生產(chǎn)率，例如將起重設(shè)備的負(fù)載直接定位到某一點(diǎn)或限制工作區(qū)域以避免碰撞。此外，它們還可以執(zhí)行安全相關(guān)功能，并在機(jī)器進(jìn)入緊急狀態(tài)時(shí)向操作員發(fā)出警告信號(hào)。典型的例子是使起重機(jī)（起重機(jī)、挖掘機(jī)）傾斜的過(guò)載警報(bào)。



這也適用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)機(jī)械的使用。從農(nóng)業(yè)種子速度控制到自動(dòng)莖測(cè)量，編碼器通過(guò)自動(dòng)控制顯著減少了許多應(yīng)用中的工作量。隨著衛(wèi)星控制的使用，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的自動(dòng)化過(guò)程要求越來(lái)越高。最后，特殊的編碼器類型被用于各種領(lǐng)域，例如web維護(hù)、車輪定位、采礦和鉆孔技術(shù)（鉆孔速度控制）和大型物體運(yùn)輸設(shè)備（確定每個(gè)車輪的旋轉(zhuǎn)位置）。

總之，工程機(jī)械重載編碼器可以在極端惡劣的條件下提供位置、偏轉(zhuǎn)角度和速度的可靠反饋。的堅(jiān)固編碼器系列以其先進(jìn)的技術(shù)而聞名，完全無(wú)滑動(dòng)接觸，確保了高可靠性和長(zhǎng)使用壽命。值得注意的是，與其他技術(shù)的產(chǎn)品相比，其可編程絕對(duì)編碼器不需要重復(fù)調(diào)整。例如，電位計(jì)的正常功能和精度可能會(huì)受到溫度波動(dòng)和磨損的影響。此外，編碼器可以實(shí)現(xiàn)全360度掃描，可以獲得單個(gè)甚至多個(gè)周期的精確反饋。多匝產(chǎn)品可以隨時(shí)準(zhǔn)確讀取轉(zhuǎn)數(shù)，即使在電壓下降或電源完全關(guān)閉時(shí)也是如此。

移動(dòng)式起重機(jī)中的編碼器，如液壓挖掘機(jī)和移動(dòng)式起重機(jī)

如前所述，重載編碼器適用于各種技術(shù)設(shè)備。以現(xiàn)場(chǎng)的起重機(jī)械（如起重機(jī)和液壓挖掘機(jī)）為例說(shuō)明其用途！首先，機(jī)器制造商需要使用性能可靠的傳感器，原因有幾個(gè)：遵守機(jī)動(dòng)車安全生產(chǎn)或注冊(cè)的監(jiān)管要求是最重要的指標(biāo)。另一個(gè)指標(biāo)是日常工作效率的提高。

導(dǎo)致起重設(shè)備底盤不穩(wěn)的過(guò)載警告

根據(jù)事故預(yù)防條例（VBG40），起重機(jī)和液壓挖掘機(jī)必須配備過(guò)載警告。如果過(guò)載，應(yīng)向駕駛員發(fā)出警告信號(hào)。對(duì)于液壓挖掘機(jī)，這可以通過(guò)使用測(cè)量元件來(lái)確定懸臂液壓缸的內(nèi)部工作壓力，并在超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)向操作員發(fā)送警告信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該功能可以使用編碼器，甚至可以向控制器提供反饋。挖掘機(jī)鏟斗或起重機(jī)吊梁的最大允許載荷可以通過(guò)確定挖掘機(jī)臂的每個(gè)軸的偏轉(zhuǎn)角度以及上下體之間的旋轉(zhuǎn)環(huán)的位置來(lái)計(jì)算。每個(gè)位置的適當(dāng)負(fù)載扭矩可以通過(guò)軟件輸入，以便駕駛員在工作時(shí)可以通過(guò)警告信號(hào)或發(fā)動(dòng)機(jī)控制接口獲得幫助。


 圖1：帶有過(guò)載警告的液壓挖掘機(jī)

限制工作區(qū)域以避免碰撞

施工作業(yè)通常需要在有限的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，例如在架空線路附近、幾臺(tái)起重機(jī)可能相互干擾的施工現(xiàn)場(chǎng)或行人區(qū)。液壓挖掘機(jī)等起重設(shè)備可能會(huì)受到建筑物天花板高度的限制，而移動(dòng)式起重機(jī)可能會(huì)受到鐵路裝卸站架空線路的限制。在這種情況下，起重系統(tǒng)使用“電子安全工作區(qū)”（ABB）。

如果起重機(jī)離障礙物太近，電子控制系統(tǒng)會(huì)減速以防止碰撞。碰撞保護(hù)系統(tǒng)也用于具有多臺(tái)起重機(jī)的大型建筑工地，以監(jiān)控每臺(tái)起重機(jī)的位置，并可靠地防止它們過(guò)于靠近。根據(jù)上述原理，編碼器可以確定設(shè)備的準(zhǔn)確位置和偏轉(zhuǎn)角度，并將其傳輸?shù)娇刂齐娮釉O(shè)備。


圖2：配有多臺(tái)起重機(jī)的大型施工現(xiàn)場(chǎng)。碰撞保護(hù)系統(tǒng)有助于防止事故發(fā)生。

直接點(diǎn)定位：

如果可以將負(fù)載直接發(fā)送到目標(biāo)位置，起重機(jī)操作員的工作將大大減少。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，重載編碼器連續(xù)地將起重機(jī)的位置和速度返回到控制單元，從而可以微調(diào)設(shè)定點(diǎn)，并且可以通過(guò)相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)補(bǔ)償由風(fēng)或負(fù)載條件引起的偏差。

機(jī)動(dòng)車注冊(cè)認(rèn)證：

液壓輪式挖掘機(jī)只能在道路上行駛，前提是它配備了傳感器，以確保上半身與行駛方向?qū)R。在這種情況下，通常使用感應(yīng)傳感器。現(xiàn)在，通過(guò)在上部和下部主體的邊緣提供編碼器，可以實(shí)現(xiàn)上述功能和其他新功能。

編碼器的生載要求

工程機(jī)械傳感器的基本技術(shù)要求包括：高防護(hù)等級(jí)、寬工作溫度范圍、高抗沖擊和振動(dòng)性、防潮和防潮性以及良好的承載能力。編碼器的防護(hù)等級(jí)必須達(dá)到IP67甚至IP69。工作溫度在°40°C至100°C之間，以確保編碼器在陽(yáng)光直射和溫度波動(dòng)等惡劣條件下正常工作。為了防止由于溫度升高和降低而導(dǎo)致的濕氣凝結(jié)，編碼器必須妥善包裝和密封。耐沖擊性因不同場(chǎng)合而異，但必須至少達(dá)到1000m/s2；抗振性應(yīng)至少為100m/s2。由于施工機(jī)械通常使用蒸汽噴射清潔器進(jìn)行清潔，因此耐高壓沖洗性也很重要。

提供重載編碼器以滿足甚至超過(guò)所有這些要求。該產(chǎn)品采用最先進(jìn)的OptoASIC技術(shù)，使用塑料碼盤代替普通玻璃碼盤。還具有NEMA 4x和6P標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼雙密封外殼，耐高壓蒸汽清潔器或腐蝕性化學(xué)品，以確?？煽窟\(yùn)行。HSDxx和HDxx系列編碼器本質(zhì)上是安全的，當(dāng)與適當(dāng)?shù)母綦x柵一起使用時(shí)，符合ATEX EEx ia IIB T4認(rèn)證。因此，它們非常適合存在腐蝕性環(huán)境或飛濺和沖洗保護(hù)。

還提供了另一個(gè)極其強(qiáng)大的產(chǎn)品線，AR-XX系列磁性編碼器。它們不僅具有非常堅(jiān)固的外殼，而且具有獨(dú)特的不可分離的滾珠軸承，能夠承受高機(jī)械載荷和非常大的軸向和徑向力。單電路分辨率高達(dá)12位，多電路計(jì)數(shù)為12位，可實(shí)現(xiàn)極高的加速度和潛水工作。它與標(biāo)準(zhǔn)編碼器電氣兼容，并提供通用接口（SSI、BiSS、CANopen、模擬量或并行輸出）。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱

固體技術(shù)有助于電子部件進(jìn)入建筑機(jī)械領(lǐng)域，其特點(diǎn)就是這一點(diǎn)。它們還可以滿足高安全性、高生產(chǎn)效率和高操作舒適性的要求。電氣部件取代液壓部件可能需要一段時(shí)間，但現(xiàn)在傳感器技術(shù)已經(jīng)清楚地顯示出其日益重要的地位。

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