、知能化と自動化技術の急速な発展により、産業オートメーションシステムは生産効率の向上、精度の強化、労働コストの削減に欠かせない役割を果たしています。重要なセンサーであるエンコーダーは、ロボット制御、CNC工作機械、コンベアシステムなど、さまざまなオートメーション分野で広く使用されています。
1、ロボット制御
産業用ロボットにおいて、エンコーダーの役割は主に精密な位置および速度フィードバック制御にあります。ロボットは通常、溶接、組み立て、塗装、材料搬送などの複雑な作業を実行する必要があり、すべての作業で高精度な動きが求められます。
インクリメンタルエンコーダー: ロボット制御システムで最も一般的に使用されるエンコーダーのタイプはインクリメンタルエンコーダーです。これは、動作中の相対位置の変化を測定することでフィードバックを提供し、高頻度の更新で非常に迅速に応答できます。インクリメンタルエンコーダーは絶対位置データを記録しないため、運転のためには初期参照位置の設定が必要です。
絶対エンコーダー: インクリメンタルエンコーダーとは異なり、絶対エンコーダーは電源が切れたりシステムが再起動されたりしても正確な絶対位置データを提供します。これにより、長期的で安定した精密位置制御が求められるアプリケーションにおいて特に重要です。例えば、自動化された組み立てラインでロボットが位置決めを行う場合や、複雑な作業で何度も位置決めを行う必要がある場合、絶対エンコーダーは一貫した位置精度を保証します。
実際のアプリケーションでは、エンコーダーとロボット制御システムはクローズドループフィードバックを通じて連携しています。例えば、溶接ロボットでは、エンコーダーがアームの角度に関するリアルタイムデータを提供し、制御システムがそのデータに基づいてモーターの動きを調整し、精密な溶接軌跡を実現します。高速な組み立て作業や精密なマイクロメートルレベルの溶接など、エンコーダーはロボットの制御と効率を保証するために欠かせません。
2、CNC機械
CNC（コンピュータ数値制御）機械工具は精密加工に広く使用され、現代の製造業において重要な役割を果たします。エンコーダーはCNC機械工具で軸の位置、速度、その他のパラメータを正確に測定し、加工プロセスの精度と安定性を確保します。
インクリメンタルエンコーダーと絶対エンコーダー: インクリメンタルエンコーダーは、機械軸の相対位置の変化を監視し、高速で反応できるため、高速加工ニーズに適しています。これにより、運転中のインクリメンタルな動きについてリアルタイムでフィードバックが提供され、各軸の精密な位置決めが保証されます。高速切削やミリングプロセス中に、インクリメンタルエンコーダーは迅速にサンプリングして、精密な位置制御を実現します。
絶対エンコーダー: CNC機械工具には絶対エンコーダーが不可欠です。これにより、機械が電源オフやシャットダウンしても位置フィードバックを提供し、初期位置のリセットの必要をなくし、加工プロセスのエラーを減少させます。
高精度要求: 特に航空宇宙や自動車産業のような高精度な分野では、CNC加工においてエンコーダーの解像度と精度が重要です。業界で使用される絶対エンコーダーは、通常、非常に高い解像度と多回転機能を提供し、複雑な加工環境における安定した精度を確保します。
双軸制御と同期: CNC機械工具の多くの操作では、複数の軸が同期して動作する必要があります。エンコーダーは、軸間の精密な同期を確保するために重要な役割を果たします。例えば、旋盤やミリング作業では、各軸の動きに関するリアルタイムフィードバックにより、加工中に精度を保ちながら作業が進行し、エラーを防止します。
3、コンベアシステム
自動化されたコンベアシステムは、物流、生産ライン、倉庫で広く使用されています。これらのシステムでは、エンコーダーがコンベアベルト、ロボットアーム、仕分け装置、その他の移動するコンポーネントの位置と速度についてリアルタイムフィードバックを提供し、材料が所定のルートに沿って正確に供給されることを保証します。
速度と位置制御: エンコーダーは、コンベアベルトの速度と材料の位置を正確に測定でき、これが自動化された生産ラインでは非常に重要です。クローズドループ制御システムを通じて、エンコーダーは駆動モーターと連携し、コンベアベルトがスムーズに動作するようにします。これにより、速度の不均一や位置エラーによる材料の遅延や誤配布が防止されます。
物流の仕分けと倉庫: 自動化された物流仕分けシステムでは、エンコーダーはセンサーと連携し、正確な材料追跡と仕分けを可能にします。例えば、仕分け作業中に、エンコーダーは仕分け装置（ロボットアームやローラーなど）の位置データを提供し、材料が正しい仕分けチャンネルに送られるようにします。高速で高精度なインクリメンタルエンコーダーは、効率的な自動化システムには欠かせません。
複雑なコンベアシステム: 複数の交差するコンベアラインや速度調整が必要なシステムなど、複雑なコンベアシステムでは、エンコーダーの多チャンネル出力と高解像度が効果的にサポートします。これにより、複数のノード間で精密な位置データを伝送し、材料がスムーズに一地点から別の地点へと移動することを保証します。
アプリケーションの課題: 時間が経つにつれて、自動化されたコンベアシステムは環境汚染、機械的摩耗、またはその他の問題に直面し、エンコーダーのフィードバック信号エラーが発生する可能性があります。そのため、多くのコンベアシステムでは、過酷な作業環境に耐えられるように高い保護レベルのエンコーダーを使用して、長期間安定した運用を確保しています。