如果把機(jī)械安全比作一支利箭，那么編碼器就是鋒利的箭頭。

　　自動(dòng)化的精髓在于控制回路，但是人們似乎更樂(lè)于將自動(dòng)化機(jī)械安全比作一支利箭。編碼器就是這支利箭的箭頭，幫助控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)位置和運(yùn)轉(zhuǎn)速率的掌控。有了這些信息，控制系統(tǒng)不但能夠避免問(wèn)題，還可以采取正確的動(dòng)作將可能出現(xiàn)的問(wèn)題拒之門外。

　　自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)各種形式的問(wèn)題。一般情況下，任何問(wèn)題都可能對(duì)機(jī)械本身、人員或周圍設(shè)備造成危害。對(duì)動(dòng)態(tài)機(jī)械而言，這樣的問(wèn)題包括工作區(qū)域受干擾、機(jī)械部件失效或是電源抖動(dòng)。

　　Sick Stegmann的顧問(wèn)設(shè)計(jì)師Jim Marshall說(shuō)：“機(jī)械安全方面最嚴(yán)重的問(wèn)題當(dāng)屬突然斷電。在你初次接手一套自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，你就應(yīng)該在不移動(dòng)部件的情況下確定轉(zhuǎn)軸的位置。這一點(diǎn)對(duì)于機(jī)床和換刀裝置尤其關(guān)鍵，對(duì)自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)也同樣重要。"

　　編碼器解密

　　Heidenhain自動(dòng)化部門的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品*Tom Wyatt說(shuō)：“我們關(guān)心的是機(jī)械軸位置和旋轉(zhuǎn)速率。"

　　在形形色色的安全傳感器（例如光幕、接近開關(guān)以及急停門禁監(jiān)控設(shè)備E-stop）中，只有編碼器能夠提供問(wèn)題預(yù)警功能。所有的編碼器都能夠提供位置和速率信息。

　　編碼器一般包括3個(gè)主要模塊：

　　■ 諸如LED或永磁體之類的信號(hào)源，安裝在機(jī)械的靜止部分，用來(lái)提供穩(wěn)定的激勵(lì)信號(hào)。

　　■ 編碼器，安裝在機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件上，對(duì)穩(wěn)定的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。

　　■ 檢測(cè)器，接收調(diào)制信號(hào)并進(jìn)行解調(diào)，從而產(chǎn)生出代表位置和速率信息的電信號(hào)。

　　光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器可以說(shuō)是一個(gè)最簡(jiǎn)易的實(shí)例。Wyatt解釋道：“在一個(gè)帶有軸承的封閉系統(tǒng)中，一片玻璃盤被安裝在與軸承中心對(duì)齊的位置，而一個(gè)帶有電路的固定件會(huì)在碟片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)它進(jìn)行掃描。"

　　這種編碼器工作時(shí)，光源（一般為L(zhǎng)ED）會(huì)向接收器（可能是一個(gè)光電二極管）發(fā)出一道狹窄的光束。光源和接收器都被嚴(yán)格安裝在旋轉(zhuǎn)連接軸承的靜止部位。編碼器是一個(gè)帶有透明開口或小窗的遮光圓盤，被安裝在軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)部位。

　　軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，編碼器會(huì)讓光束交替通過(guò)（透過(guò)圓盤上的小窗口）。光電二極管則隨著位置的變化輸出對(duì)應(yīng)的高電平或低電平信號(hào)。光電二極管的輸出可以通過(guò)專門的電路，轉(zhuǎn)化為位置和速率信息。

　　最初，固定件上的電路由分立元件構(gòu)成。之后，隨著需求量的上升以及制造技術(shù)的提升，一部分生產(chǎn)商已經(jīng)能夠?qū)⒋蟛糠蛛娐芳傻揭黄瑢Ｓ眉呻娐罚ˋSIC）上了。BEI Duncan Electronics的商業(yè)開發(fā)經(jīng)理John Pindroh指出：“ASIC的出現(xiàn)使得編碼器更為可靠。隨著模塊、電路連接以及可能失效點(diǎn)數(shù)量的減少，編碼器的平均故障間隔時(shí)間（MTBF）變長(zhǎng)了。"