จานเอ็นโค้ดเดอร์เยื้องศูนย์ 5 ไมโครเมตร ความคลาดเคลื่อนเชิงมุมเป็นเท่าใด? สาเหตุ การวัด และการควบคุมความเยื้องศูนย์
ในเอ็นโค้ดเดอร์ที่มีหัวอ่านเดียว ความเยื้องศูนย์ (eccentricity) e ของจานเอ็นโค้ดเดอร์ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนเชิงมุมแบบไซน์หนึ่งรอบต่อการหมุนหนึ่งรอบ โดยมีแอมพลิจูดประมาณ e หารด้วยรัศมีการอ่าน r บทความนี้ให้ตัวอย่างการคำนวณ และอธิบายสาเหตุของความเยื้องศูนย์ วิธีการวัด และวิธีควบคุมในการผลิตและการประกอบ
2026-10-02 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
ในเอ็นโค้ดเดอร์ที่มีหัวอ่านเดียว ความเยื้องศูนย์ (eccentricity) e ของจานเอ็นโค้ดเดอร์ (encoder disc) จะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนเชิงมุมแบบไซน์หนึ่งรอบต่อการหมุนหนึ่งรอบ โดยมีแอมพลิจูดประมาณเท่ากับ e หารด้วยรัศมีการอ่าน r (หน่วยเรเดียน):
Δθ ≈ e ÷ r (rad), 1 rad ≈ 206265″
เมื่อรัศมีการอ่านเท่ากับ 20 mm:
| ความเยื้องศูนย์ e | แอมพลิจูดความคลาดเคลื่อนเชิงมุม |
|---|---|
| 1 μm | ประมาณ 10″ |
| 3 μm | ประมาณ 31″ |
| 5 μm | ประมาณ 52″ |
| 10 μm | ประมาณ 103″ |
เพื่อการเปรียบเทียบ: หนึ่งนับของเอ็นโค้ดเดอร์ 17 บิตเท่ากับ 360° ÷ 2¹⁷ ≈ 9.9″ สำหรับจานเอ็นโค้ดเดอร์ที่มีรัศมี 20 mm ความเยื้องศูนย์เพียง 1 μm ก็ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนเท่ากับหนึ่งนับแล้ว การวางหัวอ่านสองหัวแบบสมมาตรแล้วหาค่าเฉลี่ยสามารถหักล้างความคลาดเคลื่อนฮาร์มอนิกที่หนึ่งส่วนนี้ได้ แต่จะเพิ่มต้นทุนและขนาด
ความเยื้องศูนย์เกิดจากอะไร
- ตัวจานเอ็นโค้ดเดอร์เอง: จุดศูนย์กลางของลวดลายเส้นสเกลไม่ตรงกับจุดศูนย์กลางของรูใน
- การประกอบ: จัดศูนย์ไม่ตรงเมื่อติดกาวหรืออัดจานเข้ากับดุม (hub)
- ระบบเพลา: การส่ายในแนวรัศมี (radial runout) ของเพลา
วิธีวัด
- จานเอ็นโค้ดเดอร์ก่อนส่งออกจากโรงงาน: ใช้เครื่องวัดด้วยภาพเก็บหลายจุดรอบเส้นรอบวง แล้วฟิตวงกลมของเส้นสเกลและวงกลมของรูในแยกกัน ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางทั้งสองคือความเยื้องศูนย์ของลวดลายเทียบกับรูใน
- หลังการประกอบ: เพิ่มวงแหวนอ้างอิงสำหรับจัดศูนย์บนจานเอ็นโค้ดเดอร์ แล้วสังเกตการส่ายในแนวรัศมีของวงแหวนอ้างอิงใต้กล้องจุลทรรศน์ขณะหมุนหนึ่งรอบ ครึ่งหนึ่งของค่าการส่ายคือความเยื้องศูนย์
- เอ็นโค้ดเดอร์ทั้งชุด: เปรียบเทียบกับมาตรฐานอ้างอิงเชิงมุมที่มีความแม่นยำสูงกว่า แล้วพิจารณาองค์ประกอบไซน์หนึ่งรอบต่อการหมุนหนึ่งรอบในกราฟความคลาดเคลื่อน
วิธีควบคุม
- แปรรูปรูในโดยอ้างอิงจากลวดลายเส้นสเกล แทนการเจาะรูก่อนแล้วจึงทำโฟโตลิโทกราฟี สำหรับการแปรรูปรูในด้วยเลเซอร์ ให้จัดแนวกับจุดศูนย์กลางของลวดลายด้วยระบบวิชันก่อน แล้วจึงตัดรู
- คงวงแหวนอ้างอิงสำหรับจัดศูนย์ไว้บนจานเอ็นโค้ดเดอร์ เพื่อใช้ปรับศูนย์ระหว่างการประกอบ
- ใช้จิ๊กจับยึด (fixture) เฉพาะสำหรับการประกอบ ปรับศูนย์ใต้กล้องจุลทรรศน์ก่อนติดกาว และวัดซ้ำหลังกาวแข็งตัว
- เมื่อขอใบเสนอราคา ให้ระบุข้อกำหนดความร่วมศูนย์ (concentricity) ของลวดลายเทียบกับรูใน และระบุว่าต้องการวงแหวนอ้างอิงหรือไม่
บทความนี้รวบรวมโดยฝ่ายวิศวกรรมของ Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. ทั้งนี้ Jingzheng Optoelectronics ผลิตจานเอ็นโค้ดเดอร์แก้ว จานเอ็นโค้ดเดอร์โลหะแบบสะท้อน จานเอ็นโค้ดเดอร์ PC และจานเอ็นโค้ดเดอร์สั่งทำพิเศษ เว็บไซต์ทางการ www.encoderdisk.cn โทรศัพท์ 0316-8933331