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高解析度編碼器的優點和實用性
近幾年來，市場上出現了愈來愈多的高解析度編碼器。maxon 也推出了一款高端機型——緊實型 ENX 16 RIO。然而，哪些應用最能受益於編碼器的高解析度？
對於編碼器的要求日益嚴格，尤其在定位應用方面，例如電子元件的放置。原因是電氣連接的數目不斷增加，但同一時間內，例如微處理器或可程式邏輯陣列（FPGA）等複雜積體電路的外殼卻愈來愈小。例如，一個符合 JEDEC 標準 MO-298 的先進 WF-XBGA 外殼具有高達 2601 個接點和 0.4 mm 的網格尺寸，需要精確度達 0.4°m 或是 1/900 轉的定位能力。能夠勝任這種任務的旋轉編碼器，須具有十倍的解析度。對於增量編碼器，這代表最低解析度必須為每轉 2,250 次脈衝。
在恆定速度控制方面，對編碼器解析度的要求更高：出於指定轉速和設定值最大偏差與所需編碼器解析度之間的平方關係，編碼器的每轉脈衝數必須達到數萬。在多數情況下，驅動系統愈小且慣量越少，所需的解析度就越高。
編碼器必須堅固精巧
上述兩種應用除了高解析度之外，也都還需要相當高的最大轉速，並且要求零差錯的編碼器功能，以獲得一套靈敏動態的最終系統。特別重要的是，即使是高解析度編碼器，所佔用的額外空間也應愈小愈好，並且在電氣和機械結構方面也必須非常堅固。
ENX 16 RIO 編碼器
maxon 的新型解決方案，每轉 65,536 次脈衝
新型 maxon ENX 16 RIO 編碼器（RIO = Reflective（反射）、Interpolated（內插）、Optical（光學））設計結構非常精實小巧，符合高解析度光學編碼器的要求。這款編碼器應用最先進的科技，可達到每轉 65,536 次脈衝。其外殼外徑僅 16 mm，長度 7 mm，以射出成型技術製成，非常堅固耐用。
直接安裝於馬達軸上
ENX 16 RIO 是一款三通道增量編碼器，可輸出與 EIA RS422 相容的差動信號。解析度可在出廠時進行設定，每轉脈衝數自 512 起至最大值。若解析度不超過每轉 4096 次脈衝，則編碼器可在高達 40,000 rpm 的轉速下無差錯運行。若解析度加倍，轉速便會減半。這是由於最大輸出脈衝頻率為 3 MHz。然而，儘管在解析度高達每轉 16,384 次脈衝時，仍可能達到 10,000 rpm——而且這一切都發生在一個非常小的尺寸中。無彈簧連接元件的外部軸承結構負責支撐高速度。編碼器直接安裝在馬達軸上，定位應用可以利用整個動態範圍。
ENX 16 RIO 編碼器採用一個 256 刻線碟盤。利用最大達 256 的可程式插值，可達到最高每轉 65,536 次脈衝。正交評估增量時，最大位置解析度為 18 位元。儘管編碼器的解析度非常高，但仍非常堅固耐用：工作溫度範圍在 -40°C～+100°C 之間，若搭配合適的馬達法蘭，電路板的塑膠封裝可構成符合 IP5x 防護等級的防塵外殼。因此，這款光學編碼器很適合用於「髒污」環境。ENX 16 RIO 為工程師提供了一個適用於各種 maxon DC 馬達的模組化解決方案。可以與基於 DCX 16 至 DCX 35、EC-4pole 22 和 EC-4pole 30，以及鐵心內部轉子馬達 EC-i 30、EC-i 40 和 EC-i 52 的直驅式解決方案搭配使用。
從 3D 列印到手術機器人
表格 1 概述了新型 ENX 16 RIO 編碼器的關鍵數據。這款新的高解析度編碼器尤其適合用於高精度定位和速度控制。其最大脈衝率和外部軸承結構代表了無論是在轉速或是控制動態方面，都不需做出任何妥協。耐用的 ENX 規格外殼、寬廣工作溫度範圍、RS422 差動介面和在特定 maxon 馬達上的防塵的安裝方式，都使這個新的解決方案能夠適應許多高端應用，例如精密量測儀器、印刷機、delta 機器人、3D 列印機、繪圖機、手術機器人、觸覺應用、電子元件放置和更多其他應用。請別忘了：為了能徹底利用新編碼器的能力，位置和速度控制器必須具有足夠的動態性能且需經過適當調整。這可以利用 maxon 的高性能運動控制器來實現，例如 ESCON、EPOS4 和 MAXPOS。機械輸出組件也必須具有最高品質並滿足精確性方面的要求。出於這些原因，建議在直驅式應用中安裝高解析度編碼器。
