德国制造的瑞士堡盟光电旋转编码器拆解：Baumer GM401.Z28

微笑的先生

光电旋转编码器广泛应用于需要准确测量旋转位置的工业和科学领域。常见于机械系统、机器人、航空航天、医疗设备和自动化控制系统中。随着工业自动化程度的提高，高精度的光电编码器的重要性也日渐凸显，不要小看这个小小的工业组件，这玩意当年也是全进口的，价格不菲。我不懂工业制造领域，因此借助搜索引擎和GPT，得到了一些科普信息：

光电旋转编码器是必要的组件，它提供了关键功能：
精确测量旋转位置：在许多工业应用中，需要高精度的旋转位置信息，以确保机械系统或设备的准确性和稳定性。
多圈测量：光电旋转编码器能够进行多圈测量，跟踪多圈旋转，这对于涉及多圈旋转的应用非常重要。
抗磁场干扰：一些工作环境中存在强磁场，传统的编码器可能受到干扰，而光电编码器具有抗磁场干扰性能，适用于这些环境。
自动化和控制系统：光电编码器可与自动化和控制系统集成，提供实时反馈，用于控制和监测运动、定位和调整。
高分辨率：具有高分辨率的能力，光电编码器可用于要求非常精细运动或位置控制的任务。
可编程性：光电编码器通常具有电子设置零点和计数方向的功能，可根据不同需求进行配置。

今天要拆的是一个报废的德国堡盟生产的绝对值光电旋转编码器，型号为GM401，据查资料显示，这玩意经常用在风电设备上面，进口售价至少得几千，这个编码器是参加海鲜市场粉丝抽奖得到的奖品，正好之前也没有接触过，就拆了给大家看看做工如何，是否值几千的售价（二手的拆机还能卖几百块钱呢）


堡盟Baumer是一家瑞士公司，拥有70年的历史，专注于传感器、编码器、测量仪表以及自动化图像处理组件制造，如果是相关领域的朋友，估计不陌生，其官网上也有该产品的介绍页面，同时提供了相关数据手册，大家感兴趣的可以去下载，关于该传感器的规格如下：

Encoder multiturn / SSI（多圈编码器 / SSI接口）：这是一种多圈编码器，它可以测量旋转角度，并使用SSI接口将角度信息传输给其他设备或系统。
Optical sensing method（光学传感方法）：该编码器使用光学传感方法来检测和测量旋转运动，这通常意味着它使用光束和光电元件来实现测量。
Resolution: max. singleturn 14 bit, multiturn 16 bit（分辨率：最大单圈14位，多圈16位）：编码器具有不同的分辨率，单圈最大分辨率为14位，多圈最大分辨率为16位。这表示编码器可以提供非常精确的旋转位置信息。
Synchro flange（同步法兰）：该编码器具有同步法兰，这意味着它可以轻松与其他设备或机械部件连接和同步工作。
Electronic setting of zero point（零点的电子设置）：您可以使用电子方式设置编码器的零点，这对于调整和校准非常有用。
Counting direction input（计数方向输入）：编码器可以接受计数方向输入，这意味着您可以指定编码器如何计数旋转运动，例如，顺时针或逆时针。
Available with additional incremental output（可用带有附加增量输出）：除了主要的SSI接口外，编码器还可以提供附加的增量输出，这有助于提供更多的旋转信息。
Maximum resistant against magnetic fields（最大抗磁场干扰）：这个编码器具有出色的抗磁场干扰性能，这意味着它可以在磁场强烈的环境中工作而不受影响。

大家感兴趣可以下载手册看详细规格，我就不在这里班门弄斧了，让我们专注于要拆的主角



标签与引脚定义


外壳固定螺丝点胶，厚实的外壳也表明这玩意的工作环境应该比较严峻



巨大的航空插头，用料十足


引线接口



螺丝带防水橡胶圈




拆出来了，里面还有一点复杂


电路板有两层，通过软排线连接



上层电路上有一个巨大的电池状元件，是以色列TADIRAN公司生产的长寿高稳定性高能量密度锂电池，型号为SL-350 3.6V


下层电路，最明显的是两个空插座，估计是适配其他型号的上电路板预留的，其次是OPA4340，根据德州仪器介绍四路、单电源、轨到轨、低功耗运算放大器，datasheet下载



为了继续拆解，只能想办法把顶部固定的螺丝拆掉


拆掉上面的螺丝之后，露出下层电路全貌


拧掉固定下层电路的螺丝


可以看到核心光电组件，光电旋转码盘


能看到码盘有明显磨损



磨损的痕迹，已经深入到石英/玻璃材质的码盘上面，将刻度全部磨掉了，因此才报废


对比没有磨损的码盘


这张图可以看到，这玩意和光电鼠标的原理有一点像，左侧元件发射光束，透过码盘的刻度，打在下层电路的光电接收元件，实现位置变化的感应


光电码盘实牢牢固定在转子上，取不下来……拆碎了



发射光线的红外LED



捕捉到的红外光


光线就透过码盘刻度，自轴心向外扩散，刻度密度有一些变化，可能是角速度相同，径速度不同导致的


同样被磨损的光电传感器


这张图可以看到光电传感器的全貌，是一个长条形状的，因为码盘刻度也比较宽


磨损了肯定无法使用，所以拿来给大家拆了哈哈


这张图可以看到绝对值编码器（左侧）和增量式编码器的码盘刻度区别


同样的，绝对值编码器也存在单圈和多圈的区别，内部复杂程度也不同，今天给大家拆的就是单圈绝对值编码器~希望大家喜欢

gwyfy

这个光电编码器，做工复杂。。。。

wanccx

看着真高级啊

石墨

楼主抽奖得个坏的？
   
看看这才是德国制造，应该精华

qrut

编码盘为什么非要搞成和光电传感器接触式的？

zigzagroad

按道理，用激光制造满是通孔的码盘，然后 码盘两侧 分别发射激光、接收激光 就可以实现编码器功能，理论上可以永远不坏，除非滚珠轴承 机械损坏。

mynew

其实还是很精密的

还有一种旋转变压器，也可以单圈定位。

42936434

别说几千了，几万都值

alicescope

涨姿势了，图片拍的很清晰，感谢分享！

klop

感觉和光电鼠标原理类似？

微笑的先生

qrut 发表于 2023-9-5 21:49
编码盘为什么非要搞成和光电传感器接触式的？

我理解是有一定距离，本来没挨着呢，因为某种撞击导致轴歪了，编码盘和传感器碰着了……

微笑的先生

klop 发表于 2023-9-5 23:20
感觉和光电鼠标原理类似？

emmm，有一丢丢类似，不过和光电鼠标的光栅滚轮类似

xgb8001

涨姿势了，图片拍的很清晰

沧浪氵

这种编码器对精度要求一定很高，像这种达不到要求误码故障就该报废了

jjm6361

B值编码器。。还有A值编码器。。变桨系统用的较多。。我还有十几个呢！

samhrc

构造大同小异， 还有一种是钢片码盘的。蚀刻出密密麻麻的小条纹空隙。

acxz

高级玩意！

sadfun

谢谢分享~，那个码盘那么细的线，那么密用什么写上去的？

kkdkj

牛！这么精密

可靠胡

高精度机电产品