Овај чланак разматра различите типове моторних енкодера у аутоматизацији, посебно линеарне и ротационе енкодере и њихове примене.
И. Шта је енкодер мотора?
Моторни енкодер је уређај који снима податке о положају за аутоматизоване системе управљања или било коју машину која садржи моторе који захтевају информације о положају. Од роботских руку до 3Д штампача, они су свеприсутни. Кодери играју кључну улогу у омогућавању да аутономне машине правилно функционишу. Они омогућавају прецизно мерење покретних компоненти унутар система.
Моторни кодери нуде предности у неколико области. На пример, линеарни енкодери се обично користе у шинским апликацијама и омогућавају ЦНЦ машинама и 3Д штампачима да креирају делове са прецизношћу, док ротациони енкодери омогућавају роботске руке у производњи. Сигнали које преносе активирају различите излазе на контролерима или ПЛЦ-овима у тачно потребном тренутку.
ИИ. Како раде моторни кодери?
Кодери функционишу тако што пружају електричне информације контролним уређајима заснованим на једном од два различита система: ротационом или линеарном. У енкодерима постоји неколико механизама за претварање физичких промена у електричне податке: отпорни, механички, магнетни и оптички. Оптички енкодери су најчешћи у производњи. Они садрже најмање један предајник светлости и један пријемник светлости за претварање физичког кретања у електричне сигнале за обраду контролером. Без обзира на метод конверзије који се користи, енкодери су увек категорисани као линеарни или ротациони енкодери.
У оптичким кодерима, и ротациони и линеарни типови користе „прозоре“ урезане у чврсту површину, омогућавајући светлости да улази у пријемну јединицу само постепено. Линеарни енкодери користе сензоре да детектују различите обрасце унутар траке дуж дужине путање, док се ротациони енкодери састоје од диска са слотовима који преносе сигнале назад у контролни систем.
У оптичким системима, предајник емитује константан сноп светлости који се прогресивно прекида како се систем креће. Кад год пријемник детектује светлост од предајника, он шаље електрични сигнал контролеру. Постоје различите конфигурације дискова или стаза за блокирање/примање светлости у зависности од апликације. То укључује енкодере апсолутне позиције и инкременталне енкодере.
ИИИ. Апсолутни кодери и инкрементални кодери: у чему је разлика?
Апсолутни кодери користе више светлосних сензора за слање бинарних кодова у контролер. Имају различите уторе који одговарају паровима предајника/пријемника светлости. За апсолутне енкодере са једним-окретом, ови утори генеришу бинарни код који указује на угаону позицију унутар једног обртаја мотора.
У апликацијама које захтевају већу прецизност и већи опсег, енкодери са више{0}}окрета користе редукторе зупчаника и два диска енкодера да би постигли већи опсег познатих позиција. Апсолутни енкодери су погоднији за сценарије који захтевају податке о положају након губитка струје, најчешће у сигурносним колима. Инкрементални енкодери имају равномерно распоређене слотове за слање импулса до контролера. Ови енкодери се ослањају на импулсе који се броје од нулте позиције, због чега је кључно имати познату позицију за поновно покретање бројања ако систем изгуби напајање из било ког разлога.
Када је потребна само брзина мотора, аналогни сигнал се може послати контролеру, омогућавајући му да обради ове податке за корисне апликације. Ако процес захтева податке о положају, енкодер може послати електричне импулсе контролеру да дешифрује позицију мотора унутар граничне области.
ИВ. Где се користе линеарни енкодери?
Линеарни енкодери преносе електричне импулсне сигнале до контролера преко сензора или "зареза" на скали. Ови импулсни сигнали могу бити декодирани од стране ПЛЦ-а и конвертовани у упутства која уређај треба да прати.
Линеарни енкодери су погоднији за апликације са клизним позиционерима, као што су 3Д штампачи или ЦНЦ машине. Одлични су у процесима који захтевају прецизан,-брзи пренос података до контролора. Одређени линеарни енкодери, ако не и апсолутни енкодери, захтевају референтну позицију да би пронашли нулу након губитка напајања или поновног покретања ПЛЦ-а/контролера.
Апсолутни енкодери користе бинарни приказ за позицију, док инкрементални енкодери шаљу само импулсе које броји контролер након покретања. Крајњи прекидачи или сензори могу да обезбеде референтну тачку када подаци о положају морају да се ресетују.
Линеарни енкодери засновани на апсолутном -коду- могу да одреде своју позицију без померања или референтних тачака. Они користе бинарне кодове са више скала да утврде позицију. Ово нуди већу флексибилност за процесе апликација и отвара више могућности у пољима која захтевају сигурност поновног покретања.
В. Примене ротационих енкодера
Ротациони енкодери се састоје од кружне скале причвршћене на осовину мотора. Како се мотор ротира, светлосни сензори који читају обрасце на скали шаљу бројаче импулса или бинарне кодове на ПЛЦ. Ротациони енкодери су веома корисни у апликацијама које захтевају мерење брзине мотора или где је удаљеност тешко измерити без ротације мотора, као што су серво мотори у роботским рукама. Апликације којима је потребна контрола брзине мотора користе инкременталне енкодере који генеришу број импулса за мерење брзине мотора.
Скала енкодера има одређени број слотова, а ПЛЦ броји ове уторе док се мотор ротира. Овај број се затим може претворити у РПМ. Пример где је ово корисно је на мотору транспортне траке. Одређени параметри могу захтевати различите брзине траке, а ПЛЦ се може прилагодити у складу са тим на основу броја обртаја мотора. Такође су корисни у апликацијама где је прецизност критична, јер производе тачније податке од апсолутних ротационих енкодера. Упркос њиховој већој прецизности, они не могу да очитају позицију без кретања и могу захтевати референтну позицију након губитка комуникације са ПЛЦ-ом.
Апсолутни енкодери се такође могу користити као енкодери ротационог мотора. Они су погоднији за ситуације које захтевају угаоне податке. Они такође задржавају могућност да присете позицију након комуникације или губитка снаге између енкодера и контролера, за разлику од инкременталних ротационих енкодера који захтевају кретање за пренос података.