Czym są enkodery absolutne ?

Enkodery absolutne to urządzenia pomiarowe służące do precyzyjnego określenia położenia elementów mechanicznych. W przeciwieństwie do enkoderów inkrementalnych, które mierzą zmianę pozycji w odniesieniu do poprzedniego punktu, enkodery absolutne kodują pełną informację  bieżącej pozycji w każdym momencie, nawet jeśli zasilanie jest wyłączone. Enkodery te są stosowane w aplikacjach automatyki przemysłowej i robotyki, gdzie ważną rzeczą jest monitorowanie pozycji.

Jaka jest zasada działania enkoderów absolutnych?

Enkodery absolutne działają poprzez odczytanie unikalnego kodu przypisanego do każdego położenia osi, co pozwala na precyzyjne określenie pozycji bez potrzeby odnajdywania punktu początkowego. Dzięki temu system od razu zna dokładne położenie, nawet po utracie zasilania. Każda pozycja enkodera ma odpowiadający jej specyficzny kod, który może być przedstawiony w różnych formatach, takich jak binarny, Graya lub BCD.

Ze względu na wykonanie, enkodery absolutne dzielimy na:

• Enkodery optyczne – wykorzystują diody LED i fotodetektory, które odczytują wzorzec na tarczy enkodera. Każde położenie tarczy odpowiada specyficznemu wzorcowi binarnemu.
  
• Enkodery magnetyczne – wykorzystują magnesy i czujniki Halla do odczytu położenia. Są bardziej odporne na warunki zewnętrzne, takie jak kurz, wibracje czy wilgotność.

Enkodery absolutne można sklasyfikować na dwie podstawowe kategorie w zależności od sposobu pomiaru pozycji:

• Enkodery jednoobrotowe – mierzą pozycję w trakcie jednego pełnego obrotu osi, a po jego zakończeniu wartość pozycji zostaje zresetowana do zera. Znajdują zastosowanie tam, gdzie istotne jest jedynie położenie w ramach jednego obrotu, np. w serwonapędach.
• Enkodery wieloobrotowe – poza śledzeniem pozycji w jednym obrocie, zliczają także liczbę wykonanych pełnych obrotów, co pozwala monitorować położenie na dłuższym odcinku. Są wykorzystywane w bardziej zaawansowanych systemach, takich jak robotyka, maszyny budowlane czy automatyzacja magazynów.

Enkodery absolutne znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu i technologii, gdzie istotny jest precyzyjny pomiar położenia oraz niezawodność, bez względu na warunki pracy.

• Automatyzacja przemysłowa – w systemach sterowania maszynami, w tym robotami przemysłowymi, gdzie precyzja i powtarzalność ruchów mają kluczowe znaczenie.
• Maszyny CNC – w komputerowo sterowanych obrabiarkach, gdzie dokładne ustalenie pozycji narzędzi jest niezbędne do precyzyjnej obróbki materiałów.
• Robotyka – enkodery absolutne umożliwiają dokładne sterowanie pozycją ramion robotów, co jest konieczne w procesach wymagających wysokiej precyzji.
• Systemy transportowe – w przenośnikach taśmowych i windach, gdzie istotne jest monitorowanie położenia elementów przemieszczających się pomiędzy różnymi punktami.

Jakie interfejsy występują w enkoderach absolutnych?

Z uwagi na redukcję liczby żył przesyłowych, a także odporność na zakłócenia przemysłowe, enkodery wyposażone w porty komunikacji szeregowej cieszą się bardzo dużym zainteresowaniem. Jednocześnie wzrost popularności rozwiązań sieciowych w automatyce przemysłowej, przełożył się na szybką adaptację istniejących standardów komunikacyjnych w enkoderach absolutnych. Obecnie, liczący się producenci oferują enkodery z protokołami komunikacyjnymi:

• SSI (Synchronous Serial Interface),
• CANopen,
• Profibus,
• Profinet,
• EtherCAT,
• EtherNet IP,
• Modbus,
• POWERLINK,
• DeviceNet.

Jakie są zalety enkoderów absolutnych?

• Niezależność – po przerwie w zasilaniu układu i jego ponownym uruchomieniu, enkoder absolutny natychmiast wskazuje właściwą pozycję, co eliminuje potrzebę kalibracji lub poszukiwania punktu początkowego.
• Wysoka dokładność pomiarów – dzięki absolutnemu kodowaniu każda pozycja jest precyzyjnie określona, co zapewnia wysoką dokładność działania.
• Odporność na zakłócenia – szczególnie enkodery magnetyczne wyróżniają się dużą odpornością na trudne warunki pracy, co czyni je idealnym rozwiązaniem do zastosowań w przemyśle ciężkim.

Podsumowanie

Enkodery absolutne są kluczowym elementem nowoczesnych systemów pomiarowych, zapewniając precyzyjne informacje o pozycji, co jest niezbędne w mechanicznych układach ruchu obrotowego i liniowego maszyn. Dzięki możliwości jednoznacznego określenia pozycji, niezależnie od warunków pracy, znajdują szerokie zastosowanie w automatyce, robotyce i innych dziedzinach, gdzie niezawodność i dokładność mają priorytetowe znaczenie. Popularność rozwiązań sieciowych w układach automatyki przemysłowej ma obecnie duży wpływ na ofertę producentów enkoderów. Dostosowali swoje wersje absolutne tak, by mogły współpracować najbardziej popularnymi protokołami komunikacyjnymi jak: EtherCAT, Profinet, Profibus, CANopen, EtherNet IP, Modbus, CC-Link, POWERLINK, DeviceNet.