Enkodery

Enkoder służy do pomiaru przemieszczeń kątowych lub liniowych, a także do pomiaru prędkości tych przemieszczeń. Pozycja i prędkość to najczęściej mierzone wielkości fizyczne we wszelkiego rodzaju maszynach obróbczych. Enkoder to pojęcie dość ogólne. Istnieje bardzo wiele rodzajów enkoderów i można je pogrupować wg różnych kryteriów. Jednym z podstawowych jest podział ze względu na rodzaj przemieszczeń, do mierzenia których są przeznaczone lub ze względu na metodę pomiaru.

Enkodery obrotowe

Jak sama nazwa wskazuje enkodery obrotowe służą do pomiaru przemieszczeń kątowych lub prędkości obrotowych. Swoim wyglądem często przypominają niewielki silnik. Działają jednak zupełnie inaczej, ponieważ przetwarzają ruch obrotowy swojego wału na cyfrową informację o jego pozycji lub prędkości. Są bardzo często stosowane jako sprzężenie zwrotne w silnikach elektrycznych. Będąc sprzęgnięte z wałem silnika dostarczają nadrzędnym układom napędowym informacji o jego prędkości i położeniu. Stosując dodatkowe akcesoria jak np. koło metryczne czy listwa zębata enkoder obrotowy może posłużyć do pomiaru przemieszczenia liniowego.

Enkodery liniowe

W pomiarach przemieszczeń liniowych stosowane są magnetyczne enkodery liniowe. Już na pierwszy rzut oka widać, że ich budowa zasadniczo różni się od enkoderów obrotowych. Mają tez inną zasadę działania niż najczęściej spotykane enkodery obrotowe, w których wykorzystywana jest detekcja optyczna. Enkoder liniowy składa się z głowicy magnetycznej i taśmy magnetycznej. Ze względu na wysoki stopień ochrony magnetyczne enkodery liniowe są bardzo popularne maszynach do obróbki metalu, a także w maszynach kamieniarskich, stolarskich i innych.

Enkodery inkrementalne

Nazwa enkodery inkrementalne wynika ze sposobu ich działania. Enkoder inkrementalny generuje impulsy. Ilość impulsów na jednostkę (impulsy/obrót lub impulsy/mm) determinuje rozdzielczość enkodera. Każdy impuls powoduje, że w zależności od kierunku ruchu enkodera, wartość aktualnie zmierzonej pozycji jest inkrementowana (zwiększana o 1) lub dekrementowana (zmniejszana o 1). Enkodery inkrementalne to prawdopodobnie najczęściej spotykane enkodery w instalacjach automatyki przemysłowej (zarówno obrotowe, jak i liniowe). Stosuje się je do pomiaru prędkości oraz pozycji. Charakterystyczną cechą układów, w których wykorzystywane są enkodery inkrementalne jest konieczność ich bazowania po każdym uruchomieniu.

Enkodery absolutne

Enkodery absolutne stosowane są do przede wszystkim do pomiaru pozycji. Ich największym atutem jest konstrukcja umożliwiająca pomiar bezwzględny. Oznacza to, że po włączeniu zasilania enkoder absolutny nie wymaga bazowania. Od razu „wie” w jakiej pozycji się znajduje, ponieważ każda jego pozycja posiada swój unikalny kod binarny. Wyróżniamy enkodery absolutne obrotowe i liniowe. Znajdują one zastosowane w bardziej wymagających aplikacjach automatyki. Często wyposażone są w interfejsy komunikacyjne sieci polowych (np. Profibus, Modbus, CC-Link, Canopen) lub sieci Ethernet (np. EtherCAT, Profinet, Ethernet/IP). Enkoder absolutny jednoobrotowy po przekroczeniu pozycji 360 stopni ponownie wskazuje zero. Enkoder absolutny wieloobrotowy również posiada ściśle określony zakres pomiarowy w postaci konkretnej liczby obrotów, które potrafi rozpoznać.

Enkodery programowalne

Jak sama nazwa wskazuje enkodery programowalne pozwalają na konfigurację enkodera dopasowaną do indywidualnych potrzeb użytkownika. To bardzo interesujące rozwiązanie dla działów utrzymania ruchu, ponieważ pozwala na utrzymanie ciągłości produkcji bez dodatkowych kosztów sprowadzenia i przestoju. W ofercie dostępne są enkodery programowalne: enkodery obrotowe inkrementalne (np. IQ36, IQ58-IQ58S, CKQ58, IP58-IP58S i inne), enkodery obrotowe absolutne (np. HM58 P), enkodery liniowe inkrementalne (np. SME54), enkodery liniowe absolutne (np. SMAX-SMAZ). Za pomocą dedykowanego programatora istnieje możliwość wielokrotnej zmiany parametrów enkoderów programowalnych.

Enkodery bezłożyskowe

Enkodery bezłożyskowe nazywane są również enkoderami bezdotykowymi. Są to enkodery, w których wykorzystywane jest zjawisko detekcji magnetycznej. Ich budowa opiera się najczęściej na zastosowaniu pierścienia magnetycznego montowanego na elemencie ruchomym i głowicy pomiarowej, która podobnie jak w enkoderach liniowych bada zmiany natężenia pola magnetycznego. W niektórych konstrukcjach wykorzystuje się jednak magnes montowany na elemencie ruchomym, a układ pomiarowy zamknięty jest w obudowie enkodera. Cechą charakterystyczną enkoderów bezłożyskowych jest wysoka odporność na czynniki zewnętrzne (zapylenie, trociny, opiłki, wilgoć, itp.).

Enkodery linkowe

Enkodery linkowe wykorzystywane są do pomiaru przemieszczeń liniowych. Są bardzo wygodne w montażu. Wystarczy przymocować koniec linki do elementu ruchomego. Enkoder linkowy często składa się z części typowo mechanicznej, tj. mechanizmu z bębnem do zwijania linki oraz ze standardowego enkodera inkrementalnego bądź absolutnego, montowanego na wale takiego mechanizmu. Alternatywą są wykonania, w których enkoder razem z mechanizmem zwijania linki tworzą integralną całość. Dostępne są również przetworniki linkowe z wyjściem potencjometrycznym.