Enkodery inkrementalne to urządzenia automatyki przemysłowej o wszechstronnym zastosowaniu. Stanowią niezbędny element maszyn, urządzeń oraz linii produkcyjnych. Wykorzystywany jest także w wielu urządzeniach codziennego użytku. Enkodery pozwalają precyzyjnie określić pozycje obiektu, kąt obrotu, prędkość, przyspieszenie, kierunek ruchu oraz odległość. Niniejszy artykuł prezentuje zasadę działania, podstawowe rodzaje oraz sposoby wykorzystania tych czujników kontroli ruchu.
Zasada działania enkodera inkrementalnego
Enkoder inkrementalny to nie tylko czujnik kontroli ruchu. To także urządzenie, które jest niezbędnym elementem automatyki z uwagi na to, że przesyła szereg informacji serwisowych i diagnostycznych, odzwierciedlających żywotność maszyny. Zasada działania enkodera polega na konwersji ruchu mechanicznego na sygnał elektryczny. Dzięki niemu możliwe jest dokonanie pomiaru drogi, kierunku ruchu i kąta obrotu. Dane te są niezbędne do określenia przykładowo liczby obrotów, które zostały wykonane przez dany element maszyny. W związku z tym enkodery przyczyniają się do optymalizacji ruchu oraz pozwalają zaoszczędzić czas i pieniądze. Enkoder inkrementalny składa się z kilku podstawowych elementów. Jest to wałek z tarczą kodową, dwa łożyska oraz układ skanujący i elektroniczny, za pomocą którego powstaje sygnał wyjściowy. Enkoder generuje impulsy tylko w momencie ruchu i wyłącznie wtedy, gdy jest podłączony do źródła zasilania. Tarcza kodowa wykonana z niklu pozwala ograniczyć wpływ wibracji i wstrząsów, które mogą zakłócić pracę urządzenia. Dzięki temu zakres pomiarowy jest o wiele szerszy i bardziej precyzyjny.
Rodzaje enkoderów
Z uwagi na specyfikę sygnału wyjściowego, enkodery można podzielić na inkrementalne i absolutne. Inny podział, ze względu na typ ruchu, pozwala wyróżnić enkoder liniowy i obrotowy. Istnieją również enkodery optyczne i magnetyczne. Wyniki pomiarowe dokonane za pomocą tych pierwszych są o wiele bardziej stabilne. Enkodery optyczne są również bardziej wytrzymałe mechanicznie. Natomiast te magnetyczne lepiej sprawdzą się w środowisku pracy, w którym występuje zapylenie. Obrotowy enkoder inkrementalny został wprowadzony na rynek po raz pierwszy w 1971 r. Był wielokrotnie modyfikowany, tak aby zoptymalizować jego działanie i zapewnić najbardziej wiarygodny zakres pomiarowy. Obecnie często stosowanym rozwiązaniem jest montowanie w tego typu urządzeniach drukowanej płytki z układem scalonym. Taki zabieg pozwala bowiem w prosty sposób przekształcić urządzenie z inkrementalnego na absolutne, czyli takie które generuje sygnał kodowy.
Wykorzystanie enkodera w praktyce
Enkoder inkrementalny pozwala zbadać szereg parametrów. Dzięki niemu możliwy jest przykładowo pomiar prędkości. Zamontowany na wale silnika, pozwoli monitorować prędkość obrotową. Sprawdzi się również do pomiarów drogi. Wraz z kołem pomiarowym, może posłużyć także chociażby do kontrolowania pozycji i drogi pojemnika poruszającego się po profilach szynowych. Dużym ułatwieniem są w tym przypadku programowalne enkodery inkrementalne, które umożliwiają łatwą zmianę rozdzielczości. Moduły tego typu są obecnie powszechnie wykorzystywane w zakładach przemysłowych. Warto dodać, że pozwalają minimalizować skutki awarii czy przestoju maszyn.
Enkodery inkrementalne to urządzenia niezastąpione w działach kontroli ruchu każdego przedsiębiorstwa. Wpierają również pracę wielu urządzeń powszechnego użytku, takich jak aplikacje drukujące, a nawet windy czy dźwigi. Niezależnie od rodzaju modułu, zasada ich działania jest bardzo prosta, a proces sterowania odbywa się w układzie zamkniętym.
