Enkodery programowalne. Rodzaje i zastosowanie

Enkoder to urządzenie przetwarzające przesunięcie i pozycję kątową na sygnał elektryczny. Dzięki niemu można określić precyzyjny pomiar położenia kątowego elementu będącego w ruchu, jego kierunku, odległości czy prędkości obrotów.

Z roku na rok obszary zastosowania enkoderów zwiększają się. Rozwój technologii pomiaru sprawił, że można zastosować je w każdej gałęzi przemysłu, a proces ich implementacji jest łatwiejszy niż kiedykolwiek. Powszechnie wykorzystuje się je we wszelkiego rodzaju maszynach i liniach produkcyjnych do precyzyjnego pomiaru prędkości, przesunięcia, odległości czy przebytej drogi. Stosując enkodery, można zmierzyć obrót dokonany przez dany element – część maszyny albo poddawany obróbce detal. Urządzenia te stosuje się również w serwonapędach, robotach, obrabiarkach oraz liniach montażowych.

Szeroki zakres zastosowań w połączeniu z wysoką jakością, z jaką muszą być wykonane pomiary sprawia, że urządzenia te mogą pracować nawet w bardzo niekorzystnych warunkach środowiskowych, w których występuje wilgotność lub zapylenie. Często zdarza się, że są one również narażone na działanie mechaniczne, m.in. wstrząsy czy wibracje.

Samodzielne programowanie

Do najnowocześniejszych urządzeń tego typu należą enkodery programowalne. – Enkondery programowalne to takie, w których wiele parametrów, jakie do tej pory trzeba było ustalać przy zamawianiu urządzenia, można zaprogramować samodzielnie. Dotyczy to np. rozdzielczości enkodera lub sygnału wyjściowego – HTL lub TTL. Można też zaprogramować kierunki obrotów, licznik, kontroler prędkości, a nawet zmieniający się kolor światła wyświetlacza – mówi Piotr Szopiński z ifm electronic.

Ze względu na sposób pomiaru enkodery można podzielić na dwa rodzaje: inkrementalne (przetworniki obrotowo-impulsowe) oraz absolutne (przetworniki obrotowo-kodowe). Różnice między tymi urządzeniami dotyczą rodzaju sygnału generowanego na wyjściu oraz możliwości pamiętania mierzonej wielkości.

Enkoder inkrementalny, zwany także przyrostowym, generuje na wyjściu impulsy. Na każdy jego obrót wytwarzana jest określona liczba impulsów, zwana rozdzielczością enkodera. Zliczanie tych impulsów pozwala uzyskać informację o przesunięciu lub aktualnym położeniu układu wykonawczego. Jednak enkoder nie pamięta tego położenia. Oznacza to, że w przypadku braku napięcia wartość położenia naliczana jest od zera. Istotną kwestią jest w tym przypadku wspomniana rozdzielczość enkodera – im jest ona większa, tym większa dokładność pomiaru. Przetworniki programowalne umożliwiają dowolne ustawienie rozdzielczości, nawet do 10 000 impulsów na obrót.

Jako że enkodery inkrementalnie nie dostarczają informacji o pozycji bezwzględnej, komponenty użyte do ich produkcji są mniej kosztowne, co przekłada się na niższą cenę przy porównywalnej precyzji pomiaru.

Natomiast enkodery absolutne pamiętają aktualną pozycję nawet po odłączeniu zasilania. Jest to możliwe dzięki temu, że generują na wyjściu sygnał kodowy – każdemu kątowi obrotu przypisana jest inna wartość kodowa na wyjściu.

Nowoczesne i łatwe w obsłudze

Do najbardziej funkcjonalnych przetworników należy enkoder inkrementalny marki ifm electronic. Urządzenie zostało zaprojektowane w taki sposób, by jego konfiguracja zajęła maksymalnie kilka minut. – By zaimplementować enkoder wystarczy go podłączyć, ustawić wybraną rozdzielczość oraz poziom sygnału w układzie logicznym TTL lub HTL – wyjaśnia Piotr Szopiński. – Jest to wyraźne ułatwienie względem dotychczasowej mnogości wariantów enkoderów i skomplikowanego procesu ich programowania. Co ciekawe, enkoder ten łączy optyczną technologię działania, zapewniającą precyzję enkoderów optycznych z magnetycznym systemem detekcji, gwarantującym trwałość.

Enkodery inkrementalne ifm electronic zostały wyposażone w IO-Link, czyli pierwszą na świecie ustandaryzowaną technologię IO (IEC 61131-9), służącą do komunikacji z czujnikami i elementami wykonawczymi. Dużą zaletą systemu IO-Link jest zabezpieczenie przed utratą właściwości pomiarowych, które w tym wariancie zapisywane są w całości cyfrowo. Dzięki temu wymiana uszkodzonych czujników na nowe nie wiąże się z ponownym programowaniem, gdyż dotychczasowe ustawienia zostają automatycznie zapisane na nowych urządzeniach. Każdy enkoder można w prosty sposób zaprogramować przed instalacją urządzenia.

Enkdoery ifm, wykorzystując IO-Link, są enkodrami absolutnymi jednoobrotowymi. W ramach jednego obrotu można odczytać ich pozycję nawet po przerwie w zasilaniu. Przy wyborze enkodera warto wziąć pod uwagę elastyczność, prostotę obsługi i możliwość dostosowania pracy urządzenia do zmiennych wymagań procesu produkcyjnego.

IFM ELECTRONIC Sp. z o.o.
ul. Węglowa 7, 40-105 Katowice
tel. 32 70 56 400, fax 32 70 56 455
e-mail: info.pl@ifm.com
www.ifm.com/pl

źródło: Automatyka 4/2019