Ovaj članak govori o različitim vrstama motornih kodera u automatizaciji, posebno linearnim i rotacijskim koderima i njihovoj primjeni.
I. Što je motorni koder?
Enkoder motora je uređaj koji bilježi podatke o položaju za automatizirane upravljačke sustave ili bilo koje strojeve koji sadrže motore kojima su potrebne informacije o položaju. Od robotskih ruku do 3D printera, oni su sveprisutni. Koderi igraju ključnu ulogu u omogućavanju ispravnog rada autonomnih strojeva. Omogućuju precizno mjerenje pokretnih komponenti unutar sustava.
Koderi motora nude prednosti u nekoliko područja. Na primjer, linearni enkoderi obično se koriste u primjenama na tračnicama i omogućuju CNC strojevima i 3D pisačima izradu dijelova s preciznošću, dok rotacijski enkoderi omogućuju proizvodnju robotskih ruku. Signali koje odašilju aktiviraju različite izlaze na kontrolerima ili PLC-ovima u točno određenom trenutku.
II. Kako rade motorni koderi?
Enkoderi funkcioniraju davanjem električnih informacija kontrolnim uređajima na temelju jednog od dva različita sustava: rotacijskog ili linearnog. Postoji nekoliko mehanizama unutar kodera za pretvaranje fizičkih promjena u električne podatke: otpornički, mehanički, magnetski i optički. Optički enkoderi najčešći su u proizvodnji. Sadrže najmanje jedan odašiljač svjetlosti i jedan prijemnik svjetlosti za pretvaranje fizičkog kretanja u električne signale za obradu kontrolera. Bez obzira na korištenu metodu pretvorbe, koderi se uvijek kategoriziraju kao linearni ili rotacijski koderi.
U optičkim koderima, i rotacijski i linearni tipovi koriste "prozore" izrezane u čvrstu površinu, dopuštajući svjetlosti da ulazi u prijemnu jedinicu samo postupno. Linearni koderi koriste senzore za otkrivanje različitih uzoraka unutar trake duž duljine staze, dok se rotacijski koderi sastoje od diska s utorima koji prenose signale natrag u kontrolni sustav.
U optičkim sustavima odašiljač emitira stalni snop svjetlosti koji se postupno prekida kako se sustav pomiče. Svaki put kada prijemnik otkrije svjetlost odašiljača, šalje električni signal upravljaču. Postoje različite konfiguracije diska ili staze za blokiranje/primanje svjetla, ovisno o aplikaciji. To uključuje enkodere apsolutnog položaja i inkrementalne enkodere.
III. Apsolutni koderi i inkrementalni koderi: Koja je razlika?
Apsolutni koderi koriste više svjetlosnih senzora za slanje binarnih kodova kontroleru. Imaju različite utore koji odgovaraju parovima odašiljača/prijemnika svjetlosti. Za jedno{2}}kodere apsolutne vrijednosti, ovi utori generiraju binarni kod koji pokazuje kutni položaj unutar jednog okretaja motora.
U primjenama koje zahtijevaju veću preciznost i veći raspon, više{0}}okretni koderi koriste reduktore i dva diska kodera za postizanje većeg raspona poznatih položaja. Apsolutni koderi su prikladniji za scenarije koji zahtijevaju podatke o položaju nakon gubitka napajanja, najčešće u sigurnosnim krugovima. Inkrementalni koderi imaju ravnomjerno raspoređene utore za slanje impulsa u upravljač. Ovi se koderi oslanjaju na impulse koji se broje od nulte pozicije, zbog čega je ključno imati poznatu poziciju za ponovno pokretanje brojanja ako sustav iz bilo kojeg razloga izgubi napajanje.
Kada je potrebna samo brzina motora, analogni signal se može poslati regulatoru, omogućujući mu obradu ovih podataka za korisne primjene. Ako proces zahtijeva podatke o položaju, enkoder može poslati električne impulse upravljaču kako bi dešifrirao položaj motora unutar njegovog graničnog područja.
IV. Gdje se koriste linearni koderi?
Linearni koderi prenose električne impulsne signale do kontrolera preko senzora ili "zareza" na ljestvici. Ove pulsne signale može dekodirati PLC i pretvoriti u upute koje uređaj treba slijediti.
Linearni koderi su prikladniji za aplikacije s kliznim pozicionerima, kao što su 3D pisači ili CNC strojevi. Ističu se u procesima koji zahtijevaju točan-brzi prijenos podataka do kontrolera. Određeni linearni koderi, ako ne i apsolutni koderi, zahtijevaju referentnu poziciju za pronalaženje nule nakon gubitka napajanja ili ponovnog pokretanja PLC-a/kontrolera.
Apsolutni enkoderi koriste binarnu reprezentaciju za položaj, dok inkrementalni enkoderi šalju samo impulse koje broji upravljač nakon pokretanja. Granični prekidači ili senzori mogu dati referentnu točku kada se podaci o položaju moraju resetirati.
Linearni koderi koji se temelje na-kodu-mogu odrediti svoj položaj bez kretanja ili referentnih točaka. Oni koriste binarne kodove iz više ljestvica za utvrđivanje položaja. To nudi veću fleksibilnost za procese primjene i otvara više mogućnosti u područjima koja zahtijevaju sigurno ponovno pokretanje.
V. Primjena rotacijskih kodera
Rotacijski enkoderi sastoje se od kružne ljestvice pričvršćene na osovinu motora. Kako se motor okreće, svjetlosni senzori koji čitaju uzorke na vagi šalju brojače impulsa ili binarne kodove u PLC. Rotacijski enkoderi vrlo su korisni u aplikacijama koje zahtijevaju mjerenje brzine motora ili gdje je udaljenost teško izmjeriti bez rotacije motora, kao što su servo motori u robotskim rukama. Aplikacije kojima je potrebna kontrola brzine motora koriste inkrementalne enkodere koji generiraju brojače impulsa za mjerenje brzine motora.
Ljestvica kodera ima određeni broj utora, a PLC broji te utore dok se motor okreće. Taj se broj zatim može pretvoriti u RPM. Primjer gdje je ovo korisno je motor pokretne trake. Određeni parametri mogu zahtijevati različite brzine remena, a PLC se može prilagoditi u skladu s tim na temelju broja okretaja motora. Također su korisni u primjenama gdje je preciznost kritična, budući da proizvode točnije podatke od apsolutnih rotacijskih kodera. Unatoč njihovoj većoj točnosti, ne mogu očitati položaj bez pokreta i mogu zahtijevati referentni položaj nakon gubitka komunikacije s PLC-om.
Davači apsolutne vrijednosti također se mogu koristiti kao enkoderi rotacijskih motora. Oni su prikladniji za situacije koje zahtijevaju kutne podatke. Oni također zadržavaju mogućnost ponovnog pozivanja položaja nakon komunikacije ili gubitka napajanja između enkodera i kontrolera, za razliku od inkrementalnih rotacijskih enkodera koji zahtijevaju kretanje za prijenos podataka.