Enkodery inkrementalne

Zasada działania enkodera inkrementalnego

Enkodery inkrementalne zliczają impulsy powstające w wyniku ruchu obrotowego lub liniowego kontrolowanego elementu. W ich wnętrzu znajduje się obracająca się tarcza kodowa z precyzyjnie naniesionymi znacznikami – optycznymi lub magnetycznymi –, które przesłaniają światło bądź zmieniają pole magnetyczne.

Czytnik (optyczny, magnetyczny lub indukcyjny) rejestruje te zmiany i generuje proporcjonalne do prędkości, kąta obrotu oraz kierunku ruchu impulsy elektryczne A i B, często przesunięte względem siebie o 90°. Dzięki fazowemu przesunięciu pary sygnałów wyjściowych możliwe jest nie tylko zliczanie impulsów, ale również określenie kierunku obrotu oraz precyzyjna synchronizacja ruchu.

W wielu zastosowaniach używa się także trzeciego indeksowego sygnału elektrycznego „Z”, który jest generowany co jeden pełny obrót i wykorzystywany np. do ustawiania osi w obrabiarkach CNC.

Najnowocześniejsze enkodery inkrementalne wykorzystują technologię interpolacji sygnału pozwalającą uzyskać rozdzielczość sięgającą nawet milionów impulsów na obrót, wykorzystywane w zastosowaniach wymagających ultraprecyzyjnego pozycjonowania i sterowania.

Należy pamiętać, że w przeciwieństwie do enkoderów absolutnych, enkodery inkrementalne nie zapamiętują pozycji w momencie wyłączenia zasilania. Umożliwiają jej określenie na podstawie zliczania impulsów od momentu uruchomienia urządzenia.

Zastosowania enkoderów inkrementalnych w automatyce przemysłowej

Współczesne enkodery inkrementalne oferują szeroki wachlarz interfejsów (HTL, TTL, Open Collector, SIN/COS) umożliwiających integrację ze sterownikami PLC, kontrolerami ruchu oraz systemami bezpieczeństwa. Są stosowane m.in.:

• jako czujniki kontroli ruchu, pozycji i narzędzia do szybkiego bazowania osi w maszynach pracujących w przemyśle ciężkim,
• do pomiaru położenia i synchronizacji ruchów manipulatorów w robotach przemysłowych,
• monitorowania przesunięcia materiału w produkcji ciągłej,
• pomiaru prędkości i przyspieszenia w systemach napędowych,
• kontroli jakości i automatycznego pozycjonowania w linii montażowej.

Są odporne na trudne warunki przemysłowe, a modele z hermetyczną obudową i tarczami ze stali nierdzewnej działają niezawodnie nawet w środowiskach narażonych na pył, wilgoć lub wibracje. Z kolei prostsza budowa, w porównaniu do enkoderów absolutnych, przekłada się na łatwość serwisowania, niższe koszty wdrożenia oraz niską cenę w stosunku do możliwości.

W naszej ofercie dostępne są enkodery inkrementalne SICK charakteryzujące się dużą wytrzymałością i odpornością na pracę w trudnych warunkach dzięki wykonaniu ze stali szlachetnej. Ich kompaktowa budowa pozwala na montaż w układach bezpieczeństwa o ograniczonej ilości miejsca.

Najważniejsze cechy enkoderów inkrementalnych

• Brak pamięci aktualnego położenia po odłączeniu zasilania
• Precyzja pomiarów dzięki wysokiej rozdzielczości
• Łatwość obsługi
• Możliwość monitorowania działania mechanizmów o dużej prędkości obrotowej
• Różne typy wyjść sygnału zapewniające kompatybilność z różnymi sterownikami
• Wysoka odporność mechaniczna i na szkodliwy wpływ czynników zewnętrznych, np. wstrząsy

Najczęściej zadawane pytania

Czym się różni enkoder inkrementalny od absolutnego?

Enkoder inkrementalny generuje impulsy odzwierciedlające zmianę położenia względem pozycji startowej i nie przechowuje informacji o aktualnym położeniu po wyłączeniu napięcia zasilania.

Enkoder absolutny zapisuje wartość pozycji umożliwiając jej odczyt natychmiast po ponownym uruchomieniu urządzenia.

W praktyce enkodery inkrementalne są szybsze i prostsze, natomiast enkodery absolutne oferują większe bezpieczeństwo procesu, chociaż mają bardziej skomplikowaną budowę.

Do czego służy enkoder inkrementalny?

Enkoder inkrementalny jest stosowany przede wszystkim do pomiaru zmiany pozycji, prędkości i kierunku obrotu. Służy do monitorowania pracy silników, osi w napędach precyzyjnych, kontroli ruchu ramion robotów, maszyn przemysłowych oraz w systemach zabezpieczeń.

Jak sprawdzić enkoder inkrementalny?

Do sprawdzenia enkodera inkrementalnego można użyć oscyloskopu lub analizatora sygnałów pozwalających zweryfikować obecność i poprawność sygnałów impulsowych A, B (i ewentualnie Z) na wyjściu.

Istotne jest także sprawdzenie mechanicznej integralności (luzu, ewentualnych uszkodzeń) tarczy i wału enkodera oraz połączeń elektrycznych, a także przeprowadzenie testów funkcjonalnych (w podłączonym układzie sterowania) weryfikujących poprawność odczytywania pozycji i prędkości.