Posizio-kodetzaile batek nola funtzionatzen duen

A kodetzaile Mugimendu mekaniko bat seinale elektriko bihurtzen duen sentsore bat da, eta seinale hori PLC, maiztasun-bihurgailu, servo-kontrolagailu, kontagailu, datuak eskuratzeko sistema edo industria-ordenagailu batek interpretatu dezake.

Izena ere ematen zaio posizio kodetzailea, nahiz eta egungo industria-ingurunean terminoa kodetzaile.

Bere diseinuaren arabera, kodetzaile batek honako hauei buruzko informazioa eman dezake:

• Ardatz baten angelu-posizioa.
• Elementu mugikor baten posizio lineala.
• Egindako desplazamendua.
• Mugimenduaren norabidea.
• Errotazio edo desplazamendu abiadura.
• Osatutako bira kopurua.
• Azelerazioa, abiadura-aldaketatik kalkulatua.

Kodetzaile batek nola funtzionatzen duen ulertzeak bere teknologia, bereizmena, irteerako interfazea eta muntaketa sistema behar bezala hautatzea ahalbidetzen dizu.

Kodetzaileak oinarrizko osagaiak dira industria-automatizazioan, robotikan, CNC makinetan, servomotorretan, igogailuetan, garabietan, haize-errotetan, ekoizpen-lerroetan, ontziratzeko makinetan, inprimatzeko sistemetan eta neurketa-ekipoetan.

Hitz gutxitan esanda, kodetzailea makina bati jakiteko aukera ematen dion gailua da ardatz bat zenbat mugitu den, zein norabidetan mugitu den eta, zenbait modelotan, bere posizio zehatza.

Nola funtzionatzen du kodetzaile batek?

Kodetzaile baten funtzionamendu-printzipio orokorra neurtu nahi den posizioa duen elementuari lotutako eredu fisiko bat desplazatzean datza.

Batean errotazio-kodetzailea, Eredu hau normalean ardatzari lotutako disko batean aurkitzen da. Batean kodetzaile lineala, Luzera mugitzen den erregela, zinta edo eskala batean jartzen da.

Ereduak irakurketa-buru finko batek detektatu ditzakeen eremu bereiziak ditu. Erabilitako teknologiaren arabera, eremu hauek beren propietateen arabera bereiz daitezke:

• Optikariak.
• Magnetikoa.
• Induktiboa.
• Kapazitiboa.
• Elektrikoa edo kontaktuzkoa.

Diskoa edo erregela mugitzen den heinean, buruak ereduaren aldaketa jarraituak detektatzen ditu. Barne elektronikak seinale horiek baldintzatzen ditu eta pultsu, seinale sinusoidal edo mugimendua edo posizioa adierazten duten hitz digital bihurtzen ditu.

Sistemak ez du nahitaez posizioa kontaktu zuzenaren bidez neurtzen. Industria-kodetzaile moderno gehienetan, irakurketa kontakturik gabe egiten da, eta horrek higadura murrizten du eta zerbitzu-bizitza luzea ahalbidetzen du.

Zer neurtzen du kodetzaile batek?

Kodetzaile batek zuzenean neurtzen duen magnitudea da posizioa edo desplazamendua. Hala ere, mugimenduarekin lotutako beste aldagai batzuk ere kalkula daitezke bere seinaletik.

Posizioa

Posizioa angeluarra izan daiteke, normalean gradu, bira edo zenbaketatan adierazita, edo lineala, milimetro, mikrometro edo beste luzera-unitate batzuetan adierazita.

Desplazamendua

Enkoder inkremental batean, desplazamendua mugimenduan zehar sortutako pultsuak zenbatuz lortzen da.

Abiadura

Abiadura pultsuen maiztasuna edo bi pultsu jarrairen artean igarotako denbora neurtuz zehazten da.

Mugimenduaren norabidea.

Norabidea elkarren artean desfasean dauden bi seinale alderatuz zehazten da, normalean A eta B kanalak deitzen direnak.

Azelerazioa

Azelerazioa denboran zehar abiaduraren aldaketatik kalkula daiteke. Ez da kodetzailearen irteera zuzena, kontrol-sistemak kalkulatutako balioa baizik.

Enkodetzaile birakaria eta enkodetzaile lineala

Kodetzaileak neurtu nahi duten mugimendu motaren arabera sailka daitezke.

Enkodetzaile birakaria

A errotazio-kodetzailea Ardatz baten biraketa neurtzen du. Neurtzeko elementua normalean ardatzari lotutako disko bat da, sektore edo pista kodetuetan banatuta.

Honako hau jakiteko aukera ematen dizu:

• Angelua biratu zen.
• Posizio angeluarra.
• Errotazio-abiadura.
• Biraketa-norabidea.
• Biraketa kopurua.

Motorretan, servomotorretan, engranaje-kaxetan, robotetan, CNC makinetan, igogailuetan eta kokapen-sistemetan kodetzaile mota ohikoena da.

Kodetzaile lineala

A kodetzaile lineala Elementu baten ibilbide zuzen batean zeharreko desplazamendua neurtzen du.

Disko baten ordez, erabili erregela bat, eskala optiko bat, zinta magnetiko bat edo eredu lineal bat. Irakurketa-burua eskala horren aldean mugitzen da, edo eskala buruarekiko mugitzen da.

Batez ere hauetan erabiltzen da:

• Makina-erremintak.
• Kokapen-mahaiak.
• Metrologia dimentsionaleko ekipoak.
• Zilindro linealak eta aktuadoreak.
• Ebaketa sistemak.
• Inprimagailuak eta makina grafikoak.
• Zehaztasun handiko kokapen aplikazioak.

Kodetzaile inkrementala: funtzionamendua eta seinaleak

A kodetzaile inkrementala Mugimendua gertatzen den heinean pultsuak sortzen ditu. Pultsu bakoitzak posizioaren gehikuntza jakin bat adierazten du, baina ez du berez posizio absolutu bat identifikatzen.

Posizioa kalkulatzeko, abiapuntu ezagun batetik bulkadak zenbatzen da.

Kodetzaile optiko inkremental batean, diskoak sektore gardenak eta opakoak ditu, modu uniformean banatuta. Argi-iturri bat diskoaren alde batean dago eta fotodetektagailu bat kontrako aldean.

Diskoa biratzen denean, sekuentzia hau gertatzen da:

1. Eremu garden batek argia detektagailura iristea ahalbidetzen du.
2. Eremu opako batek argi-izpia eteten du.
3. Fotodetektagailuak bi maila elektrikoren artean aldatzen du.
4. Elektronika-ek seinalea baldintzatzen dute.
5. Irteera pultsu-tren bat bihurtzen da.
6. Kontrolatzaileak pultsuak zenbatzen ditu desplazamendua kalkulatzeko.

Biraketa bakoitzeko sortutako pultsu kopurua kodetutako diskoaren bereizmenaren araberakoa da.

Kodetzaile inkremental baten A eta B kanalak

Seinale bakarreko kodetzaile batek pultsuak zenbatu ditzake, baina ezin du zuzenean mugimenduaren norabidea zehaztu. Pultsu mota bera sortzen da ardatza erlojuaren orratzen noranzkoan edo kontrako noranzkoan biratzen den kontuan hartu gabe.

Arazo hau konpontzeko, industria-kodetzaile inkremental gehienek bi seinale erabiltzen dituzte, izenekoak: A kanala eta B kanala.

Bi seinalek maiztasun bera dute, baina elektrikoki 90°-tan desfasean daude, hau da, ziklo laurden bat. Antolamendu horri koadratura.

Kontrolatzaileak norabidea zehazten du bi seinaleetatik zein aldatzen den lehenengo behatuz:

• A kanala B kanalaren aurretik mugitzen bada, ardatza norabide bakarrean biratzen da.
• B kanala A kanalaren aurretik mugitzen bada, ardatza kontrako noranzkoan biratzen da.

Sekuentzia bakoitzari esleitutako norabide espezifikoa muntaketa mekanikoaren, ardatza ikusten den aldearen eta kontrol sistemaren konfigurazioaren araberakoa izango da.

Bi seinale desfasatu erabiltzeak kontagailu bidirekzional bati pultsuak norabide batean batzea eta kentzea ahalbidetzen dio mugimenduak norabidea aldatzen duenean.

Z kanala, indizea edo erreferentzia

A eta B kanalez gain, kodetzaile inkremental askok hirugarren seinale bat barneratzen dute, hau izenekoa:

• Z kanala.
• Indizea.
• Zero momentua.
• Erreferentziazko pultsua.
• Markatzailearen pultsua.

Z kanalak normalean pultsu bakarra sortzen du bira bakoitzeko. Bere helburua erreferentzia angeluar errepikakorra ematea da.

Seinale hau honetarako erabiltzen da:

• Makinaren jatorriaren bilaketa egin.
• Sinkronizatu kontagailua.
• Ziurtatu iraultza bat amaitu dela.
• Zuzendu metatutako desbideratzeak.
• Ezarri erreferentzia mekanikoko posizio bat.

Z kanalak ez du kodetzaile inkrementala batere bihurtzen. Biraketa bakoitzeko behin bakarrik ematen du marka ezagun bat. Ardatzak marka horretara iritsi arte, sistemak ez daki bere erreferentzia posizioa.

Zer gertatzen da kodetzaile inkremental bat deskonektatzen bada?

Kodetzaile inkrementalak ez du posizioa berez gordetzen. Mugimenduari buruzko informazioa sortzen du, baina metatutako posizioa kanpotik lortzen da kontagailu bat erabiliz.

Energia-hornidura eteten bada eta kontrolatzaileak zenbatutako balioa galtzen badu, posizioa ezezagun bihurtzen da. Makina berrabiarazten denean, erreferentzia-eragiketa bat beharrezkoa izaten da normalean. etxeratzea.

Kokapen-errore bat ere gerta daiteke honako kasu hauetan:

• Bulkada bat galtzen da interferentziaren ondorioz.
• Disko optikoa kutsatuta dago.
• Kablean haustura bat dago.
• Irteerako maiztasunak kontagailuaren gaitasuna gainditzen du.
• Ardatza mugitzen da irakurketa-sistema deskonektatuta dagoen bitartean.

Sistema kritikoetan, memoria ez-lurrunkorra duten kontagailuak, babeskopiako elikatze-iturriak edo erreferentzia-errutina periodikoak erabil daitezke. Neurri hauek kontrol-sistemarenak dira eta ez dute neurketa inkrementala neurketa absolutu bihurtzen.

Kodetzaile absolutua: nola funtzionatzen duen

A kodetzaile absolutua Bere bidean dagoen posizio bakoitzerako balio bakarra ematen du.

Pultsu-segida bat sortu beharrean, ardatzaren edo erregelaren posizioa barne-erreferentzia bati dagokionez zuzenean adierazten duen hitz digital bat ematen du.

Kodetzaile optiko absolutu batean, diskoak hainbat pista zentrokide ditu. Pista bakoitzak bit bat adierazten du eta kode espezifiko baten arabera banatutako sektore gardenak eta opakoak ditu.

Fotodetektagailu multzo batek pista guztiak aldi berean irakurtzen ditu. Detektatutako egoeren konbinazioak hitz digital desberdin bat osatzen du posizio bakoitzerako.

Lanpostu eskuragarrien kopurua honela kalkulatzen da:

Non n kodetzailearen bit kopurua da.

Angelu-bereizmen teorikoa honela kalkula daiteke:

Adibidez, 12 biteko kodetzaile absolutu batek bira oso bat 4.096 posiziotan banatzen du:

Kodetzaile absolutu batek bere posizioa mantentzen al du energiarik gabe?

Kodetzaile absolutu batek ez ditu jatorri jakin batetik egindako mugimendu guztiak zenbatu behar bere posizioa zehazteko. Elikatzen denean, uneko posizioari dagokion kodea irakurtzen du eta berehala balio hori ematen du irteeran.

Horrek esan nahi du, deskonektatu bada ere, bere angelu-posizioa berreskura dezakeela berriro energia jasotzen duenean.

Hala ere, beharrezkoa da bira bakarreko eta bira anitzeko kodetzaile absolutuak bereiztea.

Bira bakarreko edo bira bakarreko kodetzaile absolutua

Kodetzaile absolutua. bira bakarreko biraketa baten barruko posizio zehatza zehazten du.

Adibidez, 12 biteko bira bakarreko kodetzaile batek 4.096 posizio bereiz ditzake 360°-ko barrutian, baina ez du adierazten zenbat bira oso eman diren.

Bira anitzeko edo bira anitzeko kodetzaile absolutua

Kodetzaile absolutua. bira anitzeko Biraketa baten barruko posizioa zehazten du eta egindako bira kopurua ere zenbatzen du.

Bira anitzeko erregistroa honela lor daiteke:

• Barneko engranajeak.
• Bateriadun neurgailu elektronikoak.
• Energia biltzeko sistemak.
• Bateriarik gabeko teknologia magnetikoak edo elektronikoak.

Bira anitzeko kodetzailea egokia da ardatzak hainbat bira eman ditzakeenean eta posizio orokorra mantendu behar denean, hala nola garabietan, igogailuetan, ardatzetan, balbuletan, robotetan eta biltegiratze sistema automatikoetan.

Zergatik erabiltzen dute kodetzaile absolutuek Gray kodea?

Bitar naturalean kodetutako disko absolutu batean, hainbat bit alda daitezke aldi berean posizio batetik hurrengora mugitzean.

Adibidez:

Trantsizio honetan, hiru bit aldatzen dira. Sentsoreak ez direnez une berean aldatzen, tarteko konbinazio oker bat lor daiteke segundo zati batean.

Berak Grey Code Horrek anbiguotasun hau murrizten du, bi posizio jarraien artean bit bakarra aldatzen baita.

Enkoder absolutu batean duen abantaila nagusia posizio hurbilen arteko trantsizioarekin lotutako erroreak murriztea da.

Gray kodea ez da, berez, transmisio-erroreak detektatzeko kode bat. Posizio-datuak kable industrial baten bidez transmititzeko, egiaztapen gehigarriak dituzten protokoloak erabil daitezke.

Kodetzaile inkrementalen eta absolutuen arteko aldea

Oinarrizko aldea kodetzaile bakoitzak ematen duen informazio motan datza.

Noiz aukeratu behar duzu kodetzaile inkremental bat?

Kodetzaile inkrementala irtenbide egokia da honako kasu hauetan:

• Erreferentziazko errutina bat eskuragarri dago.
• Abiadura neurtu behar da batez ere.
• Kostua faktore garrantzitsua da.
• Sistemak kontagailua kanpoan gorde dezake.
• Makina deskonektatuta dagoenean ez dago mugimendu arriskurik.

Noiz aukeratu behar duzu kodetzaile absolutu bat?

Kodetzaile absolutua hobesten da honako kasu hauetan:

• Posizioa hasi bezain laster jakin behar da.
• Ezinezkoa da iturri-bilaketa egitea.
• Ardatza mugitu daiteke ekipoa itzalita dagoen bitartean.
• Posizio oker batek kalteak eragin ditzake.
• Bira kopuru osoa jakin behar da.

Kodetzaile optiko batek nola funtzionatzen duen

Teknologia optikoa da bereizmen, zehaztasun eta errepikagarritasun ona behar denean gehien erabiltzen denetako bat.

Kodetzaile optiko bat normalean elementu hauek osatzen dute:

1. Ardatz edo elementu mugikorra.
2. Disko edo balantza kodetua.
3. Argi-iturri bat, normalean LED bat.
4. Sistema optiko bat edo kolimazio-lente bat.
5. Fotodetektagailu bat edo gehiago.
6. Egokitzapen zirkuitu bat.
7. Irteera-etapa edo komunikazio-interfazea.

Argi-iturria

Argi-iturriak kodetutako eredua argitzen du. LED bat erabiltzen da normalean bere tamaina txikiagatik, erantzun-denbora azkarragatik eta iraupen luzeagatik.

Sistemak lente bat barneratu dezake erradiazioa diskora bideratzeko eta izpi ondo definitua lortzeko.

Disko optikoa edo eskala

Kodetutako elementua honako hauetan fabrikatu daiteke:

• Beira.
• Metala.
• Material plastikoa.
• Film malgua.
• Zehaztasun araua.

Beira oso egonkorrak eta definitutako ereduak ahalbidetzen ditu, baina talkekiko sentikorragoa izan daiteke. Metalezko diskoek erresistentzia mekaniko handiagoa eskaintzen dute, nahiz eta haien fabrikazio-prozesuak eta lautasunak lor daitekeen bereizmena mugatu dezaketen.

Fotodetektagailua

Fotodetektagailuak jasotako argia seinale elektriko bihurtzen du. Fotodiodo bat, fototransistore bat edo fotomatriz bat erabil daiteke.

Jatorrizko detektagailuaren seinalea ez da beti perfektuki karratua izaten. Gutxi gorabehera forma sinusoidala izan dezake izpiaren tamainaren, zirrikitu-geometriaren eta sistema optikoaren erantzunaren ondorioz.

Barneko elektronikak seinalea anplifikatu, iragazi eta alderatzen du irteera-maila zuzen definituak lortzeko.

Elektronika egokitzeko

Kodetzaile elektronikoak funtzio hauek bete ditzake:

• Fotodetektagailuaren seinalearen anplifikazioa.
• Intentsitate-aldaketen konpentsazioa.
• Atalaseak erabiliz alderaketa.
• Uhin karratuen sorrera.
• Seinale sinusoidalen interpolazioa.
• Akatsen zuzenketa.
• Gray kodearen bihurketa.
• Kontrol-sistemarekin komunikazioa.

Kodetzaile optiko transmisiboa

Kodetzaile optiko transmisibo batean, argi-iturria eta detektagailua diskoaren kontrako aldeetan daude.

Eremu gardenek argia igarotzen uzten dute, eta eremu opakoek, berriz, blokeatzen dute. Konfigurazio ohikoa da zehaztasun handiko kodetzaile birakarietan.

Kodetzaile optiko islatzailea

Kodetzaile optiko islatzaile batean, argi-iturria eta detektagailua alde berean daude.

Diskoak edo eskalak eremu islatzaileak eta islatzen ez dutenak ditu. Islatutako argi kopurua posizioaren arabera aldatzen da, mugimendua detektatzeko aukera emanez.

Moiré ertzetan oinarritutako kodetzaile optikoak

Bereizmen handiko kodetzaile optikoek bi sare edo eskala gainjarri erabil ditzakete. Bata bestearekiko mugitzen denean, interferentzia-lerroak agertzen dira, honela ezagutzen direnak: Moiré marrak.

Eskalan aldaketa txiki batek behatutako marren mugimendu ikusgarriagoa sortzen du. Horri esker, desplazamendu oso txikiak detektatu daitezke eta ereduaren zatiketa fisikoen arteko posizioen interpolazioa egin daiteke.

Teknika hau kodetzaile lineal zein birakarietan aplika daiteke.

Kodetzaile optikoaren abantailak

• Bereizmen handia.
• Zehaztasun ona.
• Errepikagarritasun bikaina.
• Kontaktu mekanikorik eza.
• Histereesi baxua.
• Seinale gehigarriak edo absolutuak sortzeko gaitasuna.
• Interpolazio aukera.
• Abiadura handietan erantzun ona.

Kodetzaile optikoaren mugak

Neurketaren kalitatea honako hauek eragin dezakete:

• Hautsa.
• Olioa.
• Kea.
• Kondentsazioa.
• Barneko hezetasuna.
• Deslerrokatze optikoa.
• Bibrazioak edo inpaktuak.
• Diskoaren hondatzea.
• Tenperatura-aldaketa gehiegizkoak.
• Elementu optoelektronikoen degradazioa.

Muga hauek ez dute esan nahi kodetzaile optiko bat ezin dela industrian erabili. Industria-eredu modernoek karkasa zigilatuak, errodamenduak, optika babestuak, konpentsazio elektronikoa eta babes-maila egokiak dituzte.

Aukeraketa instalazio-ingurune errealaren arabera egin behar da.

Beste kodetzaile teknologiak

Teknologia optikoa ezagunenetakoa den arren, badira beste neurketa-printzipio batzuk ingurumen-baldintza edo eskakizun espezifikoetarako egokiak direnak.

Kodetzaile magnetikoa

A kodetzaile magnetikoa Iman bat, engranaje ferromagnetiko bat edo polo magnetiko txandakatuak dituen eraztun bat erabiltzen du.

Eremu magnetikoa honela detektatu daiteke:

• Hall efektuko sentsoreak.
• Magnetoresistentziazko sentsoreak.
• Sentsore magnetoerresistibo anisotropikoak.
• Tunel efektuko magnetoerresistentzia sentsoreak.
• Bobina induktiboak.
• Wiegand efektuko sentsoreak.

Eremuaren orientazioa edo intentsitatea aldatu egiten da ardatza biratzen den heinean. Elektronikak sortzen diren seinaleak prozesatzen ditu angelua kalkulatzeko edo pultsu inkrementalak sortzeko.

Bere abantaila nagusiak hauek dira:

• Hauts eta olioarekiko erresistentzia ona.
• Bibrazioarekiko tolerantzia.
• Eraikuntza trinkoa.
• Kontakturik gabeko funtzionamendua.
• Makina mugikorretara eta industria-inguruneetara egokitzea.

Bere mugen artean daude kanpoko eremu magnetikoen eragin posiblea, imanaren eta sentsorearen arteko distantzia kontrolatu beharra eta, diseinu batzuetan, kodetzaile optiko baliokide baten zehaztasun txikiagoa.

Kodetzaile induktibo

A kodetzaile induktibo Eremu elektromagnetiko bat sortzen du bobinak erabiliz. Eroale pieza edo eredu baten desplazamenduak akoplamendua, induktantzia edo korronte induzituak aldatzen ditu.

Elektronika-sistemak aldakuntza horiek neurtzen ditu eta posizioa zehazten du.

Bere ezaugarri nagusiak hauek dira:

• Kontakturik gabeko funtzionamendua.
• Zikinkeria, hezetasun eta bibrazioen aurkako erresistentzia ona.
• Elementu optikoen gabezia.
• Industria-aplikazio zorrotzetarako egokia.
• Egonkortasun mekaniko ona.

Ez da nahastu behar kodetzaile induktibo bat ebazle batekin, nahiz eta biek fenomeno elektromagnetikoak erabiltzen dituzten posizio angeluarra neurtzeko.

Kodetzaile kapazitiboa

A kodetzaile kapazitiboa Elektrodo finkoak eta mugikorrak ditu. Mugimenduak aldian-aldian aldatzen du haien arteko kapazitantzia elektrikoa.

Elektronika-sistemak aldakuntza horiek neurtzen ditu eta posizioa kalkulatzen du.

Bere ezaugarri nagusien artean daude:

• Kontsumo txikia.
• Eraikuntza trinkoa.
• Bereizmen ona.
• Eremu magnetikoekiko immunitatea.

Hezetasuna, distantzia-aldaketak, kutsadura dielektrikoa eta kapazitantzia parasitoak diseinu eta zigilatze egokiaren bidez kontrolatu behar dira.

Kodetzaile mekanikoa edo kontaktuzkoa

Kodetzaile mekaniko batean, eskuilak sektore eroale eta isolatzaileen gainetik mugitzen dira.

Bere abantaila nagusia da anplitude handiko seinale elektrikoak sor ditzakeela sistema optiko konplexu baten beharrik gabe.

Hala ere, muga nabarmenak ditu:

• Higadura mekanikoa.
• Kontaktuen errebotea.
• Abiadura muga.
• Bizi-iraupen laburragoa.
• Bibrazioengatik kontaktua galtzea posiblea da.

Horregatik, batez ere panel-kontroletan, hautatzaileetan eta abiadura txikiko aplikazioetan erabiltzen da, eta askoz gutxiago doitasun handiko kokapen industrialean.

Kodetzaileen teknologien konparaketa

Kodetzaile inkremental baten bereizmena

Enkoder inkremental birakarietan, bereizmena normalean honela adierazten da:

• PPR: biraketa bakoitzeko pultsuak.
• Itzuli bakoitzeko bulkada.
• Lerroak itzuli bakoitzeko.
• CPR: biraketa bakoitzeko kontuak.

Fabrikatzaileak erabilitako definizioa beti egiaztatu behar da, PPR eta CPR terminoak ez baitira modu berean erabiltzen katalogo guztietan.

A eta B seinaleak dituen kodetzaile batean, kontrolatzaileak zenbatu dezake:

• Ertz bat periodo bakoitzeko: ×1 deskodetzea.
• Bi ertz periodoko: ×2 deskodetzea.
• A eta B-ren lau alboak: ×4 deskodetzea.

Adibidez, 1.024 PPR kodetzaile batek 4.096 zenbaketa eman ditzake bira bakoitzeko A eta B seinalen lau ertzak irakurtzean.

Zenbaketa kopuruaren igoera ez da nahastu behar zehaztasunaren hobekuntzarekin. Bereizmen digitala eta zehaztasun mekanikoa zehaztapen desberdinak dira.

Bereizmena, zehaztasuna eta errepikagarritasuna

Kodetzaile bat hautatzerakoan ohikoenetako akatsetako bat bereizmen altuak automatikoki zehaztasun handia dakarrela pentsatzea da.

Ez dira kontzeptu baliokideak.

Bereizmena

Kodetzailearen irteerak adieraz dezakeen posizio-gehikuntza txikiena da.

Zehaztasuna

Kodetzaileak adierazitako posizioaren eta benetako posizioaren arteko hurbiltasuna da.

Errepikagarritasuna

Ardatza hainbat aldiz posizio zehatz batera itzultzen denean balio bera adierazteko kodetzaileak duen gaitasuna da.

Linealtasuna

Benetako posizioaren eta neurtutako posizioaren arteko erlazioa erantzun ideal batetik zenbateraino aldentzen den adierazten du.

Kodetzaile batek milioika zenbaketa eskain ditzake bira bakoitzeko, eta hala ere, zenbaketa baten tamaina baino handiagoak diren errore mekaniko, optiko edo elektronikoak erakuts ditzake.

Azken zehaztasuna honako hauek eragin dezakete:

• Diskoaren eszentrikotasuna.
• Ardatzaren jolasa.
• Errodamenduaren kalitatea.
• Kodetutako ereduaren errorea.
• Deslerrokatzea.
• Interpolazio errorea.
• Tenperatura.
• Akoplamenduaren malgutasuna.
• Muntaketa akatsak.

Nola kalkulatu abiadura kodetzaile batekin

Abiadura denbora-tarte batean pultsuak zenbatuz edo bi pultsu jarrairen arteko periodoa neurtuz kalkula daiteke.

Kodetzaile batek sortzen badu N biraketa bakoitzeko pultsuak eta maiztasuna neurtzen dira f, Abiadura honako hau erabiliz kalkula daiteke:

Adibidez, bira bakoitzeko 1.000 pultsu eta 20.000 Hz-ko irteera-maiztasuna duen kodetzaile batentzat:

×4 koadraturako deskodetzea erabiltzean, behar bezala definitu behar da N balioak pultsuak, periodoak edo zenbaketak adierazten dituen.

Abiadura handietan, beharrezkoa da egiaztatu behar izatea irteerako maiztasun maximoak ez duela PLCak, kontagailuak, unitateak edo servo kontrolagailuak baimendutako sarrerako maiztasuna gainditzen.

Irteerako seinaleak eta interfazeak

Kodetzailearen barne teknologia ez da nahastu behar bere interfaze elektrikoarekin.

Irakurketa-printzipio antzekoa duten bi kodetzaile optikok irteera guztiz desberdinak erabil ditzakete.

Kodetzaile inkrementalen irteerak

• Bultzatu-tira.
• HTL.
• TTL.
• RS-422 linea diferentzialaren kontrolatzailea.
• Biltzaile irekia.
• NPN.
• PNP.
• 1 Vpp-ren sinua eta kosinua.
• A, /A, B, /B, Z eta /Z seinale diferentzialak.

Seinale diferentzialak bereziki gomendagarriak dira kable luzeetan edo interferentziak dituzten inguruneetan, hargailuak bi eroaleei modu berean eragiten dien zarata baztertzea ahalbidetzen baitute.

Kodetzaile absolutuen interfazeak

• Irteera paraleloa.
• SSI.
• BiSS-C.
• CANopen.
• SAE J1939.
• IO-Link.
• EtherCAT.
• PROFINET.
• EtherNet/IP.
• Servomotor eta unitateetarako interfaze jabedunak.

Interfazea kontrolatzailearekin bateragarria izan behar da eta aplikazioaren dinamikarako eguneratze-abiadura nahikoa izan behar du.

Nola aukeratu kodetzaile bat

Hautaketa aplikazioaren behar mekaniko eta metrologikoekin hasi behar da, eta ez pultsu edo bit kopuruarekin bakarrik.

Mugimendu mota.

Zehaztu behar da ea neurtuko den:

• Mugimendu birakaria.
• Mugimendu lineala.
• Itzuli bakarra.
• Hainbat itzuli.
• Posizio erlatiboa.
• Posizio absolutua.

Beharrezko bereizmena

Bereizmena nahikoa izan behar da beharrezko kontrolerako. Zenbaketa kopurua bereizketarik gabe handitzeak irteerako maiztasuna eta sistemaren karga handitu ditzake benetako zehaztasuna hobetu gabe.

Zehaztasuna eta errepikagarritasuna

Posizionamendu sistemetan, fabrikatzaileak zehaztutako zehaztasuna egiaztatu behar da, batez ere murrizketa mekanikoak, engranajeak edo ardatzak tartean direnean.

Abiadura maximoa

Beharrezkoa da egiaztatzea:

• Kodetzailearen abiadura mekaniko maximoa.
• Irteerako maiztasun maximoa.
• Kontagailuaren edukiera.
• PLCaren ziklo-denbora.
• Komunikazio-busaren abiadura.

Ardatz mota

Formatu mekaniko nagusiak hauek dira:

• Ardatz solidoa.
• Ardatz hutsa.
• Ardatz hutsa zeharkatzen duena.
• Ardatz huts itsua.
• Errodamendurik gabeko kodetzailea.
• Kodetzaile modularra.
• Motorrean integratzeko kodetzaile-kit-a.

Ardatzean kargak

Ez dira gainditu behar baimendutako karga erradial eta axialak. Akoplamendu malgua normalean erabiltzen da deslerrokatze txikiak konpentsatzeko, errodamenduei gehiegizko tentsioa transmititu gabe.

Ingurumen-baldintzak

Honako hauek kontuan hartu behar dira:

• Laneko tenperatura.
• Hautsaren presentzia.
• Ura eta hezetasuna.
• Olioa.
• Produktu kimikoak.
• Kondentsazioa.
• Bibrazioa.
• Talkak.
• Eremu magnetikoak.
• Leherketa arriskua.
• IP babes-maila.

Energia-iturria eta irteera-seinalea

Kodetzailea konektatu aurretik, honako hauek egiaztatu behar dira:

• Hornidura-tentsioa.
• Kontsumoa.
• Irteera mota.
• Maila logikoa.
• Hari kopurua.
• Kablearen gehienezko luzera.
• Amaierako erresistentzien beharra.
• Maiztasun maximoa.
• Hartzaileen bateragarritasuna.

Zergatik hondatzen edo huts egiten du kodetzaile bat?

Kodetzaile batek huts egin dezake arrazoi mekaniko, elektriko edo ingurumen-arrazoiengatik.

Ardatzaren deslerrokadura

Gehiegizko deslerrokatzeak aldizkako kargak ezartzen dizkie errodamenduei eta bibrazioa, higadura eta zehaztasun galera eragin ditzake.

Akoplamendu okerra

Akoplamendu zurrunegi batek lerrokatze-erroreak, hedapenak eta desplazamendu axialak transmititzen dizkio kodetzaileari.

Gehiegizko karga erradial edo axialak

Kodetzailearen ardatza ez da erabili behar egitura-elementu gisa, ezta baimendutako mugak gainditzen dituzten uhalen, engranajeen edo esfortzuen menpe ere.

Abiadura gehiegizkoa

Gehienezko abiadura mekanikoa gainditzeak errodamenduak kaltetu ditzake. Baliteke kodetzailea behar bezala funtzionatzea, baina kontrolatzaileak sortutako maiztasuna prozesatu ezin izatea.

Dieta desegokia.

Gehiegizko tentsio batek, polaritate alderantzikatzeak edo irteeren konexio okerrak barne elektronika kaltetu dezake.

Interferentzia elektromagnetikoa

Motorren, kontaktuen edo unitateen ondoan instalatutako kodetzaile-kableek interferentziak jaso ditzakete.

Horiek murrizteko, komenigarria da erabiltzea:

• Seinale diferentzialak.
• Kable babestua.
• Bikote bihurrituak.
• Energia-kableetatik bereiztea.
• Lurreratze egokia.
• Fabrikatzaileak gomendatutako akaberak.

Kutsadura

Kodetzaile optiko batean, hautsak, olioak edo kondentsazioan jasotako argia murriztu daiteke eta pultsu distortsionatuak edo irakurketa-galerak eragin.

Uraren sarrera

IP balorazio eskasa, gaizki instalatutako kable-guruin batek edo zigilatu gabeko konektore batek hezetasuna sartzea eragin dezake.

Kolpeak eta bibrazioak

Talkek errodamenduak, beirazko diskoa, elementu magnetikoak edo irakurketa-sistemak kaltetu ditzakete.

Kodetzaileen aplikazioak

Kodetzaileak sistema batek mugimendu fisikoa kontrol-seinale batekin erlazionatu behar duenean erabiltzen dira.

Aplikazio ohiko batzuk hauek dira:

• Servomotorren posizio-kontrola.
• Motor elektrikoen feedbacka.
• CNC makinak.
• Industria-robotak.
• Indexazio taulak.
• Igogailuak eta zama-igogailuak.
• Garabiak eta gaineko garabiak.
• Haize-errotak.
• Antenak eta teleskopioak.
• Balbula motorizatuak.
• Biltegiratze sistema automatikoak.
• AGVak eta robot mugikorrak.
• Inprimatzeko makineria.
• Ontziratzeko makinak.
• Ebaketa eta luzera neurtzeko sistemak.
• Ekipamendu medikoa.
• Proba-mahaiak.
• Metrologia dimentsionala.
• Garraio-zintaren abiaduraren kontrola.
• Ardatz elektronikoen sinkronizazioa.

Kodetzaileei buruzko maiz egiten diren galderak

Zer da kodetzaile bat eta zertarako erabiltzen da?

Kodetzailea mugimendu lineala edo birakaria seinale elektriko bihurtzen duen sentsore bat da. Makina baten posizioa, desplazamendua, abiadura eta mugimenduaren norabidea zehazteko erabiltzen da.

Zer neurtzen du kodetzaile batek?

Kodetzaile batek zuzenean neurtzen du posizioa edo desplazamendua. Bere seinaletik abiatuta, abiadura, mugimenduaren norabidea eta azelerazioa ere kalkula daitezke.

Zein da kodetzaile baten eta hurbiltasun-sentsore baten arteko aldea?

Hurbiltasun-sentsore batek normalean objektu baten presentzia edo absentzia detektatzen du puntu batean. Kodetzaile batek etengabeko informazioa sortzen du ibilbide batean zeharreko mugimenduari edo posizioari buruz.

Zein da kodetzaile inkremental baten eta kodetzaile absolutu baten arteko aldea?

Kodetzaile inkrementalak erreferentzia puntu batetik zenbatu behar diren pultsuak sortzen ditu. Kodetzaile absolutuak uneko posizioari dagokion kode bat zuzenean igortzen du.

Zer esan nahi dute A, B eta Z zeinuek?

A eta B desplazamendua zenbatzeko eta norabidea zehazteko erabiltzen diren bi koadratura-seinale dira. Z erreferentzia-pultsu bat da, normalean bira bakoitzeko behin agertzen dena.

Zein da hobea, kodetzaile optikoa ala magnetikoa?

Aplikazioaren araberakoa da. Kodetzaile optikoak normalean bereizmen eta zehaztasun handia behar denean aukeratzen dira. Kodetzaile magnetikoak bereziki egokiak dira hautsa, olioa, hezetasuna edo bibrazioak daudenean. Azken kalitatea diseinu espezifikoaren araberakoa da, ez bakarrik teknologiaren araberakoa.

Zer esan nahi du kodetzaile batek 1.024 PPR izateak?

Horrek esan nahi du normalean 1.024 seinale-periodo sortzen dituela bira bakoitzeko kanal bakoitzean. A eta B-ren lau ertzak zenbatuz gero, 4.096 zenbaketa lortzen dira bira bakoitzeko. Egiaztatu beti fabrikatzaileak erabilitako nomenklatura.

Kodetzaile absolutu batek hasierako mugimendua egin behar al du?

Normalean, ez duzu kodetzailea erreferentziatzat hartu behar bere posizioa tarte absolutuan zehazteko. Hala ere, makinak hasierako kalibrazioa behar izan dezake kodetzailearen balioa sistemaren zero mekanikoarekin erlazionatzeko.

Kodetzaile bat erabil al daiteke abiadura neurtzeko?

Bai. Abiadura pultsuen maiztasunetik edo haien artean igarotako denboratik lortzen da.

Enkoder inkremental batek bere posizioa galtzen al du deskonektatzean?

Kodetzailea fisikoki posizio berean mantentzen da, baina sistemak kontagailuak metatutako balioa gal dezake. Hori dela eta, erreferentzia-bilaketa bat beharrezkoa izan ohi da abiaraztean.

Ondorioa

Kodetzailea posizio-transduktore bat da, desplazamendu lineal edo angeluar bat kontrol-sistema batek erabil dezakeen seinale elektriko bihurtzen duena.

Batean kodetzaile inkrementala, Mugimenduak erreferentzia puntu batetik zenbatu behar diren bulkadak sortzen ditu. A eta B kanalek mugimenduaren norabidea zehazteko aukera ematen dute, eta Z kanalak erreferentzia marka bat ematen du, normalean bira bakoitzeko behin.

Batean kodetzaile absolutua, Posizio bakoitzari balio digital bakar bat lotzen zaio. Horri esker, posizioa zuzenean berreskura daiteke gailua konektatzean, aurreko mugimendu guztiak zenbatuz berreraiki beharrik gabe.

Teknologia optikoa bereizmenagatik, zehaztasunagatik eta errepikagarritasunagatik da nabarmena, nahiz eta kutsaduraren, hezetasunaren eta bibrazioen aurkako babes egokia behar duen. Teknologia magnetiko, induktibo eta kapazitiboek alternatiba bereziki interesgarriak eskaintzen dituzte ingurumen-baldintzak zorrotzagoak direnean.

Enkoder bat behar bezala aukeratzerakoan, kontuan hartu behar dira bereizmena, zehaztasuna, abiadura, interfaze elektrikoa, muntaketa mekanikoa eta benetako funtzionamendu-baldintzak.