Enkodery inkrementalne a linkowe – porównanie rozwiązań

Enkodery odgrywają istotną rolę w automatyce przemysłowej. Pozwalają precyzyjnie określić położenie poszczególnych elementów maszyny, ich prędkości, kąty obrotu, przyspieszenia oraz kierunki ruchu. Ponadto są w stanie dokładnie zmierzyć odległość pomiędzy poszczególnymi podzespołami. W nowoczesnych maszynach stanowią podstawowy element układu automatyki, odpowiedzialny za przesyłanie kluczowych danych diagnostycznych i serwisowych. Umożliwia to rzetelną ocenę żywotności danego sprzętu. Niezależnie od typu, każdy enkoder konwertuje ruch mechaniczny na sygnał elektryczny.

Do czego służą enkodery inkrementalne?

Enkodery różnią się między sobą rodzajem ruchu, który jest odpowiedzialny za generowanie sygnałów. Na rynku dostępne są modele linkowe oraz obrotowe (powszechniej używane). Enkoder inkrementalny generuje elektryczne impulsy ściśle powiązane z ruchem obrotowym napędu, do którego został przymocowany. Składa się z wałka, na którym zamontowano specjalną tarczę kodową oraz dwóch, maksymalnie oddalonych od siebie łożysk. Enkoder tego typu jest także wyposażony w układ elektroniczny oraz skanujący. Sprawniejsze modele enkoderów inkrementalnych wykorzystują z kolei rozwiązanie zwane F-technologią, bazujące na niklowej tarczy kodowej. W ten sposób zapewniona jest podwyższona odporność na wibracje i wstrząsy oraz poprawiona powtarzalność pomiaru. Oczywiście ostatnia kwestia w dużej mierze uzależniona jest od jakości wykonania inkrementów na tarczy kodowej.

Każdy obrót enkodera inkrementalnego generuje określoną liczbę impulsów. Wszelkie informacje o aktualnym położeniu lub przesunięciu układu wykonawczego uzyskujemy po zliczeniu tych impulsów. Warto podkreślić, że moduł tego typu nie zapamiętuje położenia w przypadku braku napięcia. Po ponownym uruchomieniu urządzenia zaczyna je naliczać od nowa. Wysokiej jakości enkoder inkrementalny cechuje się dużą rozdzielczością, co umożliwia rzetelny pomiar nawet w przypadku małych przesunięć kątowych. Enkodery obrotowe, a więc także modele inkrementalne, mają jedną znaczącą wadę – zużycie maszyny przekłada się na stopniowo pogarszającą się precyzję pomiaru.

W jakich przypadkach niezbędne będą enkodery linkowe?

Enkodery linkowe wykorzystuje się do pomiaru pozycji liniowej. Jeżeli chodzi o zastosowane technologie pomiaru oraz sposób przetwarzania uzyskanych wielkości na sygnały elektryczne, moduły te pracują podobnie jak modele obrotowe. Jedyną różnicą jest fakt mierzenia przesunięcia linkowego zamiast obrotu. Enkodery linkowe są wyposażone w liniał z podziałką kreskową, a podczas ruchu zmienia się położenie kresek. Właśnie ta zmiana jest odczytywana przez enkoder. Niestety nie w każdym urządzeniu możliwe jest zainstalowanie takiego enkodera. W takim wypadku jedynym rozwiązaniem jest zastosowanie przetwornika liniowego. Jest to rodzaj urządzenia pomiarowego, łączącego cechy enkodera obrotowego wraz z mechanizmem zwijania stalowej linki (to właśnie jej przesuw wywołuje ruch obrotowy).

Enkoder inkrementalny i linkowy to dwa zupełnie różne czujniki ruchu. Jeżeli niezbędny jest precyzyjny pomiar ruchu obrotowego w danej maszynie, odpowiednie będą modele inkrementalne. Natomiast enkoder linkowy przyda się przy określaniu zmiany pozycji linkowej, gdy instalacja zwykłego enkodera linkowego nie jest możliwa. Z uwagi na zwiększające się znaczenie enkoderów w automatyce przemysłowej, należy przykładać dużą wagę do wyboru właściwych modeli. Zapewne pozwoli to znacznie skuteczniej monitorować stan maszyn przemysłowych (szybciej wykrywać usterki i podejmować próby naprawy).