Door Daniel Rellstab | Product Manager bij SMC Zwitserland
JULI 2024
Bij het bespreken van elektrische actuatoren gaat het inderdaad om besturing, meer specifiek om precieze bewegingsbesturing. De rol van een encoder is cruciaal, omdat deze de startpositie of het nulpunt van de elektrische actuator onthoudt en locatiefeedback geeft aan de aandrijving, waarmee de besturingslus wordt gesloten. Zonder een encoder zou de motor wel kunnen bewegen, maar zonder te weten waar hij is en waar hij naartoe moet. Dus, welke encoder moet je kiezen voor zo'n belangrijke bewegingsbesturingsfunctie: incrementeel of absoluut?
Horlogeprecisie
De nieuwste batterijloze absolute encoders maken gebruik van een combinatie van drie verschillende tandwielen, vergelijkbaar met een horloge met seconden-, minuten- en uurwijzers. Dit ontwerp maakt het mogelijk om meerdere omwentelingen te maken en telkens nieuwe metingen te verkrijgen. Voorheen bestond dit type encoder uit een enkele absolute waarde-schijf die door een batterij werd ondersteund om elke omwenteling te tellen.
Als we verdergaan met de horlogemetaforen, dan is een incrementele encoder als een opwindklok. Zodra de opgeslagen energie op is, moet je de juiste tijd opnieuw instellen en de klok weer opwinden.
Stapsgewijze aanpak
Een incrementele encoder is de meest economische optie. Na het uitvoeren van de referentieloop kunnen gebruikers vertrouwen op nauwkeurige positiebepaling, maar alleen zolang er stroom is. Bij een stroomuitval moet de referentieloop opnieuw worden uitgevoerd. In sommige kritieke toepassingen is er geen ruimte voor deze mogelijkheid, vooral gezien de tijd die nodig is om de homingroutine uit te voeren en terug te keren naar de nulpositie.
De keuze tussen absolute en incrementele encoders voor een elektrische actuator hangt dus af van je specifieke toepassing.
SMC´s stappenmotor controller – JXC#1 Serie
Positief bekeken kan een incrementele encoder bijna eindeloos in dezelfde richting draaien, waardoor hij ideaal is voor draaitafels die continu moeten draaien. Daarnaast zijn ze ook goed geschikt voor miniatuuraandrijvingen waar de beschikbare ruimte beperkt is.
Voordelen benadrukken
Het opvallende voordeel van een absolute encoder is dat het de noodzaak wegneemt om terug te keren naar een referentie- of thuispositie bij stroomuitval. In dergelijke gevallen weet de controller waar de elektrische actuator zich bevindt, en kan deze direct verdergaan met de positionering. Er gaat geen tijd verloren met het uitvoeren van referentie- of homingroutines om elke as opnieuw te starten. De assen hervatten gewoon hun positie vanaf het punt waar ze stopten op het moment dat de stroom uitviel.
Er zijn nog meer voordelen. Zo kunnen mogelijke botsingen worden vermeden die anders zouden leiden tot kostbare reparaties en stilstand. Zonder de noodzaak voor homing vermijden gebruikers van absolute encoders ook eventuele fouten die tijdens dit proces kunnen optreden, wat de behoefte aan verdere referentieacties overbodig maakt.
Vooruitgang boeken
Het nadeel van een conventionele absolute encoder is de batterij. De opgeslagen energie raakt op, en het vervangen van batterijen vereist zorgvuldige planning om onverwachte stilstand te voorkomen. Deze vervangingen brengen tijd- en kostenimplicaties met zich mee. Ook moeten we rekening houden met de milieugevolgen van het weggooien van batterijen.
SMC´s Just easy electrische actuator, geïntegreerde controller, slede-type – EQFS#H Serie
Een batterijloze absolute encoder biedt een duidelijke vooruitgang voor de overgrote meerderheid van toepassingen met elektrische actuatoren. Ja, er zijn enkele nadelen zichtbaar in specifieke gevallen. Bijvoorbeeld, er is een limiet aan het aantal omwentelingen, wat ze ongeschikt maakt voor toepassingen waarbij een draaitafel eindeloos in dezelfde richting moet draaien. Bovendien zijn batterijloze encoders gevoelig voor externe magnetische velden die door nabijgelegen machineonderdelen worden veroorzaakt. Deze ongewenste invloed kan de positioneringsfeedback verstoren. De oplossing is echter eenvoudig: een kleine afstand creëren, mits er genoeg ruimte is.
Wees absoluut duidelijk
De relatie tussen kosten en de voordelen van incrementele en absolute encoders wijst op de laatste als de optimale oplossing voor de meeste elektrische actuator toepassingen. Natuurlijk zijn er enkele kleine nadelen aan absolute encoders, zoals een klein prijsverschil, iets grotere afmetingen en de mogelijkheid van interferentie door magnetische velden (gemakkelijk op te lossen). De voordelen, zoals het geheugen voor de locatie bij een stroomuitval (zonder de noodzaak van een batterij), wegen echter ruimschoots op tegen deze kleine nadelen.
Voor dit of elk ander vraagstuk met betrekking tot elektrische actuatie, neem contact op met ons team van ervaren technische experts bij SMC.
