Daniel Rellstab | Menedżer produktu w SMC Szwajcaria
LIPIEC 2024
Kiedy rozmawiamy o napędach elektrycznych, w istocie mówimy o kontroli, precyzyjnej kontroli ruchu. Rola enkodera jest kluczowa, ponieważ zapamiętuje on pozycję początkową lub punkt odniesienia napędu elektrycznego i dostarcza informacje zwrotne o lokalizacji do napędu, zamykając w ten sposób pętlę sterowania. Bez enkodera silnik zacząłby się poruszać, ale nie wiedziałby, gdzie się znajduje i dokąd zmierza. Który typ enkodera wybrać dla tak ważnej funkcji sterowania ruchem: inkrementalny czy absolutny?
Precyzja jak w zegarku
Najnowsze bezbateryjne enkodery absolutne wykorzystują kombinację trzech różnych tarcz zębatych, jak w zegarku z licznikami sekund, minut i godzin. Taka konstrukcja umożliwia wykonywanie wielu obrotów i konsekwentne uzyskiwanie nowych obrazów. Poprzednio ten typ enkodera składał się z pojedynczego dysku wartości bezwzględnej podtrzymywanego przez baterię do zliczania każdego obrotu.
Kontynuując metaforę zegarka, enkoder inkrementalny jest jak nakręcany zegar. Po wyczerpaniu zmagazynowanej energii należy zresetować prawidłowy czas i ponownie go nakręcić.
Wybór pomiędzy enkoderem absolutnym a inkrementalnym dla napędu elektrycznego zależy od konkretnego zastosowania.
Podejście krok po kroku
Enkoder inkrementalny jest najbardziej ekonomiczną opcją. Po wykonaniu przebiegu referencyjnego użytkownicy mogą polegać na precyzyjnej kontroli położenia, ale tylko tak długo, jak długo dostępne jest zasilanie. W przypadku awarii zasilania konieczne jest ponowne wykonanie przebiegu referencyjnego. W niektórych krytycznych zastosowaniach nie ma marginesu na taką możliwość, zwłaszcza biorąc pod uwagę czas wymagany do ustalenia procedury bazowania i powrotu do pozycji odniesienia.
Sterownik silnika krokowego SMC – Seria JXC#1
Z drugiej strony, enkoder inkrementalny może obracać się niemal bez końca w tym samym kierunku, dzięki czemu idealnie nadaje się do stołów indeksowych, które muszą obracać się w sposób ciągły. Są one również dobrym rozwiązaniem dla miniaturowych napędów, gdzie przestrzeń jest na wagę złota.
Pozycja referencyjna jako korzyść
Istotną zaletą enkodera absolutnego jest to, że ogranicza on potrzebę powrotu do punktu odniesienia lub pozycji wyjściowej w przypadku utraty zasilania. W takich przypadkach sterownik zna położenie napędu elektrycznego i może natychmiast kontynuować pozycjonowanie. Nie trzeba tracić czasu na wykonywanie procedur odniesienia lub bazowania w celu ponownego uruchomienia każdej osi. Osie po prostu wznawiają pracę od punktu, w którym zatrzymały się w momencie utraty zasilania.
Jest też kilka innych korzyści. Na przykład, można uniknąć ewentualnych kolizji, które w przeciwnym razie skutkowałyby kosztownymi naprawami i przestojami. Bez potrzeby naprowadzania, użytkownicy enkoderów absolutnych unikają również wszelkich potencjalnych błędów, które mogą wystąpić podczas tego procesu, negując potrzebę dalszego odniesienia.
Dążenie do postępu
Wadą konwencjonalnego enkodera absolutnego jest jego bateria. Zgromadzona energia wyczerpuje się, a wymiana baterii wymaga starannego planowania, aby uniknąć nieoczekiwanych przestojów. Zmiany te mają wpływ na czas i koszty. Musimy również wziąć pod uwagę środowiskowe konsekwencje utylizacji baterii.
Napęd elektryczny SMC "Just easy", zintegrowany sterownik, wrsja stolika przesuwnego – Seria EQFS#H
Enkoder absolutny niewymagający baterii stanowi wyraźne rozwiązanie w zdecydowanej większości zastosowań napędów elektrycznych. Tak, pewne wady są widoczne w kilku konkretnych przypadkach użycia. Na przykład, istnieje ograniczenie liczby możliwych do osiągnięcia obrotów, co czyni je nieodpowiednimi w zastosowaniach, w których stół indeksowy musi obracać się w nieskończoność w tym samym kierunku. Enkodery bezbateryjne są również wrażliwe na zewnętrzne pola magnetyczne wytwarzane przez inne komponenty maszyny znajdujące się w pobliżu. Ten niepożądany wpływ może wpływać na sprzężenie zwrotne pozycjonowania. Istnieje jednak proste rozwiązanie, które polega na zapewnieniu niewielkiej odległości separacji, zakładając, że pozwala na to przestrzeń.
Bądź absolutnie pewien
Zależność między kosztem a korzyściami dostępnymi z enkoderów inkrementalnych czy absolutnych wskazuje na te drugie jako optymalne rozwiązanie dla większości zastosowań napędów elektrycznych. Oczywiście istnieją pewne niewielkie wady enkoderów absolutnych, które obejmują niewielką różnicę w kosztach, nieco większe wymiary i potencjalne zakłócenia pola magnetycznego (łatwe do naprawienia). Jednak korzyści, takie jak pamięć lokalizacji w przypadku awarii zasilania (bez konieczności stosowania baterii), znacznie przewyższają te drobne wady.
W przypadku tego lub innego wymagania związanego z napędem elektrycznym skontaktuj się z naszym zespołem doświadczonych ekspertów inżynieryjnych w SMC.
