انکودر

تنتاش

تعمیرات انواع انکودرهای خطی و چرخشی با پیشرفته ترین تجهیزات آزمایشگاهی و پرسنل مجرب در شرکت تنتاش

انکودر چیست؟

معنی لغوی کلمه انکودر (Encoder)، رمز گذار می باشد. در بخش صنعت ما از انکودر به عنوان یک تجهیز الکترومکانیکی یاد می کنیم که حرکت یک جسم ( خطی یا چرخشی) را به یک کد دیجیتال و یا آنالوگ تبدیل می کند.

در صنعت، سیگنال های خروجی انکودر به ورودی درایو ها رفته تا درایوها با استفاده از این سیگنال بتوانند از موقعیت ، سرعت و جهت حرکت شفت موتور با خبر شوند تا تصمیم های لازم جهت ادامه کار بگیرند.

انکودر ها به طور کلی به سه نوع تقسیم می شوند.

1-انکودر نوری:

دقیق ترین و البته حساس ترین نوع انکودر محسوب می شود. در جاهایی که دقت بالا در موقعیت شفت بسیار مهم است از این نوع انکودر استفاده می شود. زمانی که می خواهید از این نوع انکودر استفاده کنید می بایستی از حفاظت محیطی خاصی بهره ببرید چون این نوع انکودر به شدت به گرد و خاک ، غبار، بخارات آب و صابون حساس بوده و کارایی خود را از دست داده و در بعضی مواقع حتی باعث سوختن فرستنده و گیرنده نوری می شود.

هرچه تعداد خطوط روی شیشه انکودر بیشتر باشد دقت انکودر افزایش می یابد.

2- انکودر مغناطیسی

این انکودر بر اساس میدان و شارمغناطیسی عمل می کند .عمدتا یک آهنربا به شفت موتور متصل می شود که با چرخش موتور آهنربا می چرخد، بر روی برد یک سنسور اثر هال نصب است که رلوکتانس مغناطیسی خوانده می شود. از مزایای انکودر مغناطیسی نداشتن اصطکاک و در نتیجه طول عمر بالا می باشد قابلیت استفاده در شرایط نامناسب و به دمای محیط وابسته نمی باشند.. این انکودر نسبت به انکودرهای نوری دقت پایین تری دارند و در جاهایی که دقت بالا نیاز هست توصیه نمی شود.

با توجه به شکل زیر اجزاء تشکیل دهنده یک انکودر مغناطیسی عبارتند از:

1-    موتور

2-    ترمینال موتور

3-    شفت

4-    شیلد مغنطیسی

5-    صفحه مغناطیسی

6-    Ic که سیگنال آنالوگ به یکی از 10 رنج قابل برنامه ریزی و نمایش تبدیل می کند

7-    سنسور موقعیت مغناطیسی

3- انکودر خازنی

اساس کار انکودرهای خازنی تشخیص تغییرات خازنی با استفاره از فرکانس بالا می باشد. دارای سه بخش اصلی است که عبارتند از :

• فرستنده ثابت
• روتور
• گیرنده ثابت

البته می تواند دو بخشی باشد یک بخش روتور و بخش دیگر ترکیب فرستنده و گیرنده.

فرستنده یک سیگنال فرکانس بالا ارسال می کند که بعد از برخورد با صفحه روتور مدوله شده و سپس از آن عبور کرده و به گیرنده می رسد گیرنده با پردازش اطلاعات دریافتی جهت حرکت و موقعیت را تعیین می کند.

انکودر‌های خازنی نسبت به دو مدل قبلی در دنیای صنعت تازه وارد محسوب می‌شوند. انکودر‌های خازنی از نظر نیرومندی مانند مدل‌های مغناطیسی هستند ولی قدرت تفکیک‌پذیری انکودر‌های نوری از انکودرهای خازنی بالاتر است.

انکودر ها از لحاظ ساختمان

• انکودر خطی (linear encoder)

به این نوع انکودر به اصطلاح خط کش گویند. اساس کار این نوع به این ترتیب می باشد که بر روی یک شیشه مدرج شده ( بسته به نوع دقت انکودر) یک فرستنده و گیرنده وجود دارد که با حرکت بیرونی این فرستنده و گیرنده حرکت می کنند و در طول حرکت پالس ها را خوانده و به دیکودر (درایو) ارسال می کنند. با استفاده از این پالس ها سرعت و موقعیت ابزار مشخص می گردد.

• انکودر چرخشی (rotary encoder)

این نوع انکودر در پشت موتور  توسط کوپلینگ و یا به روش شیم فید بر روی شفت نصب می شود.

شفت انکودر به شیشه مدرج متصل است و با چرخش شافت انکودر(موتور) صفحه مدرج شروع به چرخش می کند. در دو سمت صفحه دو  فرستنده و گیرنده  ثابت وجود دارد که با حرکت صفحه شیشه ای مدرج  پالس تولید می شود. هرچه تعداد این خطوط بر روی این صفحه بیشتر باشد دقت آن نیز بیشتر است. به طور مثال انکودر 36000 پالس در هر دور خود 36000 پالس تولید می کند که از دقت بسیار بالایی برخوردار است.

           انکودر ها از لحاظ عملکرد به دو دسته تقسیم می شوند.

• انکودر افزایشی (incremental encoder)
• انکودر مطلق (absolute encoder)

انکودر های افزایشی

بر روی شیشه این نوع انکودر فقط ردیف مدرج وجود دارد به همین دلیل این نوع انکودر با یک فرستنده و گیرنده قادر به تشخیص جهت حرکت نمی باشند بنابراین نیاز است که از دو جفت سنسور فرستنده و گیرنده استفاده شود. با وجود استفاده از دو جفت سنسور فرستنده و گیرنده حالاتی به وجود می آید که هر دو سنسور گیرنده خروجی صفر می دهند در این حالت باز قادر به تشخیص حرکت نمی باشیم برای این منظور از سنسور سومی استفاده می شود که به سنسور رفرنس معروف است این سنسور در هر دور کامل تنها یک پالس ایجاد می کند.

این نوع انکودر در مجموع 6 سیگنال خروجی ارسال می کنند.که عبارتند از :

انکودر های مطلق

انکودر های افزایشی مشکلات مختلفی دارند ولی عمده ی این مشکلات ذخیره نشدن اطلاعات و در نتیجه عدم دانستن موقعیت خود می باشد فرض کنید یک دستگاه CNC در حال کار یک دفعه به هر دلیلی از کار می افتد در انکودر های افزایشی به دلیل ثبت نشدن اطلاعات موقعیت مکانی این دستگاه از بین می رود و مجددا نیاز به تعریف رفرنس می باشد. این در حالی است که انکودر های مطلق اطلاعات را در خود ذخیره کرده و در هر لحظه حتی شروع مجدد اطلاعات مکانی خود را گزارش می دهد علت امر به این شرح است.

با توجه به شکل زیر صفحه شیشه ای مدرج از دوایر محیطی مختلفی تشکیل شده است به نحوی که در هر موقعیتی که باشد یک پالس مشخص می فرستد برخلاف مدل های افزایشی که تمام پالس ها شبیه به هم بوده و فقط با توجه به فرکانس و پهنای پالس اطلاعات لازم را استخراج می کردند. تعداد فرستنده و گیرنده در این نوع انکودر بسته به تعداد دوایر محیطی مندرج بر روی شیشه دارند به طور مثال شکل زیر از 8 دایره مندرج تشکیل شده است بنابراین 8 جفت فرستنده و گیرنده دارد.