Энкодеры используют для точного определения угла поворота вращающегося устройства — редуктора или вала двигателя. Они фиксируют необходимые показания и формируют электрический сигнал, который передают на привод или устройство индикации.
С помощью энкодера измеряют направление вращения объекта, его скорость и положение относительно нулевой метки. В статье рассмотрим основные виды энкодеров и сделаем обзор популярных моделей датчиков SICK.
Для чего предназначен датчик угла поворота?
Энкодеры предназначены для решения различных задач в промышленности: металлургии, машиностроении, энергетике, химическом производстве, а также в печатном деле и складском хранении. С помощью датчиков можно управлять и настраивать оборудование, а также контролировать автоматизированные процессы.
Их устанавливают на:
- приводы кранового, лифтового и конвейерного оборудования;
- дерево- и металлообрабатывающие станки;
- устройства упаковки и дозирования;
- буровые и строительные установки;
- машины для производства бумажных и картонных материалов.
Также активно применяют энкодеры в робототехнике. Они позволяют автоматизированным машинам и системам знать положение своих движущихся частей в любой отрезок времени, чтобы обеспечивать высокую точность движений.
Виды энкодеров по способу выдачи информации
В зависимости от конструкции и формы выдаваемого сигнала, различают абсолютные и инкрементальные энкодеры.
Абсолютные энкодеры
Отличительной особенностью абсолютных энкодеров является то, что информация с выходов датчиков представлена в виде уникального кода. Отдельному угловому значению присваивается свой набор цифр. Это позволяет выдавать данные о реальном положении объекта без калибровки и поиска нулевой метки.
Исходя из области применения энкодеры подразделяют на однооборотные и многооборотные. Первые применяют для измерения и определения угла поворота вала, вторые — для линейных измерений.
Инкрементальные энкодеры
Инкрементальный энкодер («шаговый») работает по следующему принципу — при вращении диска с отверстиями, просвечивается оптический
датчик, который включается и выключается в зависимости от того, в каком месте он находится от прорезей.
Используют данные датчики для оборудования, в котором сохранение положения не является обязательным при остановке системы. Они отличаются низкой стоимостью и простотой конструкции, а также высокими показателями рабочей частоты и напряжения.
Типы энкодеров по принципу работы
Различают несколько принципов, по которым работают энкодеры:
- Магнитный — чтобы получить информацию о положении объекта используются датчики Холла, которые фиксируют наличие магнитного поля и замеряют его напряженность.
- Оптический — для получения данных применяют световые лучи, которые проходят сквозь отверстия вращающегося диска. Установленные напротив источников света фотодиоды улавливают попадающий на них свет и выдают значения: при попадании луча — логическую «1», при отсутствии — логический «0».
- Емкостный — показания о положении формируются в зависимости от изменения электрического поля.
Также встречаются механические ДУП и оптические с последовательным выходом. В их конструкции предусмотрен диск из диэлектрического материала с нанесенными выступающими, проводящими или непрозрачными участками. Считывание показаний в механической схеме происходит за счет переключателей, в оптической — за счет оптронов.
Популярные виды энкодеров
Энкодеры компании SICK являются популярными благодаря характеристикам. Рассмотрим модели, пользующиеся спросом.
Энкодеры безопасности
Инкрементальный энкодер SICK DFS60S Pro является устройством, обеспечивающим функциональную безопасность производственного оборудования. Характеризуется:
- надежностью и безопасностью — обеспечивает оптимальную защиту людей и оборудования в процессе работы автоматизированных систем;
- высоким классом защиты — корпус датчика полностью защищен от попадания пыли и мусора размером до 1 мм, устройство можно использовать в помещениях, подвергающихся мойке слабыми струями воды;
- широким температурным диапазоном — рабочая температура энкодера составляет -30–+95 ℃;
Благодаря небольшой монтажной глубине, устройство можно устанавливать в труднодоступные места оборудования.
Энкодеры с тросовым барабаном
Состоят из тросового механизма и измерительного блока. Барабан вращается пропорционально длине вытянутого троса, что позволяет измерить и зарегистрировать показания в соответствие с количеством произведенных оборотов.
Популярными семействами датчиков угла поворота SICK барабанного типа являются:
- HighLine — обладают большим спектром дальности сканирования от 2 до 50 м и надежной системой защиты от загрязнений, ударов и вибраций. В конструкции предусмотрены специальные направляющие ролики, которые помогают устройству обходить препятствия.
- Compact — энкодеры встроены в корпус тросового механизма, благодаря чему датчики имеют компактные размеры и защищены от негативного влияния окружающей среды. Диапазон измерений составляет 2–5 метров. Выпускаются в инкрементальной и абсолютной версиях.
- EcoLine — имеют компактный легкий корпус из жаростойкого пластика и могут устанавливаться в труднодоступных местах. Длина измерений достигает 10 м. Оснащены специальной выходной насадкой, которая защищает трос от вибраций.
Энкодеры с барабанным тросом поддерживают большое количество интерфейсов и упрощают интеграцию в промышленных автоматизированных системах.
Линейные энкодеры
Линейные энкодеры SICK используют для измерения перемещения объекта. Конструкция датчика предусматривает наличие считывающей головки и специальной магнитной ленты с кодом. С их помощью на производстве измеряют скорость и ускорение объекта, а также его линейную позицию. В зависимости от вида могут считывать показания на расстоянии до 4000 м.
Датчики не требуют предварительной настройки и постоянного техобслуживания. Хорошо зарекомендовали себя в работе в тяжелых условиях труда — повышенной пыльности, влажности. Прочный корпус защищает устройство от ударов и вибраций.
Энкодеры с измерительным колесом
За запись линейных движений в устройстве отвечает измерительное колесо, расположенное на специальном кронштейне. Энкодеры SICK оснащены встроенной пружиной, которая давит на ролик и гарантирует корректную работу без проскальзываний. Способны измерять скорость и положения объекта даже при сильных вибрациях.
Датчики отлично подходят для оборудования конвейерных лент, логистических систем и транспортеров. Некоторые модели энкодеров с измерительным колесом можно запрограммировать под конкретные задачи автоматизированной системы.
Приобрести инкрементальные и абсолютные энкодеры в Минске можно у официальных поставщиков продукции SICK — компании «Вектор Технологий».
