Selles artiklis käsitletakse erinevat tüüpi mootorikoodereid automatiseerimises, eriti lineaarseid ja pöörlevaid koodereid ning nende rakendusi.
I. Mis on mootorikooder?
Mootorikooder on seade, mis salvestab asukohaandmeid automaatika juhtimissüsteemide või mis tahes masinate jaoks, mis sisaldavad asukohateavet vajavaid mootoreid. Alates robotkätest kuni 3D-printeriteni on need kõikjal. Kodeerijad mängivad autonoomsete masinate nõuetekohase toimimise võimaldamisel olulist rolli. Need võimaldavad süsteemi liikuvate komponentide täpset mõõtmist.
Mootorikoodrid pakuvad eeliseid mitmes valdkonnas. Näiteks lineaarkoodereid kasutatakse tavaliselt raudteerakendustes ja need võimaldavad CNC-masinatel ja 3D-printeritel osi täpselt luua, samas kui pöörlevad kodeerijad muudavad robotkäed tootmises võimalikuks. Nende edastatavad signaalid aktiveerivad kontrolleritel või PLC-del erinevaid väljundeid täpselt vajalikul hetkel.
II. Kuidas mootorikooderid töötavad?
Kodeerijad toimivad, pakkudes elektrilist teavet juhtimisseadmetele, mis põhinevad ühel kahest erinevast süsteemist: pöörlev või lineaarne. Kodeerijates on mitu mehhanismi füüsiliste muutuste teisendamiseks elektrilisteks andmeteks: takistuslikud, mehaanilised, magnetilised ja optilised. Optilised kodeerijad on tootmises kõige levinumad. Need sisaldavad vähemalt ühte valgussaatjat ja ühte valgusvastuvõtjat, et muuta füüsiline liikumine kontrolleri töötlemiseks elektrilisteks signaalideks. Olenemata kasutatavast teisendusmeetodist liigitatakse kodeerijad alati lineaarseteks või pöörlevateks kodeerijateks.
Optilistes kodeerijates kasutavad nii pöörlevad kui ka lineaarsed tüübid tahkele pinnale lõigatud "aknaid", mis võimaldavad valgusel siseneda vastuvõtuseadmesse ainult järk-järgult. Lineaarsed kodeerijad kasutavad andureid, et tuvastada erinevaid mustreid riba sees piki teepikkust, samas kui pöörlevad kodeerijad koosnevad kettast, millel on pilud, mis edastavad signaale tagasi juhtsüsteemi.
Optilistes süsteemides kiirgab saatja pidevat valgusvihku, mis katkeb järk-järgult süsteemi liikumisel. Kui vastuvõtja tuvastab saatja valguse, saadab see kontrollerile elektrilise signaali. Olenevalt rakendusest on valguse blokeerimiseks/vastuvõtmiseks mitu ketta või raja konfiguratsiooni. Nende hulka kuuluvad absoluutse positsiooni andurid ja inkrementaalkooderid.
III. Absoluutkooderid ja inkrementaalkoodrid: mis vahe on?
Absoluutkooderid kasutavad kontrollerile binaarkoodide saatmiseks mitut valgusandurit. Neil on erinevad pesad, mis vastavad valguse saatjate/vastuvõtjate paaridele. Ühe -pöördega absoluutkooderite puhul genereerivad need pilud kahendkoodi, mis näitab nurga asendit mootori ühe pöörde jooksul.
Rakendustes, mis nõuavad suuremat täpsust ja suuremat ulatust, kasutavad mitme pöördega koodrid{0}}käigukasti reduktoreid ja kahte kodeerijaketast, et saavutada suurem hulk teadaolevaid positsioone. Absoluutkooderid sobivad paremini stsenaariumide jaoks, mis nõuavad asukohaandmeid pärast toitekadu, kõige sagedamini ohutusahelates. Inkrementaalkoodritel on ühtlaselt paigutatud pilud impulsside saatmiseks kontrollerile. Need kodeerijad toetuvad impulssidele, mida loendatakse nullasendist, mistõttu on loenduse taasalustamiseks oluline teada asukoht, kui süsteem mingil põhjusel toidet kaotab.
Kui on vaja ainult mootori kiirust, saab kontrollerile saata analoogsignaali, mis võimaldab neid andmeid kasulike rakenduste jaoks töödelda. Kui protsess nõuab asukohaandmeid, saab kooder saata kontrollerile elektriimpulsse, et dešifreerida mootori asukoht selle piirialal.
IV. Kus kasutatakse lineaarkoodereid?
Lineaarsed kodeerijad edastavad elektrilisi impulsssignaale kontrolleritele andurite või skaala "sälkude" kaudu. Neid impulsssignaale saab PLC dekodeerida ja teisendada juhisteks, mida seade järgib.
Lineaarsed kodeerijad sobivad paremini libisevate positsioneerijatega rakenduste jaoks, nagu 3D-printerid või CNC-masinad. Nad on suurepärased protsessides, mis nõuavad täpset ja kiiret{2}}andmeedastust kontrolleritele. Teatud lineaarkoodrid, kui mitte absoluutkoodrid, vajavad nulli leidmiseks võrdlusasendit pärast toitekadu või PLC/kontrolleri taaskäivitamist.
Absoluutkooderid kasutavad positsiooni jaoks binaarset esitust, samas kui inkrementaalkoodrid saadavad pärast käivitamist ainult kontrolleri poolt loendatud impulsse. Piirlülitid või andurid võivad olla võrdluspunktiks, kui asukohaandmed tuleb lähtestada.
Absoluut-koodi-põhised lineaarsed kodeerijad saavad määrata oma asukoha ilma liikumise või võrdluspunktideta. Nad kasutavad asukoha määramiseks mitme skaala binaarkoode. See pakub rakendusprotsessidele suuremat paindlikkust ja avab rohkem võimalusi taaskäivitusohutust nõudvates valdkondades.
V. Rotary kodeerijate rakendused
Pöörlevad andurid koosnevad ringikujulisest skaalast, mis on kinnitatud mootori võlli külge. Kui mootor pöörleb, saadavad valgusandurid, mis loevad skaalal olevaid mustreid, PLC-le impulsside loendusi või binaarkoode. Pöördkooderid on väga kasulikud rakendustes, mis nõuavad mootori kiiruse mõõtmist või kus kaugust on ilma mootori pöörlemiseta raske mõõta, näiteks robotkäte servomootorid. Mootori kiiruse reguleerimist vajavad rakendused kasutavad inkrementaalkoodereid, mis genereerivad mootori kiiruse mõõtmiseks impulsside loendeid.
Kodeerija skaalal on kindel arv pilusid ja PLC loendab neid pilusid mootori pöörlemisel. Seejärel saab selle arvu teisendada RPM-ideks. Näide, kus see on kasulik, on konveierilindi mootor. Teatud parameetrid võivad nõuda erinevat rihma kiirust ja PLC saab vastavalt mootori pöörete arvule reguleerida. Need on kasulikud ka rakendustes, kus täpsus on kriitiline, kuna need toodavad täpsemaid andmeid kui absoluutsete pöörlevate koodritega. Vaatamata suuremale täpsusele ei saa nad positsiooni lugeda ilma liikumiseta ja võivad pärast PLC-ga ühenduse katkemist vajada võrdlusasendit.
Absoluutkoodereid saab kasutada ka pöörlevate mootorite kodeerijatena. Need sobivad paremini olukordadeks, mis nõuavad nurgaandmeid. Erinevalt inkrementaalsetest pöörlevatest kodeerijatest, mis nõuavad andmete edastamiseks liikumist, säilitavad nad ka võimaluse taastada asukoht pärast side- või toitekadu kodeerija ja kontrolleri vahel.