Encoder: cos’è e a cosa serve
Un encoder è un
dispositivo o un processo che converte i dati da un formato a un altro. Nel rilevamento della posizione, un encoder è un dispositivo in grado di rilevare e convertire il movimento meccanico in un segnale di uscita analogico o digitale codificato. Nello specifico, un encoder
misura la posizione. Mentre la velocità, l'accelerazione e la direzione possono essere calcolate dalla posizione in un movimento lineare o rotatorio.
Encoder cos’è
L'
encoder, o codificatore, è un trasduttore di spostamento e di velocità che trasforma un movimento meccanico angolare o lineare in una serie di impulsi elettrici digitali. Gli encoder sono la soluzione ideale per determinare con precisione le posizioni nell'automazione industriale. L’encoder
converte quindi la posizione angolare del suo asse rotante in un segnale elettrico digitale. Questi impulsi elettrici possono essere utilizzati per controllare gli spostamenti meccanici che li hanno generati e la corrispondente velocità di spostamento, agendo sui dispositivi di attuazione, di qualunque tipo essi siano.
L’encoder, detto anche trasduttore di posizione, in genere è composto dalle seguenti parti:
- Interfaccia meccanica
- Disco (o riga ottica, o attuatore con magnete)
- Rilevatori optoelettronici o sensori magnetici
- Interfaccia elettronica
Encoder a cosa serve, le principali applicazioni
L’encoder si collega ad opportuni circuiti elettronici e, con appropriate connessioni meccaniche, serve per
misurare in modo affidabile il numero di giri, la velocità e l’accelerazione. Esistono varie tecniche e tecnologie per il rilevamento del movimento angolare: la scansione fotoelettrica o ottica, la variazione del campo magnetico, la potenziometrica, la magnetostrittiva e il sistema di recupero dell’energia.
Gli encoder quindi sono in grado di calcolare:
- spostamenti angolari, quando, il rotore è collegato su un asse, viene usato per rilevare direttamente la posizione angolare di quest'ultimo;
- spostamenti lineari, quando viene montato su un asse rotante che movimenta un carro tramite un sistema vite/chiocciola o un asse traslante tramite un sistema pignone/cremagliera;
- velocità di rotazione e accelerazioni, quando l'apparecchiatura di lettura è utilizzata per rilevare direttamente questi dati.
Gli encoder presentano una vastissima gamma di modelli e sono validamente applicati in tutto il mondo su controlli di processo industriale, robot industriali, macchine utensili, strumenti di misura, plotters, imballaggio, presse, laminatoi, macchine per lamiera e molto altro ancora.
Quanti tipi di encoder esistono
Gli encoder si possono dividere in
tre grandi categorie:
- tachimetrici;
- relativi (conosciuti anche come "incrementali");
- assoluti.
Negli encoder tachimetrici una traccia a tacche bianco-nere è fissata sull'oggetto di cui si vuole misurare lo spostamento. Ogni volta si verifica un passaggio scuro-chiaro, un sensore la rileva ed invia un impulso che viene registrato da un contatore elettronico. La distanza misurata è proporzionale al numero n. di impulsi misurati dal contatore. Il numero di impulsi contati nell'unita di tempo è proporzionale alla velocità rilevata durante lo spostamento. Proprio per questi motivi l'encoder viene definito tachimetrico.
Gli encoder relativi o incrementali forniscono informazioni su posizioni, angoli e rotazioni. Queste informazioni sono definite tramite il numero di impulsi rotativi trasferiti dall'encoder al controllo per ogni rotazione. La posizione attuale viene rilevata dal controllo contando tali impulsi. Grazie alla molteplicità di varianti è possibile applicare in modo ottimale gli encoder incrementali ad applicazioni nell'automazione di fabbrica, logistica e processo. Gli encoder incrementali inviano ad esempio informazioni sulla direzione di marcia e sulla velocità dei sistemi di trasporto senza conducente (FTS). L'encoder viene montato direttamente sul motore oppure su un asse o una ruota di rinvio.
Gli encoder assoluti rilevano il movimento rotatorio di un albero in passi angolari specifici per tipologia. A ogni passo angolare è assegnato un unico modello codificato. Il numero dei modelli codificati esistenti per una rotazione è determinato dalla capacità di risoluzione. Ogni modello
codificato costituisce un riferimento inequivocabile e di conseguenza una posizione assoluta. I segnali elettrici d'uscita codificano l'esatta posizione istantanea del rotore rispetto al corpo; in questo modo, in qualsiasi momento, un adeguato circuito di decodifica può decodificare e visualizzare la posizione angolare dell'asse in esame. A seconda dell'interfaccia possono essere trasmesse anche ulteriori informazioni, come velocità o dati di diagnostica. Tra le principali applicazioni degli encoder assoluti emergono l’automazione logistica e di fabbrica per il rilevamento assoluto di un movimento rotatorio, oppure negli impianti pallet per rilevare la posizione esatta della pinza.
... leggi tutto
