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Cómo elegir el Encoder correcto

Por Silge Electrónica

Desde el año 1969, se han aplicado millones de encoders en diferentes  tipos de industrias. Debido a su función de controlar y monitorear el movimiento teniendo en cuenta parámetros como velocidad, dirección, distancia o posición se usan en diversas aplicaciones. Algunas de ellas son: trazadores, robótica, empaquetadoras, transporte, corte a medida, automatización, clasificación, imagen, relleno, entre muchas otras.

Por eso es fundamental seleccionar el modelo y su especificación de la configuración adecuada para conseguir un resultado óptimo. De allí que conocer lo que es un encoder y cómo funciona va a ayudar a la  decisión correcta. 

 

Qué es un encoder

Un encoder o también denominado codificador rotativo es un transductor de desplazamiento y velocidad encargado de la transformación de un movimiento mecánico lineal o angular en impulsos eléctricos digitales. Estos impulsos pueden ser leídos por alguna clase de dispositivo de control permitiendo verificar el desplazamiento mecánico que los ha generado y la velocidad de dicho desplazamiento. 

De este modo se utiliza para la obtención de información sobre posición, conteo, velocidad o dirección que se envía a un comando para una función particular. En todos los casos el proceso es idéntico: el controlador recibe el recuento realizado por el encoder y lo envía como una señal a una máquina para que realice su función.

 

Cómo está compuesto

Encoders-Composicion-Silge

Un encoder usa diversos tipos de  tecnología para la creación de una señal, entre ellas magnética, mecánica, óptica y de resistencia.

En el caso de la señal óptica que es la más común, el sistema se basa en la interrupción de un haz de luz. Y está compuesto por:

-un ensamblaje de la carcasa.

-una fuente de luz LED o LED IR generalmente infrarroja que es recibida por los fotodetectores durante el movimiento. 

-un disco de vidrio o plástico conectado a un eje giratorio. Este disco se halla codificado con unas partes transparentes y otras opacas que bloquean el paso de la luz que emite la fuente de luz.

-un fotodector que es un sensor electrónico que reacciona a la luz. Generalmente se trata de un fototransistor o fotodiodo

-una placa de circuito.

A medida que el eje va rotando, la luz que pasa a través del disco de código, es interrumpida por sus líneas opacas, y es recogida por el fotodetector. Este produce el encendido, a través de una señal de pulso de luz y el apagado que es la ausencia de luz. 

Esa señal de pulso se envía al controlador o contador que incluye un microprocesador que a su vez envía la señal para determinar el ángulo exacto del eje.

 

Tipos de encoders

Los encoders o codificadores rotativos se clasifican en:

 

*Encoder óptico

Es el  más usado y se basa en la interrupción del haz de luz generado por una fuente emisora de luz, sirviéndose de un disco giratorio.

  • Encoder incremental

Es un tipo de encoder óptico que especifica el ángulo de posición a través de efectuar cuentas incrementales, teniendo en cuenta que cada posición es única.

  • Encoder de cuadratura

Es un tipo de encoder rotativo incremental que indica la posición, dirección y velocidad del movimiento.

Usa dos sensores ópticos que se encuentran en un desplazamiento de ¼ de ranura uno del otro, y generan dos señales de pulsos digitales desfasadas en 90º o en cuadratura, de allí su nombre.

A esas señales se las denomina A y B. Y es a través de ellas que se pueden suministrar datos de posición, velocidad y dirección de rotación del eje.

Se encuentra en aplicaciones comerciales y en productos eléctricos de consumo. Entre sus ventajas se pueden mencionar: la sencillez, durabilidad y flexibilidad.

 

*Encoder absoluto

Es el que muestra un código único para cada posición. Se aplica en motores eléctricos de corriente y en sectores tales como la maquinaria sanitaria.

Este tipo puede ser:

  • Encoder de un solo giro o monovuelta

Es el que divide una revolución mecánica en un número de pasos de medición que se repiten luego de la primera revolución. 

 

  • Encoder absoluto de giro múltiple o multivuelta

Es el que registra la posición angular y cuenta las revoluciones. Las señales se emiten a través de una interfaz SSI o de un sistema de bus tipo CAN o Profibus.

 

*Encoder lineal

Se trata de un dispositivo o sensor que posee una escala graduada para determinar la posición.

Así el sensor se encarga de leer la escala para, posteriormente, convertir su posición codificada en una señal digital. Esta se puede interpretar a través de un controlador de movimiento electrónico.

El encoder lineal puede ser absoluto o incremental.

Se suele utilizar en control de instrumentos de alta precisión en fabricación de herramientas, en metrología y en sistemas de movimiento.

 

Aplicaciones de los encoders

Algunos ejemplos de aplicación de encoders son:

-En un observatorio, un encoder da la posición de un espejo móvil aportando información de posición.

-En una aplicación en la que se llenan frascos o botellas, el encoder informa a las máquinas de llenado la posición de los contenedores.

-En una grúa grande, el encoder que se encuentra montado en un eje del motor indica la posición para que la grúa sepa dónde debe recoger o soltar la carga.

-En líneas de montaje automatizadas de automotores, el encoder  retroalimenta los movimientos a los robots brindando información a los brazos robóticos que sueldan para soldar en los sitios correctos, por ejemplo.

-En un sistema de aplicación de etiquetas servo de precisión, el encoder es usado por el PLC (controlador lógico programable) para controlar el tiempo y la velocidad de rotación de la botella.

-En una aplicación de corte a medida, el encoder con una rueda de medición señala la cantidad de material que se ha alimentado al dispositivo de control. Así este sabe cuándo debe cortar.

 

Para qué sirve un encoder incremental

El encoder incremental permite la determinación del ángulo de posición a partir del cual realiza cuentas incrementales. Esto significa que determina la posición  estratégica desde donde inicia la cuenta

Se considera que la posición actual del encoder es incremental cuando se la compara con la última posición registrada por el sensor.

Es importante tener en cuenta que es inevitable el autodireccionamiento inicial a un punto de referencia en todas las tareas de posicionamiento, tanto cuando se inicia el sistema de control como cuando el codificador deja de recibir suministro eléctrico. 

 

Cómo elegir el encoder incremental correcto

Para elegir correctamente el encoder incremental para controlar el movimiento de un eje deben especificarse el recorrido máximo del eje y la resolución requerida, así como también la relación entre la rotación del eje del encoder y el husillo.

Por otro lado, en el caso de que se requiera un movimiento lineal tanto a derecha como a izquierda, el Encoder debe tener dos canales desfasados de 90º para poder discriminar el giro. Y también debe contar con un canal de cero para posicionar la pieza en el comienzo del movimiento.

 

Variables a tener en cuenta: diámetro, salida, resolución

Debido a lo especificado anteriormente, existen determinadas variables que se deben tener en cuenta para elegir un encoder incremental o codificador rotativo.

Estas variables son:

Función: indicación de contaje.

Diámetro de la caja: Ø 40,58 y 90

Diámetro del eje: Ø 6 mm a 30 mm de acuerdo con los modelos.

Tipo de eje

Lleno

Eje del codificador  que se conecta al eje de accionamiento a través de un acoplamiento flexivo.

Eje hueco/eje atravesante

Codificador que se monta directamente en el eje de accionamiento.

Tipo de conexión:

De tipo radial

De cable blindado (longitud de 2 m) o a través de un conector M23/M12.

Tipo de salida:

Salida de driver 5 V, RS 422, 4,75…30 V

Salida de driver push-pull: 5…30 V, 11…30 V

Resolución:

Ø 58 parametrizables. Esta resolución se puede ajustar a través de interruptores/dip lo que multiplica hasta 16 veces sobre 9 resoluciones básicas.

 

Algunos modelos de Encoders

.SI1-63-Bs-5000-EA-9-CR-10-SS

Marca Selet Sensors. Cuerpo Ø 63 mm; 5000 ppv, eje Ø 10 mm AB, salida push-pull, salida a cable radial, alimentación 10-30 Vcc, protección IP 67. 

.SI0-63-ABZS-200-CL-7-CA-8-S

Marca Selet Sensors. Cuerpo Ø 63 mm. eje Ø 8 mm 200 P ABZ Linea Driver TTL 24 V (salida 5 V).

.EL53-A-3600-Z-5-L-6-X-6-P-R

Marca Eltra. Cuerpo de Ø 53 mm. 3600 pulsos por vuelta; eje Ø 6 mm, 2 canales y pulso índice salida Line-Driver, salida a cable radial, protección IP 54, velocidad máxima 6000 RPM, frecuencia máxima 300 KHz.

.EL63-D-500-S-5/28-P-8-S-3-P-R

Marca Eltra. Cuerpo de Ø 63 mm. con brida, eje Ø 8 mm, 500 ppv, 2 canales, sin pulso índice, salida push pull, alimentación 5/29 Vcc, protección IP64/IP67, salida cable.

.E40S6-200-6-L-24

Marca Autonics. Cuerpo de Ø 40 mm. eje Ø 6 mm 200 ppv, 3 canales (2 señales + pulso índice y sus negados), salida Line-Driver, conexión por cable, protección IP 50, alimentación 12/24 Vdc.

.E50S8-360-3-T-24

Marca Autonics. Cuerpo de Ø 50 mm. eje Ø 8 mm, 360 ppv, 2 canales y pulso índice, salida tótem pole, conexión con cable, protección IP50, alimentación 12 a 24 Vcc.

 

Un Encoder facilita la precisión de los movimientos, conocer sus características para saber elegir el correcto, es fundamental para lograr un resultado exitoso.

En Silge estamos disponibles para cualquier consulta que su industria necesite para su aplicación.

Etiquetas: Detección

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