Existem dispositivos que auxiliam a indústria em importantes tarefas relacionadas aos processos de produção. Para monitorar as posições de equipamentos mecânicos, por exemplo, é usado o encoder incremental.
A peça vem acompanhada de muita versatilidade, uma vez que pode ser aplicada em dispositivos do dia a dia (como mouses) e também em botões de controle de equipamentos eletrônicos, eixos rotativos de antenas de radar, elevadores prediais e até em máquinas agrícolas.
Vamos explicar, ao longo deste post, como essa peça pode alcançar resultados tão expressivos e variados por meio do conceito e de análises de como como funciona o encoder incremental (e absoluto).
Confira, e aprenda conosco tudo sobre esse tipo de produto — inclusive, como fazer testes na peça!
Encoder incremental é um dispositivo rotativo que indica a posição e dá feedback de velocidade e de distância convertendo movimentos de eixos em sinais digitais ou analógicos.
Muito aplicado em projetos de automação industrial, a peça possui sistema eletrônico externo que encontra a posição após observar a contagem dos eventos ocorridos no mesmo, fazendo uma representação em pulsos elétricos.
Sua estrutura é simples, pois não tem a finalidade de memorizar posições mas de registrar o sentido e a quantidade de rotações, controlar a velocidade, medir distâncias e ângulos, e fazer posicionamentos.
Veja também: como funciona o encoder rotativo.
O encoder incremental dá o número de pulsos a partir de cada rotação inteira do eixo. Ou seja, a medida da distância angular ou linear movimentada é representada por essa quantidade.
Cada pulso surge por meio do trabalho de um emissor luminoso e um receptor.
O sistema eletrônico externo realiza a contagem dos pulsos, conseguindo informar a quantidade de giros, a distância total e a posição, sendo que a última é encontrada com o auxílio de um driver de controle ou interface que interpreta o sinal recebido.
O driver terá a posição de referência igual a zero como rotina inicial, que será ativada a cada acionamento de máquina, já que a contagem se perde a cada desligamento.
O encoder incremental tem dois sinais de saída, chamados A e B, que geram pulsos com o movimento do dispositivo e indicam a quantidade e o sentido do movimento.
Alguns encoders incrementais possuem, adicionalmente, o sinal de saída índice ou Z, que informa quando a peça se encontra em posição de referência.
Há versões que têm, ainda, saída de status, que alerta sobre irregularidades do sensor ou falhas internas.
O encoder incremental é muito utilizado em processos industriais que necessitam de medição e controle com precisão, para determinação de posição e velocidade.
Isso acontece principalmente devido à sua habilidade em informar alterações de posição em tempo real, contribuindo para o acompanhamento mais eficaz do trabalho de equipamentos de alta velocidade.
O dispositivo também é usado para medir a velocidade de sistemas de automação, monitorando ou dando feedback sobre movimentação, como no caso de transportadores mecânicos, equipamentos robóticos, máquinas CNC e CMM, e diferentes tipos de motores.
Podem ser usados com CLPs (Controlador Lógico Programável), inversores de frequência, tacômetros, contadores e outros dispositivos.
Ainda controla multieixos, posicionamento de motores de passo, mede tensão, checa posição de esteiras e bobinas, etc.
Além da velocidade de rotação, fornecem dados sobre a velocidade linear, volume e até vazão de materiais líquidos.
O pleno funcionamento dos processos industriais depende de muitos fatores, como a atenção dada a cada equipamento, máquina, ferramenta ou peça. Por isso, a realização de testes em encoders é uma prática comum.
Para evitar transtornos como interrupções na produção e, consequentemente, prejuízos para as empresas, é fundamental realizar testes no encoder, principalmente quando ele aparenta estar falhando.
Desta forma, a performance dos sistemas de automatizados não é comprometida, o que ajuda a manter a qualidade e o sucesso dos processos industriais.
Em geral, os principais problemas que o dispositivo pode apresentar são devidos a fatores como: temperatura inadequada, excesso de carga radial ou axial no eixo e outros usos indevidos não compatíveis com as especificações do produto.
Quando o seu sistema não está funcionando corretamente, você pode substituí-lo por um encoder reserva de mesmo modelo e fazer a checagem. Se o trabalho for normalizado, significa que o problema estava mesmo no dispositivo.
Quando não houver essa opção, é possível fazer testes e medições usando um osciloscópio – equipamento de alta frequência capaz de ler os pulsos do encoder.
Após identificar os tipos de saídas e demais especificações do encoder (encontradas no próprio dispositivo), ligue o osciloscópio, já ajustado em uma voltagem e frequência compatível com a do dispositivo.
Energize as pontas positiva e negativa da peça e vá ajustando o osciloscópio. Conecte uma furadeira ou parafusadeira através de um acoplamento flexível ao encoder para fazer as rotações e observe na tela do osciloscópio se está havendo perda de pulso ou não.
Mantenha uma velocidade constante e cheque as ondas quadradas (sinal TTL): se a sequência da frequência está completa e mantém um padrão. Caso seja constatado algum erro ou falha de pulso, é recomendável trocar a peça por uma nova.
Consolidada no mercado e oferecendo há mais de trinta anos os melhores produtos para automação industrial, a Kalatec possui uma linha de encoders que atende à mais variada gama de aplicações.
Seus sensores oferecem saídas de pulsos em onda quadrada (nível TTL), com resolução de 1 até 5000 pulsos por revolução e normalmente possuem 4 canais de quadratura A+, A-, B+, B- e um sinal Z, para referência.
A Kalatec tem opções ideais de encoders incrementais para qualquer projeto:
Uma boa forma de aprofundar seus conhecimentos na aplicação do encoder incremental é a partir da identificação de cada tipo de acordo com as necessidades dos equipamentos e dos seus objetivos.
Para entender melhor o que isso significa e como funciona, confira a seguir os comparativos em que vamos falar sobre os já citados encoders incrementais e encoders absolutos e também os encoders Incrementais e Resolvers!
Quando analisamos os Resolvers, contudo, encontramos mais distinções — tanto com relação ao encoder incremental quanto ao encoder absoluto.
Mas eles também são dispositivos eletromecânicos cujo principal objetivo é a conversão da força mecânica em sinal eletrônico, mas o Resolver também tem a capacidade de transmitir um sinal analógico.
Isso traz alguns benefícios para o uso do Resolver, como:
Contudo, eles são mais complicados de integrar e sua taxa de conversão é vista, também, como um desafio, já que ela é limitada à velocidade de trabalho.
Conforme havíamos destacado em tópicos anteriores, há uma distinção clara ao falarmos de encoders incrementais e encoders absolutos.
Isso porque, o encoder absoluto trabalha de maneira particular, mais atento a fatores específicos, como:
Esse é um ponto interessante para recuperar o maquinário de onde parou, caso tenha ocorrido uma parada imprevista, e assim ele pode “lembrar onde estava” após a reinicialização do sistema.
Como resultado, isso tende a ser um benefício e tanto a ser analisado porque o encoder absoluto passa a ganhar mais espaço em aplicações que exigem, como é o caso do CNC, de áreas da medicina e também da robótica.
Ao longo deste artigo, avaliamos a versatilidade do encoder incremental, uma vez que se trata de um sistema eletrônico externo capaz de realizar a contagem dos pulsos e também precisar outros indicadores interessantes, como:
Entre as aplicações mais comuns para o encoder incremental, podemos destacar os processos industriais que precisam de uma medição e controle com mais precisão. O que traz versatilidade ao seu uso em sistemas de automação, no monitoramento ou feedback de movimentações (para transportadores mecânicos, equipamentos robóticos, máquinas CNC e CMM, entre outros tipos de motores).
Concluímos que, para garantir processos industriais cada vez mais eficientes, é preciso dar a atenção devida a cada componente de um sistema automatizado, como o encoder incremental.
A escolha de peças de qualidade e o cuidado com a realização de testes ajuda a proporcionar um ambiente ideal para uma fabricação de excelência.
Confira informações mais detalhadas, conheça também os encoders absolutos e não deixe de consultar nossos especialistas!
