[Elementos de Automação] Aula 09 - Encoders

[Elementos de Automação] Aula 09 - Encoders

(Parte 1 de 5)

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

Introdução

O controle do deslocamento, da posição e da velocidade de um móvel é um problema normalmente encontrado em um grande número de máquinas e instalações: mesas e carrinhos com pinos suporte em centros de usinagem, carrinhos de manutenção, máquinas de corte e estampagem, etc.

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Introdução

Os sistemas de detecção convencionais

(interruptores de posição, sensores indutivos e óticos) aplicam-se satisfatoriamente a um grande número de soluções: captores dispostos em lugares fixos pré-determinados, contagem dos impulsos liberados por um detector na passagem sobre cames ou acionado por uma roda dentada, codificação da posição por cames lidos por sensores colocados sobre o objeto.

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Introdução

Estes sistemas, entretanto, encontram seus limites quando o número de posições a controlar se torna muito grande ou quando a velocidade de deslocamento atinge uma frequência de contagem incompatível com as características dos captores.

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O Encoder

O encoder é um transdutor que converte um movimento angular ou linear em uma série de pulsos digitais elétricos.

Esses pulsos gerados podem ser usados para determinar velocidade, taxa de aceleração, distância, rotação, posição ou direção.

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O Encoder

As principais aplicações dos encoders são:

•em eixos de Máquinas Ferramentas CNC; •em eixos de Robôs;

•controle de velocidade e posicionamento de motores elétricos;

•posicionamento de antenas parabólicas, telescópios e radares;

•mesas rotativas; e

•medição das grandezas acima mencionadas de forma direta ou indireta.

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O Encoder

Com os encoders óticos rotativos, o posicionamento de um objeto é inteiramente governado pelo sistema de tratamento e não mais realizado fisicamente por captores distribuídos sobre a máquina ou a instalação.

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O Encoder

Velocidade de deslocamento elevada, adaptação dos pontos de redução de velocidade sem intervenção física sobre a redução de velocidade sem intervenção física sobre a máquina, precisão na parada, todas estas possibilidades oferecidas pelos encoders permitem otimizar os tempos de transferência e contribuem assim de maneira significativa para satisfazer aos imperativos da melhoria da produtividade e da flexibilidade no domínio da produção industrial.

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Encoders Óticos Rotativos

Um encoder ótico rotativo é um captor angular de posição.

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Encoders Óticos Rotativos

Ligado mecanicamente a uma árvore que o movimenta, seu eixo faz girar um disco que tem uma sucessão de zonas opacas e transparentes.

A luz emitida pelos diodos emissores de luz

(LED) chega aos fototransistores cada vez que ela atravessa a zona transparente do disco.

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Encoders Óticos Rotativos

Os fototransistores geram então um sinal elétrico que é amplificado e convertido em sinal de onda quadrada antes de ser transmitido para a unidade de tratamento.

Existem dois tipos de encoders óticos rotativos:

•os encoders incrementais (chamados geralmente de geradores de impulsos),

•os encoders absolutos de volta simples ou volta múltipla.

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Encoders Incrementais

O encoder incremental fornece normalmente dois pulsos quadrados defasados em 90º, que são chamados usualmente de canal A e canal B.

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Encoders Incrementais

A leitura de apenas um canal fornece somente a velocidade, enquanto que a leitura dos dois canais fornece também o sentido do movimento.

Um outro sinal chamado de Z ou zero também está disponível e ele dá a posição absoluta “zero” do encoder.

Este sinal é um pulso quadrado em que a fase e a largura são as mesmas do canal A.

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