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Hannover Messe Salão 9, Suporte H55

O mundo do codificador é dividido. De um lado estão os defensores dos encoders ópticos e potenciométricos, do outro os aderentes dos sistemas magnéticos. Recentemente Turck escolheu a média dourada com o primeiro codificador rotativo indutivo do mundo. As vantagens das soluções anteriores foram combinadas, eliminando as desvantagens. O resultado é o trabalho totalmente sem contato e, portanto, absolutamente livre de desgaste encoders indutivos RI360P-QR24. Assim, o usuário tem o único tipo de codificador disponível que permanece permanentemente firme e, portanto, não acaba como lixo eletrônico em algum momento.



Encoders ópticos: grande espaço pré-programado

turck10413Os codificadores óticos são amplamente usados ​​como encoders absolutos ou incrementais. Eles detectam ângulos ou movimentos rotacionais transmitindo a rotação de um eixo para um disco de pulso codificado opticamente feito de vidro ou plástico. Dentro do sensor, um sistema óptico digitaliza este disco. Os pontos fortes dos codificadores ópticos são a capacidade de capturar altas resoluções e velocidades, bem como a resistência do campo magnético. No entanto, é impraticável que os dispositivos atinjam altas resoluções apenas com seções transversais grandes da caixa.

A maior desvantagem, no entanto, é o acoplamento mecânico direto relacionado ao projeto do eixo giratório com a placa de vidro codificada. Bate no eixo pode destruir o disco de impulso. Somente a operação em ondas vibratórias aumenta permanentemente a construção sensível. Embora o sistema funcione eletricamente sem desgaste - mas isso ajuda pouco se a mecânica capitular prematuramente. Os fabricantes conhecem este calcanhar de Aquiles de codificadores ópticos e, portanto, tentam minimizar a vibração. Acessórios de montagem como acoplamentos e elementos de mola são projetados para amortecer a carga mecânica. Outros fabricantes equipam seus codificadores com rolamentos de esferas emparelhados ou contam com versões sem engrenagens.

Codificadores potenciométricos: desgaste incluído

Todas essas tentativas podem apenas amortecer a fraqueza fundamental do design dos dispositivos. A conexão mecânica entre o eixo da máquina e o codificador, mais cedo ou mais tarde, causa desgaste - seja em elementos de mola, vedações ou no próprio codificador.A situação é similar aos encoders potenciométricos: eles também atingem altas resoluções à custa de sua robustez. Os fabricantes dos potenciômetros não fazem segredo do fato de que um potenciômetro é uma peça de desgaste, como um codificador rotativo, bem como outros sensores.

Na maioria dos casos, o selo da caixa do encoder é o ponto fraco central. Em particular, o uso permanente de ondas de alta velocidade as torna eventualmente quebradiças, rachadas e eventualmente vazando. A penetração de água ou sujeira perturba os sensores sensíveis e causa paralisações. Altos níveis de proteção são atendidos apenas por encoders ópticos e potenciométricos, desde que estejam na prateleira.

Codificadores magnéticos: propensos a EMC e intolerantes

Os sistemas magnéticos são espelhados. Sua força reside em uma resistência mecânica relativamente alta. O princípio de medição é baseado em um ímã rotativo, que constrói um campo magnético e o descarrega novamente. Como resultado, uma curva seno-cosseno é gerada e avaliada como um sinal de rotação. Os codificadores magnéticos medem sem contato e eletronicamente sem desgaste. Sua eletrônica pode ser construída completamente fechada e envasada. Os pontos fracos dos codificadores magnéticos disponíveis no mercado, no entanto, são sua suscetibilidade EMC, bem como sua intolerância ao desalinhamento do sensor de posição, e é por isso que eles também precisam ser operados em um alojamento que posicione o codificador de forma exata. A resolução limitada dos dispositivos magnéticos também depende da velocidade do eixo ao qual eles estão acoplados.

Combine vantagens, elimine desvantagens

turck50413A Turck desenvolveu agora uma classe de codificadores rotativos baseada no princípio de medição do ressonador indutivo. O especialista em automação tem usado com sucesso isso em seus sensores de deslocamento e ângulo há dois anos. Os codificadores rotativos indutivos da série RI360P-QR24 combinam as vantagens das soluções anteriores e, ao mesmo tempo, eliminam as suas desvantagens. Eles não são apenas totalmente isentos de desgaste, são também de alta resolução, resistentes a vibrações, resistentes a campo magnético, alta rotação e estão permanentemente em conformidade com a classe de proteção IP69K.

O princípio de medição do ressonador permite uma construção sem vedações com o invólucro do sensor completamente encapsulado, que é separado do sensor de posição. A intrusão de Poeira ou água na eletrônica é completamente excluída. Vibrações e desalinhamentos de até 4 mm são compensados ​​pelo encoder com seu princípio de medição sem contato. Os campos magnéticos não perturbam o método de medição, uma vez que o transmissor de posição não é baseado em um imã, mas em um sistema de bobina indutiva no qual o sensor e o transmissor de posição (ressonador) formam um circuito ressonante.

Primeira aplicação já está esperando

turck20413Os primeiros clientes já estão aguardando o novo codificador. Entre eles, uma usina de energia solar em Espanha. Nestas chamadas usinas de heliostato, todos os encoders rotativos usados ​​anteriormente, que são usados ​​para alinhar os espelhos com a torre central, atingiram seus limites. Como os espelhos estão localizados a até 1 km da torre, mudanças de inclinação na faixa de millirad (1 Millirad = aprox. 0,06 graus) precisam ser implementadas para projetar a luz exatamente na torre. Os codificadores magnéticos estão fora de questão devido à falta de resolução. Os codificadores ópticos não estão à altura dos desafios climáticos em regiões desérticas a longo prazo: dias quentes e noites frias levam a uma forte formação de condensação. Com um sistema não encapsulado, as inclusões de água não podem ser evitadas. A água penetrante perturba a eletrônica e a ótica, o sensor falha. Como as usinas de energia solar são frequentemente localizadas em áreas remotas e espalhadas por vários quilômetros quadrados, a substituição de um único codificador significa muito esforço.

O codificador RI livre de manutenção é muito superior aos encoders ópticos aqui, como mostra o estudo de viabilidade econômica: Aproximadamente os codificadores óticos 20.000 são instalados na usina acima mencionada. A cada ano, os operadores precisavam substituir cerca de um terço deles porque estavam com defeito ou prestes a falhar. Com um preço unitário de 100 Euro, surgiu um dano de quase 700.000 Euro por ano. Somado a isso, estão os custos para os técnicos de serviço e os danos causados ​​pela falha na geração de energia. Os danos totais sozinhos neste projeto equivalem a cerca de 1 milhões de euros por ano.

O codificador universal substitui vários tipos 100

Com o novo codificador, o usuário não precisa mais fazer concessões entre resolução e robustez. Isso elimina todos os esforços para proteger os encoders contra esforços mecânicos através de molas ou rolamentos duplos. Além da imunidade à interferência e do sistema sem desgaste, o usuário também se beneficia do conceito de parametrização e montagem, que transforma um modelo de codificador único em um codificador universal para inúmeras aplicações. Este modelo único pode substituir vários tipos diferentes de codificadores 100. O conceito de montagem continua a abordagem universal: os anéis adaptadores permitem que o usuário use o sensor de posição em eixos com diferentes diâmetros. Então ele só precisa manter um único codificador em estoque, o qual ele pode usar para todas as aplicações em eixos até 20 mm.

Versão IO-Link parametrizável

turck40413A Turck está lançando uma versão IO-Link parametrizável no mercado. A interface de parametrização IO-Link permite ao usuário adequar a característica e todos os parâmetros do codificador rotativo individualmente à sua aplicação. Isso permite que o dispositivo seja configurado como um codificador giratório de várias voltas, de uma volta ou incremental. O codificador rotativo pode ser configurado para resoluções particularmente altas até bits 18, mesmo nas velocidades mais altas. O cliente também pode parametrizar individualmente os sinais de saída: como SSI, código cinza ou sinal binário no bit 24, 25 ou 26, incrementalmente, assim como saída de tensão ou corrente. Seguindo a versão IO, outras variantes seguirão nos próximos meses: uma versão com uma conexão RTU mode e uma versão projetada de acordo com a diretriz e1 para uso em máquinas móveis com saída de tensão de 0,5 ... 4,5 V.

Tão flexível quanto o conceito de parametrização do sensor é também seu conceito de instalação. Através do adaptador de eixo, o codificador rotativo pode ser usado em todos os tamanhos de eixo completo e oco até 20 mm. O sensor tem a forma de um donut e pode ser empurrado com o orifício central sobre o eixo, o sensor de posição pode ser posicionado atrás ou na frente dele - dependendo de como as condições de instalação permitirem no local.

Máquina ferramenta e muitas outras aplicações

turck30413O desejo de um cliente da indústria de máquinas-ferramentas também mostra que o novo modelo de codificador não pode ser classificado nas gavetas existentes. Esta aplicação difere um máximo do uso na usina solar: Enquanto a coleta de painéis solares na área de singleturn e deve ser muito lenta, mas altamente precisa, a aplicação se move na máquina CNC na área multi-turn e requer a aquisição com até 25.000 min-1, A velocidade não é problema para o RI360P-QR24 porque, ao contrário de todos os outros dispositivos no mercado, o codificador não é limitado mecanicamente a uma velocidade máxima.

Os mercados de vendas da nova classe de codificadores são tão diversos quanto suas opções de configuração. Entre outras coisas, o fabricante vê um tremendo potencial nas áreas de máquinas móveis, energias renováveis, máquinas de embalagem, máquinas-ferramentas e sistemas e sistemas de logística. No entanto, devido ao design, a nova classe de codificador é adequada para todos os mercados de vendas e quase todos os campos de aplicação.

O autor André Brauers é gerente de produtos de sensores de posição linear e codificador rotativo na Hans Turck GmbH & Co. KG, Mühlheim.


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