Codificator absolut

Codificatoarele absolute sunt senzori esențiali pentru deplasare și poziție unghiulară utilizați în automatizarea industrială modernă, robotică și sisteme de măsurare de înaltă precizie. Spre deosebire de codificatoarele incrementale, codificatoarele absolute furnizează date unice și nevolatile despre poziție în orice moment, chiar și în caz de întrerupere a alimentării. Acest articol oferă o analiză detaliată, acoperind definiția, principiile de funcționare, tipurile structurale, ieșirile de semnal, specificațiile de performanță, avantajele tehnice, domeniile de aplicare, standardele relevante, comparațiile tehnice, problemele comune și ghidul de selecție.

Ce este un codificator absolut

Un codificator absolut este un senzor capabil să furnizeze un cod digital unic care reprezintă poziția la orice moment dat. Semnalul său de ieșire corespunde poziției absolute a unui arbore rotativ sau deplasării liniare, nu impulsurilor de mișcare relativă. Astfel, chiar și după o întrerupere de curent sau repornire a sistemului, codificatorul absolut poate raporta cu exactitate poziția curentă fără a necesita recalibrare sau căutarea punctului de referință.

Codificatoarele absolute sunt utilizate frecvent în aplicații care necesită fiabilitate ridicată și menținerea poziției, cum ar fi robotica, mașinile CNC, liniile de producție automatizate și sistemele de ascensoare.

Principiul de funcționare al codificatoarelor absolute

1. Codificator absolut single-turn

Fiecare poziție dintr-o rotație este reprezentată de o combinație unică de coduri.
Potrivit pentru aplicații cu intervale de rotație de până la 360°.

2. Codificator absolut multi-turn

Pe lângă codificarea single-turn, urmărește numărul de rotații folosind angrenaje mecanice sau tehnici de numărare electronică.
Potrivit pentru rotații nelimitate sau aplicații care necesită urmărirea poziției pe mai multe rotații.

Metode de codificare:

Codificare binară
Cod Gray
BCD (Binar-Codat Zecimal)

Tehnologii de detecție:

Detecție optică (disc codificator și senzori optoelectronici)
Detecție magnetică (scale magnetice și senzori magnetorezistivi/Hall)
Detecție inductivă

Tipuri de ieșire de semnal

Tip de semnal	Descriere
Interfață serială	SSI, BiSS-C, EnDat 2.2, Profibus DP, Profinet, EtherCAT
Interfață paralelă	Ieșire digitală pe mai mulți biți
Ieșire analogică	Tensiune (0-10V) / Curent (4-20mA), pentru aplicații speciale

Specificații cheie

Rezoluție single-turn: Până la 24 de biți (16.777.216 poziții).
Număr de rotații multi-turn: Până la 32 de biți (4.294.967.296 rotații).
Viteză maximă de rotație: De obicei 6000 RPM, cu opțiuni superioare disponibile.
Grad de protecție: IP50 până la IP68 (modele industriale grele).
Temperatură de funcționare: -40°C până la +105°C.
Rezistență la vibrații/șocuri: Conform standardului IEC 60068-2.
Latență de ieșire: < 1 ms (pentru cerințe de control de mare viteză).

Avantaje tehnice

Păstrarea poziției nevolatile: Datele de poziție sunt menținute chiar și în timpul pierderii de alimentare.
Design de sistem simplificat: Nu necesită recalibrare sau omologare inițială.
Imunitate puternică la zgomot: Semnale diferențiale și interfață rezistentă la interferențe.
Protocoale de comunicare flexibile: Suportă diferite magistrale de câmp și standarde Ethernet industrial.
Precizie și repetabilitate ridicate: Potrivit pentru sarcini de poziționare de mare precizie.

Aplicații tipice

Robotica industrială: Controlul poziției articulațiilor.
Centre de prelucrare CNC: Feedback-ul poziției arborelui și al platformei.
Logistică inteligentă: Detecția traseului pentru AGV și sisteme de transport.
Depozitare automatizată: Controlul poziției macaralelor stivuitoare și al ascensoarelor.
Echipamente medicale: Platforme rotative pentru scannere MRI și CT.
Energie eoliană și solară: Direcția vântului, unghiul palelor și sistemele de urmărire solară.

Standarde și norme industriale

IEC 61800-5-2: Siguranța funcțională a sistemelor de acționare electrică (inclusiv clasificarea SIL).
ISO 13849-1: Siguranța sistemelor de control ale mașinilor.
IEC 61131-2: Cerințe de intrare/ieșire pentru echipamentele de control industrial.
IEC 60529: Grade de protecție (cod IP).
ISO 9001: Sistem de management al calității în producție.