انکودر در دستگاه CNC را می‌توان یکی از مهمترین قطعات برای تعیین دقت و کارایی این دستگاه‌ها دانست که با ارائه بازخورد، می‌توانند به ساخت و پرداخت قطعات دقیق کمک کنند. در این مقاله از انجینیک می‌خواهیم به این سوال پاسخ دهیم که انکودر CNC چیست؟ همچنین انواع و کاربرد‌های آن را هم بررسی خواهیم کرد.
منظور از انکودر در دستگاه CNC چیست؟
انکودر در دستگاه CNC که به نام رمزگذار هم شناخته می‌شود، یک نوع حسگر است که با هدف ارائه بازخورد در مورد حرکات اجسام به سیستم‌های کنترلی اضافه شده است. با استفاده از این بازخورد، کنترلر CNC می‌تواند تعیین کند که آیا قطعه به درستی جابجا شده یا قرار گرفته است یا خیر؟ به این ترتیب اپراتور می‌تواند تنظیمات یا اقدامات خود را بر اساس حرکت و موقعیت جسم انجام دهد.
کاربرد انکودر در دستگاه CNC
به طور معمول انکودر سی ان سی برای اندازه گیری یک یا چند پارامتر خاص در مورد قطعه استفاده می‌شود که مهمترین آن‌ها عبارتند از:
- سرعت
- جهت حرکت
- موقعیت
همچنین می‌توان برای شمارش قطعات یا تنظیم طول آن‌ها هم از انکودر استفاده کرد. برای مثال فرض کنید که شما قصد دارید با استفاده از دستگاه تراش CNC، قطعاتی را با طول ثابت و مشخص طراحی کنید و ماده اولیه شما هم به طور پیوسته وارد دستگاه می‌شود. در این حالت انکودر به شما کمک می‌کند که طول قطعات را کنترل کنید؛ به این ترتیب که به تیغه برش بهترین زمان را برای برش اعلام خواهد کرد تا بتوان به طول مناسب رسید. به این ترتیب دقت شما در حین کار تا حد زیادی افزایش پیدا کرده و کیفیت قطعات بهبود می‌یابد.
انواع انکودر سی ان سی
بر اساس نوع بازخورد و برنامه کاربردی کنترل حرکت، می‌توان انواع انکودر در دستگاه CNC را در دسته بندی‌های زیر قرار داد:
-
انکودر خطی یا Linear Encoder
متداول‌ترین رویکرد در رمزگذار‌ها، حالت خطی یا مستقیم است که با حرکت اجسام در طول یک مسیر یا خط، مانند برنامه برش طولی، سر و کار دارند. این نوع از انکودر‌ها از یک مبدل برای اندازه گیری حرکت یا فاصله بین دو نقطه استفاده می‌کنند و ممکن است یک کابل یا میله هم برای فواصل بلند یا کوتاه در آن‌ها وجود داشته باشد. در این نوع از خط کش‌های دیجیتال، یک کابل بین مبدل انکودر و جسم متحرک قرار گرفته است. همانطور که جسم حرکت می‌کند، مبدل داده‌ها را از کابل جمع آوری کرده و یک سیگنال خروجی آنالوگ یا دیجیتال تولید می‌کند و از این سیگنال برای تعیین حرکت یا موقعیت جسم استفاده می‌نماید.
-
انکودر روتاری یا Rotary Encoder
انکودر‌های روتاری برای ارائه بازخورد در مورد حرکت یک جسم یا دستگاه در حال چرخش، مانند شفت موتور، استفاده می‌شوند. این نوع از انکودر در دستگاه CNC می‌تواند موقعیت زاویه ای شفت متحرک را به سیگنال خروجی آنالوگ یا دیجیتال تبدیل کند که یک سیستم کنترل را قادر می‌سازد تا موقعیت و سرعت شفت را تعیین کنند. انکودر‌های روتاری ممکن است دارای شفت باشند؛ اما نوعی از آن‌ها هم به عنوان انکودر سوراخ دار یا thru-bore encoder شناخته می‌شوند که روی یک محور چرخشی مانند موتور نصب شده اند.
یکی از مزیت‌های انکودر روتاری این است که از نظر نوع نصب بسیار تنوع دارند و برای اتصال در برنامه‌های طراحی ماشین، گزینه مناسبی به شمار می‌روند؛ برای مثال می‌توان از فلنج‌ها برای قرار دادن انکودر و جلوگیری از چرخش آن با محور متحرک استفاده کرد. این نوع از انکودر‌ها دارای دو زیرمجموعه هستند که عبارتند از:
- انکودر سینگل ترن (Single Turn) که قادر به ارائه اطلاعات در هر چرخش شفت هستند
- انکودر مولتی ترن (Multi Turn) که می‌توانند اطلاعات بیشتری را در بسیاری از موقعیت‌ها و تعداد بیشتر چرخش ارائه دهند.
این صفحه را هم ببنید: قیمت دستگاه فرز CNC
-
انکودر زاویه ای یا Angle Encoder
انکودر زاویه ای شباهت زیادی به مدل‌های روتاری دارد؛ زیرا بر روی حرکت‌های چرخشی نظارت کرده و بازخورد ارائه می‌دهد. اما تفاوت این دو در این است که انکودر‌های زاویه ای، دقت بالاتری را ارائه می‌دهند.
انکودر مطلق و افزایشی در دستگاه CNC چیست؟
یکی دیگر از دسته بندی‌های انکودر در دستگاه CNC به نام مطلق و افزایشی یا Absolute و Incremental شناخته می‌شود؛ انکودر‌های خطی و روتاری هر دو در این دسته بندی قرار می‌گیرند. در ادامه بیشتر با این دسته بندی‌ها آشنا می‌شویم.
با انکودر‌های مطلق، سیگنال خروجی تولیدشده توسط دستگاه، منجر به ایجاد مجموعه ای از بیت‌های دیجیتالی می‌شود که با موقعیتی خاص از قطعه مطابقت دارند. حتی اگر برق قطع شود، انکودر مطلق با طراحی خود می‌تواند موقعیت جسم را تعیین کند؛ زیرا یک سیگنال دیجیتال خاص برای هر موقعیت وجود دارد. انکودر‌های مطلق در موارد زیر قابل استفاده هستند:
- زمانی که اطلاع از موقعیت دقیق قطعه اهمیت داشته باشد
- زمانی که دستگاه برای مدت زمان زیادی غیرفعال مانده است
- زمانی که دستگاه با سرعت آهسته حرکت می‌کند
- انکودر افزایشی
از دیگر انواع انکودر در دستگاه CNC می‌توان به انکودر افزایشی اشاره کرد که از روش ساده تری برای نظارت بر حرکت استفاده می‌کند. این دستگاه برای تعیین موقعیت جسم، با شمارش تعداد پالس‌ها و سپس استفاده از آن برای محاسبه موقعیت تکیه می‌کند. از آنجا که این نوع انکودر بر شمارش پالس متکی است، هیچ امضای دیجیتالی منحصر به فردی برای تعیین موقعیت مطلق ندارد. بنابراین در صورت قطع برق، باید به یک نقطه مرجع ارجاع داده شود تا شمارنده را بتوان مجددا تنظیم و برای محاسبه حرکت نسبی استفاده کرد.
انواع انکودر CNC بر اساس فناوری رمزگذاری
یکی دیگر از معیار‌هایی که برای طبقه بندی انکودر در دستگاه CNC موردتوجه قرار می‌گیرد، فناوری رمزگذاری است. از این منظر می‌توان انکودر‌ها را در دسته بندی زیر قرار داد:
-
انکودر‌های نوری
انکودر‌های نوری دقیق‌ترین روش سنجش هستند که از یک منبع نور LED و دیسک چرخان با یک سری خطوط مات و شکاف‌های متناوب نیمه شفاف تشکیل شده اند. همانطور که نور از دیسک چرخان عبور می‌کند، یک حسگر نوری آن را تشخیص داده و یک سیگنال الکتریکی سینوسی تولید می‌کند. در این سیگنال، وجود نور از شکاف‌های نیمه شفاف و عدم وجود آن از خطوط مات تشخیص داده می‌شود. سپس یک مدار الکتریکی، سیگنال سینوسی را به موج مربعی تبدیل کرده و به مدار کنترلی می‌فرستد. این پالس‌ها را می‌توان برای تعیین موقعیت محور چرخان یا کنترل برخی از اقدامات بر اساس حرکت یا موقعیت استفاده کرد.
-
انکودر‌های مغناطیسی
نوع مغناطیسی انکودر در دستگاه CNC به تشخیص شار مغناطیسی برای تعیین حرکت و موقعیت یک جسم متکی خواهد بود. این نوع از انکودر‌ها دارای یک دیسک مغناطیسی هستند که تعدادی قطب مغناطیسی در امتداد محیط آن قرار گرفته است. یک سنسور در کنار دیسک قرار داده شده که در زمان چرخش، تغییرات میدان مغناطیسی را ثبت می‌کند. این میدان مغناطیسی در حال تغییر، یک سیگنال خروجی سینوسی تولید می‌کند که می‌تواند با تبدیل شدن به یک پالس مربعی، برای شمارش، توسط مدار کنترلی مورداستفاده قرار بگیرد.
نکات مهم در انتخاب بهترین نوع انکودر در دستگاه CNC
انتخاب یک انکودر مناسب نیازمند درک شرایط محیطی برنامه و سطوح عملکرد مطلوب است. برخی از مهمترین نکاتی که باید در زمان انتخاب بهترین نوع در نظر داشته باشید، عبارتند از:
- چه نوع حرکتی نظارت می‌شود؟ خطی یا چرخشی؟
- چه پارامتر‌هایی اندازه گیری می‌شوند؟ موقعیت، سرعت یا حرکت؟
- آیا جهت حرکت مهم است؟ انکودر سینگل ترن یا مولتی ترن؟
- شرایط محیطی محل نصب چیست؟ گرد و خاک، رطوبت، وجود مواد شیمیایی خورنده، دمای زیاد، لرزش و …
- آیا در زمان قطع برق نیاز به ذخیره کردن داده‌ها دارید؟ انکودر مطلق می‌خواهید یا افزایشی؟
- چه نوع طراحی مکانیکی نیاز است؟ داشتن شفت، سوراخ، نوع مکانیسم قفل و …
سخن پایانی
در این مقاله به معرفی انکودر در دستگاه CNC و انواع آن پرداختیم. همچنین کاربرد‌های این قطعه را معرفی کرده و نکات مهم در زمان خرید را بیان کردیم. شما می‌توانید در زمان خرید دستگاه CNC نو یا دست دوم با کارشناسان ما در انجینیک تماس گرفته و وقت کارشناسی دستگاه CNC را رزرو کنید تا بتوانید یک خرید مطمئن داشته باشید. همچنین می‌توانید به طور مستقیم انواع دستگاه فرز و تراش سی ان سی را از ما خریداری نمایید.
