{{{sourceTextContent.title}}}

FAQ: Quali tipi di sistemi di misura lineari esistono e come si sceglie?

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Assoluto o incrementale, ottico o magnetico.

{{{sourceTextContent.description}}}

Gli encoder lineari monitorano il movimento lineare e forniscono un feedback di posizione sotto forma di segnali elettrici. Nei sistemi servoazionati, gli encoder lineari forniscono la posizione precisa del carico, tipicamente in aggiunta alla retroazione di velocità e direzione fornita dall'encoder rotativo del motore. Per i sistemi azionati passo-passo, che tipicamente operano in modalità ad anello aperto senza retroazione di posizione, l'aggiunta di un encoder lineare aumenta la precisione e l'affidabilità del sistema di posizionamento senza il costo e la complessità di un servomotore.

Feedback: Assoluto o incrementale

Quando si sceglie un sistema di misura lineare, la prima cosa da considerare è il tipo di feedback necessario per l'applicazione - assoluto o incrementale. Gli encoder assoluti assegnano un valore digitale univoco ad ogni posizione, che consente loro di mantenere informazioni precise sulla posizione, anche in caso di perdita di potenza.

Gli encoder incrementali funzionano generando un numero specifico di impulsi per unità di corsa e contando tali impulsi man mano che il carico si sposta. Poiché si tratta di semplici impulsi di conteggio, gli encoder incrementali perdono il loro riferimento di posizione in caso di interruzione dell'alimentazione. Per determinare la posizione effettiva del carico all'avvio o al riavvio, è necessaria una sequenza di homing. Ciò significa che il sensore (ed il carico) deve spostarsi in una posizione di riferimento, e da lì può iniziare a determinare la posizione del carico. Tenere presente che anche se la posizione effettiva del carico all'avvio o al riavvio non è critica, l'esecuzione di una sequenza di homing può essere indesiderabile dal punto di vista del tempo e della produttività. Questo è particolarmente importante in applicazioni con corse lunghe e velocità lente, come le macchine utensili, dove l'homing può essere un processo che richiede molto tempo.

L'uscita per gli encoder assoluti e incrementali è diversa ed è anche una considerazione per l'integrazione nello schema di controllo del sistema. Gli encoder lineari assoluti producono un'uscita digitale, o "parola", che indica la posizione effettiva dell'unità. La risoluzione per un encoder assoluto è determinata dal numero di bit nella parola.

Gli encoder incrementali producono un'uscita in quadratura, con due canali fuori fase a 90 gradi. (L'uscita a due canali permette di monitorare sia la posizione che la direzione. Se è necessaria solo la posizione, allora viene utilizzato un solo canale) Alcuni encoder incrementali producono un terzo canale con un singolo impulso, da usare come indice o posizione di riferimento per l'homing. Il numero di impulsi per distanza (pollici o millimetri) determina la risoluzione di un encoder incrementale. Tuttavia, la risoluzione può essere raddoppiata contando sia i bordi di entrata che di uscita dell'impulso da un canale, oppure può essere quadruplicata contando i bordi di entrata e di uscita degli impulsi da entrambi i canali.

La tecnologia: Ottica o magnetica

Una volta presa la decisione sul feedback incrementale o assoluto, la considerazione successiva è se la tecnologia di rilevamento debba essere ottica o magnetica. Mentre gli encoder ottici sono stati storicamente l'unica opzione per risoluzioni inferiori a 5 micron, i miglioramenti nella tecnologia delle righe magnetiche permettono ora di raggiungere risoluzioni fino a 1 micron.

Gli encoder ottici utilizzano una sorgente luminosa e un fotorilevatore per determinare la posizione, ma il loro uso della luce li rende sensibili alla sporcizia e ai detriti, che possono disturbare il segnale. Le prestazioni degli encoder ottici sono fortemente influenzate dalla distanza tra il sensore e la scala, che deve essere impostata e mantenuta correttamente per garantire che l'integrità del segnale non sia compromessa. Ciò significa che il montaggio deve essere fatto con attenzione e che si devono evitare urti e vibrazioni.

Gli encoder magnetici utilizzano una testa di lettura magnetica e una riga magnetica per determinare la posizione. A differenza degli encoder ottici, gli encoder magnetici non sono per lo più affetti da sporcizia, detriti o contaminazione da liquidi. Anche gli urti e le vibrazioni hanno meno probabilità di influenzare gli encoder magnetici. Sono, tuttavia, sensibili ai chip magnetici, come l'acciaio o il ferro, in quanto possono interferire con il campo magnetico.

Mentre i sistemi di misura lineari sono spesso un componente aggiuntivo di un sistema, in molti casi i loro vantaggi superano la manodopera e i costi aggiuntivi. Ad esempio, nelle applicazioni con viti a ricircolo di sfere, si può scegliere una vite di precisione inferiore se si utilizza un encoder lineare, poiché la retroazione dell'encoder permette al controllore di compensare gli errori di posizionamento introdotti dalla vite.