Introdução
Os codificadores ópticos são componentes críticos em sistemas de controle de movimento, especialmente em condições de alta precisão e confiabilidade, características da produção na Ucrânia. Eles são usados para medir posição, velocidade e aceleração, permitindo controle preciso de equipamentos industriais. Escolher entre codificadores incrementais e absolutos, bem como determinar a resolução e a precisão, é uma etapa importante no projeto de sistemas de movimento que afeta a confiabilidade e a eficiência da produção a longo prazo.
Princípios fundamentais
Os codificadores ópticos funcionam com base na medição do fluxo luminoso que passa pelo disco ou fita codificadora. Eles consistem em um LED, um fototransistor e um disco de codificação que possui slots e obstáculos. De acordo com a localização do fluxo luminoso, são gerados sinais que são utilizados para determinar a posição ou velocidade.
Os encoders incrementais emitem sinais que correspondem a uma mudança na posição, mas não mantêm a posição após serem desligados. Os encoders absolutos, por outro lado, armazenam informações sobre a posição mesmo quando não há energia. Isto os torna adequados para uso em sistemas onde a falta de energia pode causar consequências críticas.
Parâmetros e padrões técnicos
Os codificadores ópticos devem estar em conformidade com os padrões estabelecidos para garantir seu uso em ambiente industrial. Os padrões mais importantes incluem:
- ISO 281: estabelece requisitos de precisão e mudança de ângulo em sistemas de controle.
- IEC 60947-2: define requisitos para dispositivos elétricos, incluindo codificadores.
- DSTU 3016: Estabelece requisitos para compatibilidade eletromagnética na Ucrânia.
- EN 50155: Estabelece requisitos para dispositivos eletrônicos industriais.
Também é importante atender aos requisitos da certificação CE e UkrSEPRO, que garantem que os produtos atendam aos requisitos dos padrões do setor.
Seleção e cálculo
A escolha do codificador depende dos requisitos específicos do sistema. Abaixo está um exemplo de cálculo de resolução e precisão.
| Parâmetro | Codificador incremental | Codificador absoluto |
|---|---|---|
| Resolução | 5000 linhas/revolução | 10.000 linhas/revolução |
| Precisão | ±0,1% (ISO 281) | ±0,05% (ISO 281) |
| Temperatura de trabalho | -25°C a +85°C | -25°C a +85°C |
| Umidade | 5%–95% UR | 5%–95% UR |
| Tempo médio de atividade | 50.000 horas | 75.000 horas |
A fórmula é usada para calcular a resolução necessária:
Resolução = 1 / (Distância mínima entre partículas em movimento) A seleção do codificador deve atender aos requisitos do sistema e aos padrões para garantir a confiabilidade.
Regras de instalação e depuração
A instalação e o ajuste corretos do codificador determinam seu desempenho e durabilidade. Aqui estão as principais recomendações:
- Monte o codificador em uma superfície plana e limpa para garantir uma base de medição precisa.
- Use adaptadores especiais para garantir a conformidade com os padrões.
- Verifique as faixas de medição antes de usar.
- Execute verificações de teste para estabilidade e precisão do sinal.
- Use ferramentas especiais para configuração e medição.
É importante seguir as recomendações do fabricante para garantir alta qualidade e confiabilidade.
Modos de falha e análise de causa
Os codificadores ópticos podem falhar por vários motivos. Abaixo estão os modos de falha mais comuns e seus indicadores visuais:
| Mod de falha | Razões | Indicadores visuais |
|---|---|---|
| Mudança na solubilidade | Desgaste do disco ou fita | Alterando a amplitude do sinal |
| Falha de sinal | Disco sujo ou danificado | Nenhum sinal |
| Instabilidade | Ruído elétrico ou fonte de alimentação instável | Desvio do valor médio |
É importante verificar regularmente os codificadores quanto a ruído, desgaste ou danos para garantir o desempenho.
Previsão de serviço e medição de condições
A previsão de manutenção e a medição das condições são elementos-chave para aumentar a confiabilidade dos sistemas de movimento. Os seguintes métodos são usados:
- Medição de temperatura: permite a detecção de anormalidades térmicas que podem indicar danos.
- Medição de vibração: detecta danos em componentes mecânicos.
- Medição de corrente elétrica: permite a detecção de mau funcionamento em componentes eletrônicos.
Use dispositivos de medição para verificar regularmente os codificadores e detectar possíveis desvios.
Tabela de comparação
Abaixo está uma tabela de comparação de três tipos alternativos de codificadores ópticos:
| tipo | Resolução | Precisão | Tempo médio de atividade | Preço |
|---|---|---|---|---|
| Incremental | 5000 linhas/revolução | ±0,1% | 50.000 horas | 120€ |
| Absoluto | 10.000 linhas/revolução | ±0,05% | 75.000 horas | 200€ |
| Lixo | 20.000 linhas/revolução | ±0,02% | 100.000 horas | 350€ |
A seleção do codificador deve levar em consideração os requisitos e o orçamento específicos do sistema.
Conclusão
Os codificadores ópticos são componentes críticos para sistemas de controle de movimento usados na fabricação industrial. A escolha entre encoders incrementais e absolutos, bem como a determinação da resolução e precisão, deve atender aos requisitos e padrões do sistema. Para um uso confiável e eficiente, você pode recorrer à UNITEC-D GmbH, que fornece componentes confiáveis e certificados que atendem aos requisitos da produção industrial.
Fontes
- ISO 281: Precisão dos sistemas de controle
- IEC 60947-2: Requisitos para dispositivos elétricos
- DSTU 3016: compatibilidade eletromagnética
- EN 50155: dispositivos eletrônicos industriais
- UkrSEPRO: Certificação na Ucrânia
