امروزه که اتوماسیون صنعتی به یکی از ارکان مهم تولید، کنترل و پردازش تبدیل شده است، نیاز به سنجش دقیق موقعیت، سرعت و جهت حرکت اجزای مکانیکی نیز بیشتر از قبل احساس می شود. در این میان، انکودر مغناطیسی و نوری به عنوان ابزارهای پر کاربرد و دقیق در صنایع مختلف، نقشی حیاتی ایفا می کند. این سنسورها اطلاعات دقیق و لحظه ای از موقعیت زاویه ای یا خطی یک محور را ثبت و ارسال می کنند. در ادامه با سی ان سی کالا بیشتر به بررسی این که انکودر چیست و دلایل اهمیت آن در CNC چیست؟ می خواهیم بپردازیم.
سنسور انکودر مغناطیسی چیست؟
انکودر مغناطیسی (Magnetic Encoder)، نوعی سنسور موقعیت (Position Sensor) بوده که با استفاده از میدان مغناطیسی تولید شده توسط آهن ربا و سنسورهای اثر هال یا AMR، حرکت چرخشی یا خطی یک جسم را اندازه گیری می کند. برخلاف انکودرهای نوری یا سایر انکودرها، این سنسورها نیاز به نور یا دیسک شفاف ندارند و در شرایط سخت صنعتی نیز از عملکرد بسیار خوبی برخوردار هستند.
نحوه عملکرد انکودر مغناطیسی
این سنسور معمولا از یک آهن ربای دائم و یک سنسور مغناطیسی تشکیل شده است. هنگامی که آهن ربا همراه با شفت یا محور مکانیکی دستگاه می چرخد، میدان مغناطیسی اطراف سنسور تغییر کرده و این تغییرات توسط سنسور تشخیص داده می شود و به سیگنال الکتریکی (آنالوگ به دیجیتال در صورت نیاز) قابل تفسیر توسط کنترلر یا PLC تبدیل می گردد؛ به عبارتی ارسال خروجی به سیستم کنترل انجام می شود.
مزایای انکودر مغناطیسی
انکودر مغناطیسی، بهترین انکودر دستگاه سی ان سی بوده که از مزایای آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاوم در مقابل گرد و غبار، روغن و رطوبت
- قابلیت استفاده در محیط های خشن صنعتی
- قیمت کمتر نسبت به انکودرهای دیگر
- عدم نیاز به نور یا قطعات شفاف
- اندازه گیری دقیق حتی در دماهای بالا یا پایین
- نصب ساده و سریع
بررسی انکودر های نوری
انکودرهای نوری، دقیق ترین نوع انکودرها هستند. هنگام انتخاب یک انکودر نوری، موضوع مهم این است که انکودر مذکور حفاظت های اضافی جهت جلوگیری از آلودگی ناشی از گرد و غبار، لرزش و سایر شرایط رایج صنعتی را ارائه دهد و این، مهم ترین کاربردهای انکودر است. همچنین در انکودرهای نوری، یک آرایه نمايشگر LCD، نور را به دیسک تابیده و خطوط نور را مسدود می کنند و پنجره ها اجازه می دهند تا نور از طریق یک سنسور عبور کند.
خروجی هنگام دریافت سنسور نور، بالا می رود و زمانی که نور مسدود می شود نیز، کاهش می یابد. قابل ذکر است که داخل این انکودرها، دیسکی با نواحی مات و شفاف، معمولا با الگوی خطوط و پنجره ها قرار دارد. در اکثر انکودرها، سیگنال های حسگر با مدارهای تهویه سیگنال داخلی نیز پردازش می شوند و به کنترل کننده حرکت منتقل می شوند. به دلیل اینکه انکودرهای نوری، زمانی بهترین عملکرد را دارند که هیچ چیز در مسیر نور قرار نگیرد، محیط های عملیاتی با رطوبت بالا، رطوبت یا گرد و غبار بیش از حد نیز می توانند برای انکودرهای نوری مشکلاتی ایجاد کنند، مگر اینکه توسط بسته بندی های تخصصی رفع شوند.
مزایای انکودر نوری
ویژگی های یک انکودر خوب نوری، دقت و قدرت تفکیک (Resolution) بسیار بالای آن ها است که امکان سنجش کوچکترین جا به جایی ها و تغییرات زاویه ای را فراهم می سازد؛ این ویژگی به همراه سرعت پاسخ دهی فوق العاده و توانایی ارسال سیگنال های پایدار و بدون نویز الکترومغناطیسی، آن ها را به بهترین انتخاب جهت کاربرد های حساس آزمایشگاهی، پزشکی و صنایع نیمه هادی که نیاز به کنترل موقعیت در حد میکرون دارند، تبدیل کرده است.
تفاوت های کلیدی در عملکرد و ساختار انکودر مغناطیسی و نوری
از مهمترین وجه تمایز میان این دو فناوری، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- دقت و قدرت تفکیک (Resolution): انکودرهای نوری در این زمینه دست بالا را دارند و دقت و رزولوشن بسیار بالاتری را نسبت به مدل های مغناطیسی ارائه می دهند.
- حساسیت به آلودگی: انکودرهای مغناطیسی نسبت به آلودگی های معمولی کارگاهی بی حس هستند، در حالی که کوچک ترین آلودگی، می تواند عملکرد انکودر نوری را مختل کند.
- مقاومت دمایی: انکودرهای مغناطیسی بازه دمایی بسیار وسیع تری را پوشش می دهند و برای محیط های بسیار گرم یا سرد مناسب تر هستند.
- توجیه اقتصادی: انکودر مغناطیسی به علت قطعات کمتر و فرآیند تولید ساده تر، قیمت ارزان تر، هزینه تعمیر و نگهداری پایین تری نیز دارد.
انکودر مغناطیسی عملکرد بهتری دارد یا انکودر نوری؟
پاسخ به این سوال، کاملا به محیط عملیاتی و نیاز دستگاه شما بستگی دارد. اگر هدف شما مجهز کردن یک دستگاه CNC یا ماشین صنعتی است که در محیط های خشن کارگاهی مانند در معرض براده، روغن، گرد و غبار و لرزش شدید فعالیت می کند، انکودر مغناطیسی به علت دوام بالا، قیمت مناسب تر و پایداری عملکرد، بهترین گزینه شامل می شود؛ اما اگر در حال طراحی یا تجهیز دستگاهی هستید که در یک محیط کاملا تمیز، ایزوله و آزمایشگاهی کار کرده و به بالاترین سطح ممکن از دقت و قدرت تفکیک نیاز مبرم دارد، انکودر نوری با وجود قیمت بالاتر و حساسیت بیشتر، انتخاب بهتری برای شما محسوب می شود.
کلام آخر
به طور کلی، انتخاب بین انکودر مغناطیسی و نوری، به نیاز واقعی دستگاه و شرایط محیطی شما بستگی دارد. اگر دقت بسیار بالا در محیطی تمیز و کنترل شده اولویت اصلی شما است، انکودر نوری انتخاب مناسب تری است؛ اما اگر مقاومت در برابر آلودگی، رطوبت، لرزش، دمای بالا و همچنین صرفه جویی در هزینه اهمیت بیشتری دارد، انکودر مغناطیسی گزینه بهتری خواهد بود.
بنابراین برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و CNC، انکودر مغناطیسی به علت دوام و پایداری بالاتر، می تواند انتخابی هوشمندانه تر محسوب شود؛ در حالی که انکودر نوری همچنان برای پروژه های حساس و دقیق، جایگاه ویژه ای دارد. همچنین دقت داشته باشید که هر دو نوع سنسور ممکن است به مرور زمان دچار فرسودگی یا آسیب شوند و پیشنهاد ما به شما این است که پیش از استفاده، از این که از کجا بفهمیم انکودر خراب شده است؟ اطلاعات کاملی داشته باشید تا مشکلی پیش نیاید.
