انکودرها به عنوان فناوری های پر کاربرد در صنایع مختلف شناخته می شوند و این دستگاه ها، حسگرهای حرکتی هستند که می توانند حرکت مکانیکی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کنند. هدف اصلی انکودرها، ارائه اطلاعات دقیق در رابطه با حرکت یا موقعیت اشیا به سیستم های کنترل است. سیستم های کنترل نیز با کمک این اطلاعات می توانند وضعیت جابجایی یا قرارگیری اشیا را به درستی تشخیص دهند. از میان انواع انکودر ها نیز نوع شفت دار و هالو شفت (بدون شفت) وجود دارد که در ادامه با سی ان سی کالا، می خواهیم به بررسی این دو مورد بپردازیم.
شفت انکودر چیست؟
در ابتدا می خواهیم بدانیم شفت انکودر چیست و دلایل اهمیت آن در CNC چیست؟، در واقع شفت انکودر همان انکودر چرخشی یا سنسور زاویه سنج است که عضوی جدانشدنی در صنعت شده است. از سنسور انکودر جهت تشخیص سرعت و موقعیت دقیق استفاده می شود. به علت این که اندازه گیری دقیق زاویه نیز با آن ها انجام می شود، از آن به عنوان سنسور زاویه هم استفاده می شود.
به عنوان مثال در اپلیکیشن هایی که گشتاور بسیار زیادی برای تغییر زاویه دریچه ای نیاز است یا فاصله تا اعمال آن زیاد است، می توان با کمک گرفتن از یک استپ موتور و یا سروو موتور استفاده کرد و با کمک یک شفت انکودر یا انکودر دستی می توان آن را تنظیم زاویه کرد.
انکودر شفت دار چگونه است؟
انکودرهای شفت دار معمولا به همراه کوپلینگ به شفت موتور یا دیگر دستگاه ها متصل می شوند و این انکودرها به شدت وابسته به اندازه و شکل شفت متصل شده هستند؛ لذا تعویض آن ها با یک مدل دیگر با ابعاد متفاوت ممکن نبوده و این موضوع می تواند تعویض موتور یا انکودر را دشوار سازد. همچنین، انکودرهای شفت دار جهت جلوگیری از خطای جا به جایی شفت نسبت به شفت متصل شده حساس هستند.
انکودر بدون شفت چیست؟
انکودرهای بدون شفت یا هالو شفت برخلاف انکودرهای شفت دار، به شکل و اندازه ای که با محیط خود سازگاری بیشتری دارند، طراحی می شوند. این انکودر، کم حجم تر از انکودر های شفت دار بوده و بر روی شفت موتور با قطرهای متفاوت نصب می شوند. این ویژگی سبب می شود تا هالو شفت ها جهت استفاده در شرایطی که نیاز به بیشترین انعطاف در نصب و استفاده از انکودر وجود دارد، مناسب واقع شوند.
انکودر هالو شفت گزینه بهتری است یا انکودر شفت دار؟
تمام انکودرهای دوار، بایستی به نحوی به قسمت دوار موتور یا روتور وصل شوند. در واقع مکانیزم از دو قسمت دوار و ثابت تشکیل می شود که با چرخش و عبور قسمت دوار از مقابل قسمت ثابت، محاسبه مکان شفت، سرعت، تعداد دور و دیگر اطلاعات حرکتی به دست می آید. در واقع اگر بخواهیم بدانیم که انواع انکودر کدامند؟ باید بگوییم عملکرد داخلی تمامی انکودر ها از جمله انکودر افزایشی، مطلق، نوری، مغناطیسی شبیه به هم است؛ اما مهمترین فاکتور که تفاوت بین طراحی انکودرها را ایجاد می کند، نحوه اتصال به موتور است.
انکودر هالو شفت، کم ترین بار اضافه را به موتور تحمیل کرده و کمترین ضربه را در زمان تغییر سرعت به سیستم وارد می آورد. همچنین طراحی ظاهری هالو شفت نیز کم حجم بوده و به سادگی بر روی شفت با قطرهای متفاوت سوار می شود.
انکودر شفت دار یا بدون شفت؟
در انکودر های دارای شفت (solid shaft) معمولا از یک کوپلینگ و فلنج برای اتصال شفت انکودر به شفت موتور استفاده می شود و این موضوع باعث می شود که به راحتی نتوان موتور و انکودر را با هم تعویض کرد؛ زیرا ممکن است پیدا کردن جایگزینی که دقیقا همان اندازه و طول شفت را دارد، دشوار شود. از طرفی دیگر، این اتصالات خارجی سبب افزایش طول انکودر می شود که ممکن است ایجاد محدودیت نیز کند.
نکته مهم دیگر این است که همواره این احتمال وجود دارد که مکان زاویه ای انکودر دارای شفت به نسبت شفت موتور جابجا شود و عملکرد سیستم را با خطا یا اخلال مواجه کند. با اینکه انواع مختلف در نحوه اتصال انکودر شفت دار به موتور وجود دارد که هر کدام مزایای خاص خود را نیز دارند؛ اما دو ایراد کلی به همه این مدل ها وارد بوده و آن اتصال دشوار و سایز بزرگ است. در مقابل، انکودرهای هالو شفت، سهولت در کاربرد را نیز به دنبال دارند و این شامل موارد زیر است:
- کم اهمیت بودن سایز شفت موتور به خصوص از نظر طول.
- سهولت در نصب و قرار گیری در مکان زاویه ای مناسب.
- مقاومت نسبی در مقابل ضربه و لرزش.
- حجم کم پس از اتصال کامل.
- عدم احتیاج به اتصالات خارجی.
- ساختار مناسب برای کاربرد در اندازه گیری سرعت (RPM)
انکودر شفت دار برای محیط کاری مناسب است یا بدون شفت؟
یک انکودر هالو شفت از لحاظ شکل و اندازه، با محیط کاری بسیار سازگار است؛ از لحاظ کاربرد و به جهت عملکرد قابل اطمینان آن نیز، بهترین نوع برای اندازه گیری سرعت (دور بر دقیقه) بوده و به لحاظ نحوه اتصال، بهترین گزینه برای کاربرد در محیط های پر از ضربه، لرزش، رطوبت و غبار است و مشکلی را در محیط کاری برای شما ایجاد نی کند.
مقایسه کلی انکودر شفت دار و هالو شفت
انتخاب بهترین انکودر دستگاه سی ان سی از میان شفت دار (Solid Shaft) و هالو شفت (Hollow Shaft) به اولویت های طراحی و شرایط محیطی سیستم شما بستگی دارد. این دو انکودر، هر دو برای اندازه گیری موقعیت، سرعت و حرکت به کار می روند؛ اما تفاوت اصلی آن ها در نحوه نصب و اتصال به محور موتور است. انکودر شفت دار معمولا با کوپلینگ به شفت موتور متصل شده و در شرایطی که انعطاف بیشتری در پیکربندی نیاز است، گزینه مناسبی به شمار می رود.
انکودر هالو شفت نیز به طور مستقیم روی شفت موتور نصب می شود، فضای کمتری اشغال کرده و قطعات واسط کمتری نیز دارد. به همین علت، اگر نصب سریع، طراحی فشرده و کاهش خطای مونتاژ برای شما اهمیت زیادی دارد، هالو شفت انتخاب مناسب تری است؛ اما اگر به اتصال با فاصله، تنظیم پذیری بیشتر و استفاده از کوپلینگ نیاز دارید، انکودر شفت دار را انتخاب نمایید.
کلام آخر
انتخاب میان انکودر شفت دار و هالو شفت، یک تصمیم کلیدی در بهینه سازی عملکرد ماشین آلات و سیستم کنترل CNC بوده و به ویژگی های یک انکودر خوب در آن ها نیز باید دقت کرد. هر کدام از این دو تایپ انکودر با توجه به ساختار مکانیکی خود، مزایای منحصر به فردی را به صنایع ارائه می دهند.
