Aktuální vydání

celé číslo

11

2021

Monitorování stavu zařízení, diagnostika, řízení údržby

Snímače a systémy řízení polohy a pohybu (motion control)

celé číslo

Rotační inkrementální snímače polohy

číslo 3/2005

Rotační inkrementální snímače polohy

Již déle než patnáct let prodává společnost Eltra na italském i mezinárodním trhu snímače polohy a elektronické převodníky. Určujícími faktory růstu produktivity společnosti je obezřetná investiční politika, kterou společnost Eltra uplatňuje, a nepřetržitý průzkum trhu při vývoji nových produktů.

Obr. 1.

Obr. 1. Princip inkrementálního snímače

Odborná průprava personálu a úzká spolupráce se zákazníky umožňují dosahovat mnoha stanovených cílů, takže společnost je nyní jedním z nejvýznamnějších výrobců snímačů polohy v Evropě.

Společnost Eltra má pochopení pro potřeby zákazníků a ví, že její produkty musí být spolehlivé. Z tohoto důvodu jsou v systému řízení společnosti přesně vymezeny funkce a odpovědnosti, což zajišťuje efektivní organizaci a krátké dodací lhůty.

Společnost si udržuje veškeré know-how nezbytné pro návrh a výrobu vysoce kvalitních snímačů. To umožňuje dobrou kontrolu výrobního procesu a navíc to společnosti zaručuje vysokou přizpůsobivost v zapojování se do řešení konkrétních problémů a následně možnost poskytovat zákazníkům produkty podle jejich požadavků.

Své výrobky společnost Eltra podrobuje dlouhodobým zkouškám v náročných podmínkách. Výsledkem těchto zkoušek je, že všechny snímače nesou evropskou značku CE. Neustálé zdokonalování zajistilo snímačům společnosti Eltra také certifikáty UL a CSA podle přísných amerických a kanadských předpisů, které jsou uznávány po celém světě.

Obr. 2.

Obr. 2. Optický disk se stopami A, B a Z

Zlepšování kvality produktů je stěžejním bodem strategie společnosti Eltra, a proto se vedoucí pracovníci firmy v roce 1997 rozhodli tento proces podpořit certifikací vlastního systému řízení kvality podle mezinárodní normy ISO 9001.

Základem snímače je optický disk

Jádrem snímače je otočný optický disk, který je mechanicky spojen s připojovací hřídelí snímače (obr. 1). Infračervené světlo vysílané světelným zdrojem (LED), jenž je umístěn před diskem, může procházet pouze průhlednými okénky; zbývající část disku je neprůhledná a světlo pohlcuje. Světlo dále prochází clonkami, které mají stejnou rozteč jako okénka na disku. Světelné impulsy dopadají na optický detektor, který je převádí na elektrické impulsy. Pilový elektrický signál je dále zesílen a elektronicky tvarován na obdélníkový. Pro zlepšení kvality a stability výstupních signálů se snímá vždy v diferenčním režimu, kdy se porovnávají dva totožné signály s opačnou fází (fázový rozdíl je 180° el.). Diferenční způsob snímání umožňuje eliminovat vliv rušení.

Obr. 3.

Obr. 3. Výstupní signály A, B a Z (otáčení hřídele ve směru hodinových ručiček)

Pro rozlišení směru otáčení jsou na pevné části dvě soustavy clonek vzájemně posunuté o 90° (el.). Popsaným způsobem tedy lze získat dva obdélníkové signály posunuté o polovinu periody: kanál A a kanál B (obr. 2). Zpracováním samotného kanálu A je možné získat informaci o rychlosti otáčení, pomocí druhého kanálu lze rozeznat i směr otáčení. K dispozici je ještě další signál, nazývaný Z nebo také nulový (referenční) kanál, který udává nulovou (referenční) polohu hřídele snímače. Tento signál je obdélníkový a je ve fázi s kanálem A.

Výstupní signály lze využít různými zobrazovači, číslicovým řízením (CNC), programovatelným automatem (PLC) nebo jiným řídicím systémem.

Výroba snímačů „na míru„

Protože společnost Eltra disponuje potřebnými znalostmi, vybavením i kvalifikovaným personálem, již mnoho let navrhuje a vyrábí své vlastní optické disky. Díky tomu rychle dodává optické disky s libovolným rozlišením i speciální disky navržené na základě konkrétních požadavků zákazníků.

Mechanické součásti rotačních snímačů se vyrábějí na moderních strojích CNC, které zaručují velkou produktivitu výroby i při zachování odpovídající kvality produktů.

Obr. 4.

Obr. 4. Optický disk a výstupní signály snímače s komutačními výstupy (otáčení hřídele ve směru hodinových ručiček)

Pro své snímače vyrábí společnost Eltra také spolehlivou elektroniku, která je odolná proti vnějšímu elektromagnetickému rušení i proti otřesům vznikajícím při provozu strojů, do nichž jsou snímače instalovány. Tímto způsobem je zajištěna maximální spolehlivost i v těch nejnáročnějších provozních podmínkách.

Aplikace

Rotační snímač polohy je elektromechanický převodník. Jeho výstup je možné používat k řízení rotačních nebo lineárních pohybů (jsou-li snímače opatřeny pastorkem a připojeny k ozubenému hřebenu nebo upevněny na pohybovém šroubu). Mezi hlavní aplikace rotačních snímačů patří obráběcí a tvářecí stroje, roboty a všeobecně elektropohony se zpětnou vazbou.

Inkrementální rotační snímač s komutačními fázovými výstupy

Kromě běžných rotačních snímačů dodává Eltra také snímače, které mají další doplňkové elektrické výstupní signály. Tyto doplňkové signály simulují funkci Hallových (magnetických) komutačních čidel, jež se všeobecně využívají u bezkartáčových komutátorových elektromotorů. U rotačních snímačů Eltra se však tyto impulsy generují opticky a mají podobu trojice obdélníkových impulsů posunutých navzájem o 120° el. (obr. 4). Tyto signály potřebuje převodník k přepínání (komutaci) napětí nebo proudu do příslušných fází elektromotoru. Komutační impulsy se mohou během jedné mechanické otáčky hřídele opakovat vícekrát, jejich počet totiž přímo závisí na počtu pólů připojeného elektromotoru. Proto jsou v sortimentu snímače polohy s komutačními fázemi pro čtyřpólové, šestipólové i vícepólové elektromotory.

Petr Falc,
Schmachtl CZ

SCHMACHTL CZ
Vestec 185
252 42 Jesenice u Prahy
tel.: 244 001 500
e-mail: office@schmachtl.cz
http://www.schmachtl.cz