Calcular posições é uma tarefa praticamente inerente a encoders, mas, eles também podem ser utilizados para medir a distância linear comparando a número de pulsos dado ao número de pulsos por comprimento de arco, podendo ser uma medida aplicada em projetos que exijam essa informação.
São 3 as principais abordagens para realizar essa medida:
- Utilização de encoders Draw Wire – Fios de Tração
- Medição Direta com encoders com uma roda de suporte
- Medição indireta a partir do encoder no eixo de um motor
Com relação à utilização de encoders com cabo de tração (draw wire) este tópico pode ser encontrada mais detalhadamente aqui mesmo em nosso site da Mokka-Sensors. Focaremos principalmente nesse artigo nos outros 2 tópicos citados.
A medida de distância em processos industriais é fundamental, dos mais simples ao mais complexos cada sistema possui seus próprios requisitos.
Medição Direta Utilizando um Encoder com Roda
Uma roda de medição ou encoder de roda seguidora consiste em uma roda montada no eixo de um encoder (ou vice-versa). A roda faz contato direto com a superfície do material que está sendo medido. À medida que o material se move em relação ao encoder, a roda gira, girando o disco do código do encoder e gerando um sinal.
Para calcular o comprimento percorrido L (polegadas) começamos calculando o número de pulsos por 1 pol. De comprimento de arco (PPI):
onde PPR é pulsos por rotação e D é o diâmetro da roda seguidora (polegadas). Então o comprimento L é dado por:
Como comentado anteriormente, cada sistema tem seus requisitos particulares, em alguns casos a roda pode permanecem fixa enquanto o material se movimenta, em outros, a roda pode ser móvel enquanto um determinado comprimento de material é medido.
Medição Direta de Distância – Como Manter a Precisão
O aspecto mais importante da medição do comprimento com um codificador de roda de medição é evitar derrapagens. A roda precisa de um coeficiente de atrito adequado em relação ao material que está sendo avaliado. O coeficiente de atrito pode ser ajustado por uma combinação da estrutura da superfície da roda e de seus materiais.
Outra maneira de evitar derrapagens é adicionando uma pré-carga. A pré-carga precisa ser cuidadosamente equilibrada, no entanto. Se estiver muito baixo, a roda pode pular ou escorregar, resultando em perda de movimento. Se a pré-carga for muito alta, poderá danificar o produto que está sendo medido. Também pode aplicar carga excessiva ao rolamento, resultando em aumento do desgaste e, potencialmente, falha prematura.
Evitando Cargas Suspensas
Cargas suspensas podem ser um risco em aplicações de roda seguidora. Cargas suspensas excessivas tornam o mancal um ponto de apoio e, portanto, suscetíveis a falhas prematuras.
Um exemplo simples de carga suspensa está em um sistema de correia e polia. Nesse caso de uso, a unidade aplicaria uma roda seguidora dentada que se engataria na correia. A tensão da correia controla a carga na roda: Se a correia estiver muito frouxa, a roda poderá escorregar; se estiver muito apertado, poderá danificar o codificador.
Uma solução é usar um encoder de eixo duplo e montar uma roda seguidora em ambos os lados. Para uma aplicação que envolve choque e vibração mais elevados, um encoder de eixo vazado pode ser mais resistente.
Em aluns casos não havendo alternativas adequadas ao consultar os encoders industriais, encoders de trabalho pesado – Heavy Duty – podem ser a melhor opção.
Medição Indireta de Distância Utilizando o Eixo do Motor
Nem todas as aplicações permitem que a carga seja medida diretamente. Em testes destrutivos, por exemplo, um par de pinças é usado para separar a peça de teste até que ela falhe. Nesse caso, o encoder é montado no eixo do motor para rastrear as rotações. Esses dados podem ser usados com uma variação da equação 1 e da equação 2 para produzir o deslocamento das garras.
A montagem do encoder no eixo do motor é uma abordagem comum. É mais simples de executar do que uma roda seguidora, com menos possíveis erros de montagem. Em contrapartida, elementos mecânicos como caixas de engrenagens e acopladores podem apresentar problemas como conformidade, folga e histerese. Os atuadores também podem introduzir problemas mecânicos, além de problemas práticos.
Embora os meios sejam variados, a forma para medir distância mais adequada é sem dúvidas aquela que se adéqua ao seu projeto.
Encoders Populares da Dynapar para Medição de Distância:
Para um material mais detalhado, consulte diretamente o site da Dynapar.
Caso tenha alguma dúvida na escolha do Encoder mais apropriado para a sua aplicação. Entre em contato, a equipe da Mokka-Sensors estará a sua disposição!
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