شفت انکودر چیست؟ بررسی انواع و کاربرد آن
در دنیای پیشرفته‌ی امروز، دقت و کنترل در حرکات مکانیکی اهمیت ویژه‌ای یافته‌اند. یکی از ابزارهای کلیدی در این زمینه، شفت انکودر است که نقش حیاتی در اندازه‌گیری موقعیت، سرعت و جهت چرخش در سیستم‌های مختلف ایفا می‌کند. در این مقاله از آکام صنعت، نمایندگی SICK در ایران، به بررسی جامع شفت انکودر، انواع آن و کاربردهای متنوعش خواهیم پرداخت.
شفت انکودر چیست؟
قبل از این که با شفت انکور آشنا شوید بهتر است مقاله انکودر چیست را مطالعه کنید تا با این قطعه آشنایی نسبی داشته داشته باشید. شفت انکودر که به عنوان سنسور زاویه سنج نیز شناخته می‌شود، دستگاهی است که برای اندازه‌گیری موقعیت زاویه‌ای، سرعت و جهت چرخش شفت‌ها و محورهای دوار استفاده می‌شود. این دستگاه با تبدیل حرکت مکانیکی به سیگنال‌های الکتریکی، اطلاعات دقیقی را برای کنترل و مانیتورینگ سیستم‌های مختلف فراهم می‌کند. در صنایع مختلف، از جمله اتوماسیون صنعتی، رباتیک، ماشین‌های CNC و تجهیزات پزشکی، شفت انکودرها برای کنترل دقیق حرکات و موقعیت‌ها به کار می‌روند. این دستگاه‌ها با دقت بالا و قابلیت اطمینان، نقش مهمی در بهبود عملکرد و افزایش بهره‌وری سیستم‌ها دارند.
انواع شفت انکودر
انواع سنسور زاویه سنج بر اساس ساختار فیزیکی و نحوه اتصال به شفت یا محور، به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
شفت انکودر جامد
این نوع انکودر دارای شفتی جامد است که مستقیماً به شفت موتور یا دستگاه متصل می‌شود. اتصال معمولاً از طریق کوپلینگ انجام می‌گیرد تا انتقال حرکت به صورت دقیق و بدون لقی صورت پذیرد. شفت انکودرهای جامد به دلیل ساختار ساده و مقاومت بالا، در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شفت انکودر توخالی
این نوع انکودر ترکیبی از دو نوع قبلی است. شفت انکودر نیمه توخالی دارای سوراخی است که تا انتهای انکودر ادامه ندارد. این طراحی برای کاربردهایی مناسب است که نیاز به اتصال محکم‌تر و جلوگیری از حرکت اضافی شفت دارند.
ساختار داخلی سنسور زاویه
شفت انکودرها از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که هر کدام نقش خاصی در عملکرد دستگاه دارند. اجزای اصلی شامل:
- دیسک رمزگذار: دیسکی که با چرخش شفت می‌چرخد و دارای الگوهای خاصی است که برای تولید سیگنال‌های الکتریکی استفاده می‌شود.
- سنسور نوری یا مغناطیسی: این سنسورها تغییرات در الگوهای دیسک را تشخیص داده و به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند.
- مدار الکترونیکی: سیگنال‌های تولید شده توسط سنسورها را پردازش کرده و به خروجی‌های قابل استفاده برای سیستم‌های کنترلی تبدیل می‌کند.
- بدنه و شفت: ساختار مکانیکی که اجزای داخلی را محافظت کرده و امکان اتصال به شفت دستگاه را فراهم می‌کند.
نحوه عملکرد شفت انکودر
عملکرد شفت انکودر بر اساس تبدیل حرکت مکانیکی به سیگنال‌های الکتریکی است. زمانی که شفت انکودر به محور دوار متصل می‌شود، با چرخش شفت، دیسک رمزگذار نیز می‌چرخد. سنسورهای داخلی تغییرات در الگوهای دیسک را تشخیص داده و سیگنال‌های الکتریکی تولید می‌کنند. این سیگنال‌ها سپس توسط مدار الکترونیکی پردازش شده و به اطلاعاتی مانند موقعیت زاویه‌ای، سرعت و جهت چرخش تبدیل می‌شوند. این اطلاعات برای کنترل دقیق حرکات در سیستم‌های مختلف، از جمله ربات‌ها، ماشین‌های CNC و تجهیزات اتوماسیون صنعتی، استفاده می‌شود.
نکات مهم در انتخاب شفت انکودر مناسب
برای انتخاب درست سنسور زاویه سنج، باید چند فاکتور اساسی را در نظر بگیرید:
نوع سنسور: انکودر افزایشی یا مطلق؟
انکودر افزایشی: این نوع انکودر با تولید پالس‌های متوالی، تنها اطلاعاتی درباره تغییر موقعیت ارائه می‌دهد. یعنی وقتی برق قطع شود، موقعیت از دست می‌رود. این مدل برای سیستم‌هایی مناسب است که نیازی به دانستن موقعیت دقیق شفت در لحظه روشن شدن ندارند، مثلاً برای کنترل سرعت یا شمارش دور.
انکودر مطلق (ابسولوت): برعکس افزایشی، این مدل برای هر موقعیت یک کد یکتا تولید می‌کند. حتی اگر برق قطع شود، وقتی سیستم روشن می‌شود، انکودر دقیقاً می‌داند در چه موقعیتی قرار دارد. برای کاربردهایی که دقت بالا و حفظ موقعیت اهمیت دارد، مثل ماشین‌آلات CNC یا ربات‌ها، گزینه‌ای ایده‌آل به شمار می‌رود. یکی از بهترین برندهای تولید کننده این نوع انکودر، برند SICK است که جهت خرید انکودر مطلق SICK می‌توانید به دسته بندی مربوطه مراجعه کنید.
نوع شفت: جامد یا توخالی؟
بعد از تعیین نوع سنسور، باید ببینید که چه نوع اتصالی به دستگاه دارید. آیا شفت مستقیماً از موتور بیرون زده یا باید روی شفت سوار شود؟ اینجا سه گزینه دارید:
- شفت جامد
- شفت توخالی
- شفت نیمه‌توخالی
برند شفت انکودر
جهت خرید سنسور زاویه سنج باید بهترین مدل های آن را خریداری نمایید. برندهای معتبر معمولاً دارای گواهی‌های استاندارد بین‌المللی، خدمات پس از فروش قوی و دقت بالاتری در تولید هستند. معتبرترین برند هایی که که می‌توان محصولات را از آنها خریداری کرد موارد زیر هستند:
- SICK (آلمان): یکی از معتبرترین برندهای دنیا با تکنولوژی پیشرفته، مخصوصاً برای کاربردهای صنعتی دقیق. نمایندگی رسمی این برند در ایران توسط شرکت آکام صنعت ارائه می‌شود. می‌توانید جهت خرید انکودر sick از طریق لینک اقدم نماییدو محصولات آن را مشاهده کنید.
- Eltra (ایتالیا): الترا یکی از برندهای معتبر اروپایی در زمینه تولید انکودرهای چرخشی و خطی است که محصولات با طراحی دقیق و ساختار مقاوم تولید و عرضه می‌کند.
- Selet (ایتالیا): سلت شرکتی دیگر از ایتالیاست که تخصصش در تولید انواع سنسورها و انکودرهای صنعتی با دقت مناسب و دوام بالاست.
- Lika (ایتالیا): لیکا یکی دیگه از برندهای معتبر اروپایی است که در زمینه تولید انکودرهای مطلق، افزایشی، مغناطیسی و نوری فعالیت دارد.
جمع بندی
شفت انکودر به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مؤلفه‌های اندازه‌گیری و کنترل در صنایع مدرن، نقشی مهمی در تضمین دقت، تکرارپذیری و پایداری فرآیندها ایفا می‌کند. انتخاب صحیح این تجهیز، مستقیماً بر عملکرد کلی سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، تجهیزات مکانیکی و ماشین‌آلات هوشمند تأثیرگذار است. به طور کلی علاوه بر دقت به ویژگی‌های فنی، انتخاب برند مناسب نیز نباید نادیده گرفته شود. برند هایی که در انتها معرفی شدند نه تنها از نظر تکنولوژیکی در سطح بالایی قرار دارند، بلکه با ارائه پشتیبانی فنی قوی و گارانتی معتبر، اطمینان خاطر لازم را برای کاربران صنعتی فراهم می‌سازند.