Encoders

Industriële encoders voor positie-, snelheid- en bewegingsmeting

Encoders zijn sensoren die mechanische beweging omzetten in een elektrisch signaal. Ze worden gebruikt om onder andere positie, hoekverdraaiing, snelheid, draairichting, afstand en lineaire verplaatsing nauwkeurig te meten.

Binnen industriële automatisering vormt een encoder vaak een belangrijk onderdeel van de terugkoppeling tussen een machine en de besturing. De encoder registreert wat er daadwerkelijk beweegt en stuurt deze informatie naar bijvoorbeeld een PLC, frequentieregelaar, servo drive, motion controller of teller.

Hierdoor kunnen bewegingen nauwkeurig worden aangestuurd, bewaakt en gecorrigeerd.

Encoders worden breed toegepast binnen machinebouw, motion control, verpakkingsmachines, intralogistiek, productieautomatisering, aandrijftechniek en positioneersystemen.

Bekijk ook onze encoderoplossingen wanneer u ondersteuning zoekt bij de selectie, integratie of vervanging van een encoder.

Hoe werkt een encoder?

Een encoder registreert een mechanische beweging en vertaalt deze naar een elektrisch signaal dat door een besturing kan worden verwerkt.

Bij een roterende encoder wordt de draaiende beweging van een as gemeten. Afhankelijk van het type encoder kan hiermee bijvoorbeeld de hoekpositie, draairichting of rotatiesnelheid worden bepaald.

Bij lineaire toepassingen kan dezelfde encodertechniek worden gebruikt om een rechtlijnige beweging te meten. Hiervoor bestaan onder andere lineaire encoders, trekdraad sensoren en meetwiel encoders.

Welk meetprincipe het beste past, is daarom sterk afhankelijk van wat er binnen de machine gemeten moet worden.

Welke soorten encoders zijn er?

Er bestaan verschillende soorten industriële encoders. Het belangrijkste onderscheid wordt gemaakt op basis van de gewenste meetwaarde, encodertechniek en mechanische montage.

Absolute encoders

Een absolute encoder geeft iedere positie een unieke digitale waarde. De besturing kan daardoor direct bepalen in welke positie de encoder staat.

Dit is vooral belangrijk bij machines waarbij de actuele positie ook na een spanningsonderbreking bekend moet zijn.

Absolute encoders zijn verkrijgbaar als singleturn en multiturn encoder en met verschillende industriële interfaces, afhankelijk van de uitvoering en toepassing.

Incrementele encoders

Een incrementele encoder genereert pulsen tijdens het draaien. Door deze pulsen te tellen kan de besturing snelheid, draairichting en relatieve positie bepalen.

Incrementele encoders worden veel toegepast voor:

• toerentalmeting;
• snelheidsregeling;
• positionering;
• motorfeedback;
• lengtemeting;
• synchronisatie van machinebewegingen.

Meer weten over het verschil? Lees dan ook onze uitleg over absolute en incrementele encoders.

Lineaire encoders

Lineaire encoders meten rechtstreeks de positie of verplaatsing langs een lineaire bewegingsas.

Ze worden onder andere toegepast in CNC-machines, gereedschapsmachines, meetmachines en nauwkeurige positioneersystemen.

Omdat de lineaire beweging direct wordt gemeten, kunnen deze meetsystemen zeer geschikt zijn voor toepassingen waarbij een hoge positioneringsnauwkeurigheid noodzakelijk is.

Trek­draad sensoren en trekkoord encoders

Een trekdraad sensor of trekkoord encoder zet een lineaire beweging via een uittrekbare meetkabel om in een positie- of afstandsmeting.

Deze sensoren zijn vooral interessant wanneer een grotere lineaire afstand moet worden gemeten en het niet praktisch is om over de volledige slag een lineair meetsysteem te monteren.

Typische toepassingen zijn onder andere:

• hydraulische cilinders;
• hijs- en hefsystemen;
• mobiele machines;
• kranen;
• uitschuifbare masten;
• magazijnsystemen;
• positionering van bewegende machineonderdelen.

De termen trekdraad sensor, trekdraadsensor, trekkoord encoder, draw wire sensor en draw wire encoder worden in de praktijk vaak voor hetzelfde meetprincipe gebruikt.

Meetwiel encoders

Meetwiel encoders worden gebruikt voor het meten van lengte, afstand en snelheid van bewegend materiaal.

Het meetwiel loopt rechtstreeks over bijvoorbeeld folie, kabel, papier, karton, textiel, een transportband of ander materiaal. De gekoppelde encoder registreert hoeveel het wiel draait en zet dit om in een meetwaarde.

Voor toepassingen waarbij contact met het materiaal ongewenst is of slip van het meetwiel problemen veroorzaakt, kan ook contactloze lengte- en snelheidsmeting interessant zijn, bijvoorbeeld met de Wachendorff speedMATE.

Bearingless encoders

Bearingless encoders hebben geen conventionele eigen lagering en worden rechtstreeks rond of op de bestaande machine-as geïntegreerd.

Deze constructie kan interessant zijn wanneer:

• weinig inbouwruimte beschikbaar is;
• hoge toerentallen voorkomen;
• mechanische slijtage beperkt moet worden;
• een encoder compact in een bestaande constructie moet worden geïntegreerd.

Ze worden onder andere toegepast in motoren, aandrijvingen en compacte motion-controlsystemen.

Singleturn of multiturn absolute encoder?

Bij absolute encoders wordt onderscheid gemaakt tussen singleturn en multiturn encoders.

Een singleturn encoder bepaalt de absolute positie binnen één volledige omwenteling van 360 graden.

Een multiturn encoder registreert daarnaast hoeveel volledige omwentelingen de as heeft gemaakt. Hierdoor kan over meerdere omwentelingen een unieke absolute positie worden bepaald.

Multiturn encoders worden bijvoorbeeld toegepast bij:

• liftsystemen;
• kranen;
• lineaire assen met spindelaandrijving;
• magazijnsystemen;
• positioneerinstallaties;
• aandrijvingen waarbij meerdere asomwentelingen moeten worden gevolgd.

Massieve as, holle as of bearingless encoder?

Naast de elektrische eigenschappen speelt ook de mechanische uitvoering een belangrijke rol bij het kiezen van een encoder.

Een massieve-as encoder wordt meestal via een koppeling verbonden met de aandrijfas.

Een holle-as encoder kan rechtstreeks over een bestaande machine- of motoras worden gemonteerd. Hierdoor is vaak geen aparte askoppeling nodig en kan een compacte montage worden gerealiseerd.

Wanneer er nog minder ruimte beschikbaar is of de encoder volledig in de machineconstructie moet worden geïntegreerd, kan een bearingless uitvoering interessant zijn.

Bij vervanging van een bestaande encoder is het belangrijk om onder andere te controleren:

• asdiameter;
• flens;
• steekcirkel;
• montagegaten;
• inbouwlengte;
• draairichting;
• kabel- of connectorpositie.

Een elektrisch geschikte encoder is namelijk niet automatisch ook mechanisch uitwisselbaar.

Welke encoder heb ik nodig?

De juiste encoder wordt bepaald door de volledige toepassing. Alleen kijken naar het aantal pulsen of de asdiameter is meestal onvoldoende.

Belangrijke selectiecriteria zijn:

• wat moet worden gemeten: positie, snelheid, hoek, lengte of afstand;
• absolute of incrementele terugkoppeling;
• singleturn of multiturn;
• resolutie;
• nauwkeurigheid;
• maximaal toerental;
• massieve of holle as;
• asdiameter;
• flens en montagewijze;
• voedingsspanning;
• uitgangssignaal of communicatie-interface;
• beschermingsklasse;
• temperatuur;
• trillingen en schokken;
• beschikbare inbouwruimte.

Daarnaast moet de encoder elektrisch aansluiten op de bestaande PLC, drive of machinebesturing.

Welke encoderinterface heb ik nodig?

De elektrische interface bepaalt hoe de encoder met de besturing communiceert.

Bij incrementele encoders worden onder andere verschillende puls- en driversignalen gebruikt. Bij absolute encoders zijn digitale communicatie-interfaces gebruikelijk.

Welke interface nodig is, hangt af van de bestaande besturing en de gewenste hoeveelheid positie-informatie.

Bij het vervangen van een encoder is het daarom belangrijk om niet alleen de mechanische afmetingen te vergelijken, maar ook de voedingsspanning, signaalvorm, resolutie, pinbezetting en communicatie-interface.

Encoders voor machinebouw en motion control

Binnen machinebouw vormen encoders vaak een essentieel onderdeel van een gesloten regelkring.

Een encoder kan bijvoorbeeld terugmelden:

• waar een as zich bevindt;
• hoe snel een motor draait;
• welke kant een machineonderdeel beweegt;
• hoeveel materiaal is getransporteerd;
• hoe ver een lineaire as is verplaatst;
• wanneer een vooraf ingestelde positie is bereikt.

De besturing gebruikt deze informatie vervolgens om een motor, servo, pneumatische beweging of ander proces nauwkeurig aan te sturen.

Lees meer over de integratie van encoderfeedback op onze pagina over motion control integratie.

Waar worden industriële encoders toegepast?

Encoders komen voor in vrijwel iedere industrie waar beweging gecontroleerd of gemeten moet worden.

Voorbeelden zijn:

• verpakkingsmachines;
• transportsystemen;
• AGV's en intralogistiek;
• CNC-machines;
• robotica;
• drukmachines;
• etiketteermachines;
• kabel- en draadproductie;
• handling- en assemblagesystemen;
• hijs- en kraansystemen;
• servo- en motoraandrijvingen;
• productielijnen;
• positioneertafels;
• mobiele machines.

Afhankelijk van de toepassing kan dezelfde beweging met verschillende encodertechnieken worden gemeten. De beste oplossing wordt daarom bepaald door de combinatie van meetfunctie, nauwkeurigheid, mechanische constructie, besturing en omgeving.

Encoder vervangen of alternatief zoeken

Een bestaande encoder hoeft niet altijd door exact hetzelfde merk of typenummer te worden vervangen.

Wanneer een encoder niet meer leverbaar is, een lange levertijd heeft of economisch minder interessant is geworden, kan vaak een technisch gelijkwaardig alternatief worden geselecteerd.

Bij encoder vervanging en retrofit vergelijken wij onder andere:

• encoderprincipe;
• resolutie;
• uitgangssignaal;
• interface;
• voedingsspanning;
• as- en flensmaten;
• connector of kabel;
• toerental;
• beschermingsklasse;
• nauwkeurigheid;
• omgevingscondities.

Het doel is waar mogelijk een alternatief te vinden dat elektrisch én mechanisch aansluit, zodat aanpassingen aan de bestaande machine tot een minimum beperkt blijven.

Encodermerken bij Indusen

Indusen levert encoder- en meetsystemen van verschillende gespecialiseerde fabrikanten.

Binnen ons assortiment vindt u onder andere encoders van Wachendorff Automation, met een breed programma industriële roterende encoders, trekkoordoplossingen, meetwielsystemen en contactloze lengtemeting.

Daarnaast levert Precizika Metrology onder andere absolute, incrementele en lineaire encoders voor industriële positionerings- en meettoepassingen.

Door verschillende encodertechnieken en fabrikanten te combineren kunnen we vanuit de toepassing bekijken welke oplossing technisch en economisch het beste past.

Hulp bij een encoder selecteren of vervangen

Indusen ondersteunt engineers, machinebouwers en industriële eindgebruikers bij de selectie, vervanging en integratie van industriële encoders.

Daarbij kijken we verder dan alleen het typenummer. We beoordelen onder andere resolutie, interface, mechanische montage, asuitvoering, snelheid, nauwkeurigheid en omgevingscondities.

Heeft u een bestaande encoder die vervangen moet worden? Stuur dan het typenummer, een foto van het typeplaatje of een datasheet door. Wij vergelijken de specificaties en bekijken welke encoder technisch én economisch het beste bij uw machine of toepassing past.

Bekijk ook onze pagina's over encoderoplossingen, motion control integratie en retrofit en vervanging.