1. ¿Qué es un codificador absoluto?
Uncodificador absolutoEs un tipo de codificador que proporciona información precisa sobre la posición de un objeto o componente mecánico. A diferencia de los codificadores incrementales, que rastrean el movimiento mediante el conteo de pulsos, los codificadores absolutos generan un código único para cada posición, lo que garantiza una retroalimentación precisa independientemente de interrupciones o reinicios de energía. Esta capacidad hace que el codificador absoluto sea altamente confiable en aplicaciones donde mantener datos de posición precisos es crucial.
Los codificadores absolutos se utilizan comúnmente en industrias como la automatización, la robótica, la industria aeroespacial, los equipos médicos y más, donde se requiere alta precisión y retroalimentación de posición en tiempo real.
Sección transversal de un codificador absoluto (tipo electromagnético)
2. ¿Cómo funcionan los codificadores absolutos?
El principio fundamental de los codificadores absolutos es convertir el desplazamiento rotacional o lineal en una señal digital única correspondiente a una posición específica. En un codificador absoluto, eldisco de codificaciónodisco magnéticoEstá marcado con patrones únicos que representan posiciones específicas. Estos patrones pueden ser marcas ópticas (para codificadores ópticos) o polos magnéticos (para codificadores magnéticos).
Codificadores ópticosUtilizan una fuente de luz y fotodetectores para detectar cambios en los patrones de un disco codificador. A medida que el disco gira, el codificador genera una señal basada en la posición única de las marcas en el disco.
Codificadores magnéticosUtilizan campos magnéticos para detectar cambios de posición. Suelen ser más robustos que los codificadores ópticos y se utilizan en entornos hostiles.
Código de posición únicoCada posición del disco codificador corresponde a un código binario, Gray o hexadecimal único, lo que garantiza que no haya dos posiciones con el mismo código de salida. Incluso si el sistema se queda sin alimentación, el codificador conserva sus datos de posición y proporciona la salida correcta al reiniciarse.
No es necesario reiniciarA diferencia de los codificadores incrementales, que pierden su información de posición al apagarse, los codificadores absolutos no requieren reinicio. La posición siempre está disponible, lo que los hace ideales para aplicaciones donde la precisión de la posición es crucial, incluso después de apagar y encender.
Salida del codificador absoluto
3. Tipos de codificadores absolutos
Existen varios tipos de codificadores absolutos según su método de salida, tipo de codificación y principio de funcionamiento. A continuación, se presentan los principales tipos de codificadores absolutos:
Codificadores absolutos de una sola vueltaEstos codificadores proporcionan códigos únicos para las posiciones dentro de una sola revolución. Se suelen utilizar en aplicaciones con movimiento de rotación limitado o donde el rango de posición es menor.
Codificadores absolutos multivueltaEstos codificadores pueden rastrear posiciones en múltiples rotaciones y ofrecen mayor resolución y rangos de posición más amplios. Los codificadores multivuelta son ideales para aplicaciones que requieren alta precisión y rotación de largo alcance.
Codificadores ópticosLos codificadores ópticos absolutos utilizan sensores ópticos y fuentes de luz para leer patrones en el disco de codificación. Ofrecen alta resolución, pero son sensibles al polvo, la suciedad y las condiciones ambientales adversas.
Codificadores magnéticosLos codificadores absolutos magnéticos utilizan campos magnéticos para detectar la posición, lo que ofrece una solución más duradera que los codificadores ópticos. Son ideales para entornos con condiciones adversas, como altas temperaturas o polvo.
Codificadores de salida en serie y en paralelo:
Salida en serie:Estos codificadores suelen utilizar protocolos de comunicación comoSSI,Modbus,PODERoProfibuspara transmitir datos de posición a distancias más largas.
Salida paralelaEstos codificadores proporcionan una salida directa con múltiples líneas de señal, normalmente se utilizan en aplicaciones de corta distancia y alta velocidad.
4. Características principales de los codificadores absolutos
Información de posición única:Cada posición en el codificador corresponde a un código único, proporcionando datos de posición precisos y exactos en todo momento.
No es necesario reiniciarLos codificadores absolutos no requieren reinicio tras apagar y encender. Conservan los datos de posición incluso si el sistema se apaga, lo que los hace ideales para aplicaciones donde la fiabilidad es crucial.
Alta precisiónLos codificadores absolutos ofrecen alta resolución y precisión, lo que los hace adecuados para aplicaciones que requieren información de posición precisa, como robótica, máquinas CNC y más.
Múltiples formatos de salidaEstos codificadores ofrecen varios tipos de salida, incluidas señales analógicas, señales digitales e interfaces de comunicación en serie, lo que proporciona flexibilidad para adaptarse a diferentes sistemas de control.
Fuerte durabilidadLos codificadores absolutos magnéticos, en particular, son conocidos por su robustez, lo que los hace adecuados para entornos hostiles donde los codificadores ópticos podrían fallar debido al polvo o la humedad.
5. Aplicaciones de los codificadores absolutos
Gracias a su alta precisión y fiabilidad, los codificadores absolutos se utilizan ampliamente en industrias donde la retroalimentación precisa de la posición es esencial. Algunas aplicaciones típicas incluyen:
Automatización industrialEn las líneas de producción automatizadas, se utilizan codificadores absolutos para controlar brazos robóticos, transportadores y máquinas herramienta. Su retroalimentación precisa garantiza que el equipo siga trayectorias predefinidas con precisión.
RobóticaEn robótica, los codificadores absolutos se utilizan para rastrear la posición de brazos robóticos, plataformas móviles y otros dispositivos, proporcionando retroalimentación en tiempo real al sistema de control. Son esenciales en aplicaciones que requieren un control de movimiento preciso, como robots de ensamblaje automatizado o quirúrgicos.
Electrónica automotrizLos codificadores absolutos se utilizan en aplicaciones automotrices como sistemas de dirección eléctrica, elevalunas, ajustadores de asientos y monitorización de la posición del techo solar. La precisión de los datos de posición garantiza que estos componentes funcionen correctamente y respondan a las instrucciones del usuario con fiabilidad.
AeroespacialEn aplicaciones aeroespaciales, los codificadores absolutos se utilizan para controlar superficies de vuelo, posicionamiento satelital y otros sistemas críticos. Su precisa retroalimentación de posición garantiza la seguridad y un control preciso en las operaciones de vuelo.
Equipo médicoLos codificadores absolutos se utilizan en dispositivos médicos como máquinas de resonancia magnética, escáneres de tomografía computarizada y herramientas de cirugía robótica. Proporcionan retroalimentación precisa para garantizar un funcionamiento seguro y eficaz.
Sistemas de ascensoresLos codificadores absolutos se utilizan para controlar la posición de los ascensores, garantizando que se detengan en el piso correcto y proporcionen un funcionamiento seguro y suave.
6. Comparación: codificadores absolutos e incrementales
A continuación se muestra cómo se comparan los codificadores absolutos con los codificadores incrementales:
Información de posición:
Codificador absoluto:Proporciona un código único para cada posición, lo que garantiza un seguimiento preciso de la posición incluso si se pierde la energía o se reinicia el sistema.
Codificador incremental:Se basa en el recuento de pulsos para rastrear la posición y pierde datos de posición si se pierde energía, lo que requiere un reinicio o una recalibración.
Precisión:
Codificador absoluto:Ofrece mayor precisión y exactitud porque cada posición tiene un código único.
Codificador incremental:Proporciona una resolución más baja y generalmente se utiliza para retroalimentación de velocidad o dirección, no para seguimiento de posición preciso.
Aplicaciones:
Codificador absoluto:Ideal para aplicaciones donde la retención de posición y la alta precisión son esenciales, como robótica, aeroespacial y fabricación de precisión.
Codificador incremental:Adecuado para aplicaciones que no requieren retención de posición y se centran en el seguimiento de la posición relativa, como el monitoreo de velocidad o el control de movimiento básico.
7. Ventajas de los codificadores absolutos
No es necesario reiniciarLos codificadores absolutos mantienen su información de posición incluso después de ciclos de energía, lo que los hace adecuados para aplicaciones que no pueden permitirse perder datos de posición.
Alta precisiónLos codificadores absolutos ofrecen precisión y resolución superiores, lo que los hace ideales para sistemas que requieren un control de posición preciso, como robótica, máquinas CNC y aplicaciones aeroespaciales.
Amplia gama de aplicacionesLos codificadores absolutos se utilizan en muchas aplicaciones críticas, desde automatización industrial hasta dispositivos médicos, aeroespacial y más, lo que garantiza una retroalimentación de posición precisa y en tiempo real.
8. Conclusión
Los encoders absolutos son componentes vitales en la automatización moderna, la robótica, la industria aeroespacial y muchas otras industrias donde se requiere una retroalimentación de posición precisa. Proporcionan datos de posición únicos y precisos y son altamente confiables en aplicaciones críticas. A diferencia de los encoders incrementales, los encoders absolutos no requieren reinicio tras los ciclos de encendido y pueden mantener la información de posición incluso durante cortes de energía. Su versatilidad, precisión y confiabilidad los hacen indispensables en aplicaciones de alta precisión y alta confiabilidad.