Encoder lineal Óptico

Los sistemas de medida lineales de la familia de productos LT trabajan bajo el principio de escaneado fotoeléctrico sobre un cristal que tiene grabado una escala codificada absoluta. Unos sensores escanean varias pistas, las cuales contienen la información de medida en alta resolución, de las coordenadas 3D y la posición angular entre la escala del cristal y la unidad de escaneado. Evaluando las señales de medición, el código que indica la medición de la posición es determinada por la señal que entrega el sensor y gracias a una información de medida adicional, los errores de ajuste o guía son corregidos completamente.

La velocidad máxima de desplazamiento del sensor LT es de unos 10 metros por segundo. Con sensores de tipo incrementales se limita la velocidad debido a los requisitos de sincronización. En contraste, la velocidad de este sistema absoluto de codificación sólo está limitado por consideraciones mecánicas.

Fig. 20. Encoder Lineal Optico

Con una resolución de 0,1 µm, los sistemas de medida basados en transformación óptica están especialmente diseñados para aplicaciones que requieren alta resolución y precisión.

Este tipo de encoders se construye con carcasas similares a los sistemas lineales de magnetostricción. La escala sobre vidrio, la óptica, el cabezal de medición y la electrónica de procesamiento están todos montados en el interior de la carcasa. Los tipos de carcasa incluyen un cilindro rectangular estándar, de aluminio con perfil bajo y cilindros de aluminio de alta resistencia para aplicaciones más exigentes. En este sentido se pueden apreciar las siguientes versiones:

 Con patín de medición, incluso con varias cabezas de medición en el mismo sistema, por ejemplo para el posicionamiento de varias cuchillas en cortadores de papel.

 Con ejes de medición sin interacción mecánica, diseñado para aplicaciones dinámicas.

 Con carcasas protectora especial para aplicaciones en ambientes hostiles, por ejemplo en líneas de producción en industria siderúrgica.

Fig. 21. Housing Encoders Lineales Opticos

3.3 Encoder Lineal Laser

Los encoders lineales basados en medición de distancia láser son sensores ópticos capaces de medir grandes distancias sin contacto con un control de lazo cerrado. El sistema de medida consiste en un dispositivo con una fuente de luz láser (luz roja visible), óptica de recepción, procesador de señal electrónico, interfaz de datos y un reflector. El dispositivo emite un haz de luz modulada la cual es devuelta por el reflector. Para este propósito, el dispositivo de medición está unido al objeto en movimiento y el reflector a la estación remota fija de tal manera que el reflector permanece siempre dentro del campo visual del sensor.

El encoder envía una señal por medio de una luz laser la que es reflejada en un papel reflector especialmente diseñado para generar un desfase en el rebote. Esta señal es recibida por sensores fotoreceptores ubicados en el mismo sensor. La electrónica del sistema analiza el desplazamiento de fase y la frecuencia entre el haz de luz emitido y recibido, determinando la distancia un total de 1000 veces por segundo con una resolución programable de hasta 0,1mm. (Resolución física 0,7 mm).

Fig. 22. Principio de Funcionamiento Medición Laser

Una de las características es que el laser utilizado para la medición debe ser altamente preciso para desarrollar una medición de fase exitosa. Por esto se realiza un proceso de linealización de la señal.

Los láser no linealizados tienen una desviación de fase mayor que va creciendo y da saltos o picos que aumentan a medida que crece la distancia. La linealización asegura que no se produzcan estos saltos en el error de precisión siendo uniforme en todo el rango de medición.

En la Fig. 23 aparece la diferencia en el comportamiento de la señal laser. En el primer gráfico se aprecian los saltos a medida que aumenta la señal mientras que en el segundo se ve la regularidad de la señal sostenida en el tiempo.

Fig. 23. Diferencia entre Laser No Linealizado y Linealizado.

Existe un segundo tipo sensor laser que se basa en un principio de rebote sin reflector. Corresponde a los encoders LLB 30 D capaz de detectar objetos casi estáticos hasta una distancia de 30mt.

El encoder dispara la señal laser contra un objeto. Parte de la señal se refleja internamente. El objeto refleja la luz y esta es recibida por fotoreceptores. El encoder mide la cantidad de tiempo que toma recibir de vuelta la señal de rebote y en consecuencia calcula la distancia. (Fig. 24)

Fig. 24. Medición Laser sin Reflector

Los encoders con medición por láser se pueden configurar según sea necesario utilizando el software de programación. Los parámetros programables incluyen la resolución, formato de datos, codificación palabra de datos, ajustes previos, finales de carrera, bits de señal y salidas de conmutación.

Los sistemas de posicionamiento basados en láser son utilizados principalmente en logística, especialmente en sistemas de almacenaje y transporte.

3.4 Medición Lineal por Cable Retráctil

Este tipo de encoders se basa en un sistema compuesto donde una interfaz mecánica contiene un cable enrollado sobre un resorte especialmente construido con características anti deslizamiento. En sus extremos se monta un encoder absoluto con acoplamiento integrado. Su medición de posición se basa entonces al de un encoder rotatorio pero con distancia de medición acotado al largo del cable.

Fig. 25. Encoder con Sistema de Cable Retráctil