Encoder Nedir? Çeşitleri ve Kullanım Alanları

Baskı endüstrisine girenlerin veya baskı dünyasına ilgi duyanların merakını cezbeden bir terim olan encoder nedir?

Encoder, çeşitli sinyaller oluşturmak amacıyla belirli sistemleri kullanarak geri bildirimler hazırlayan ve gönderen elektromanyetik cihaz ya da algoritmalardır. Hareket; sayaç veya programlanabilir akıllı kontrolör (PLC) gibi bir sistem tarafından okunarak elektrik sinyaline dönüştürülür. Bu işlemi yapan cihaza encoder, yani sinyal üretici denir.

Kullanılan sistemler mekanik, optik, manyetik veya dirençli sistemlerdir. Bu sistemler arasında en yaygın kullanılanı optik sistemdir. Encoder çeşitleri bu sistemlere göre değişir. Encoder’ın gönderdiği geri bildirim sinyali ile bir aracın konumunu, hızını veya yönünü ya da üretim bandı üzerinden kaç tane ürün geçtiğini belirleme imkanı vardır.

Encoder Kullanım Alanları

Encoder nedir sorusunu yanıtladık. Peki bu cihaz hangi amaçlarla kullanılıyor?

Encoder, var olan bir kodu kendi algoritmasına göre çözümleyerek denetleyici bilgisayara gönderir. Bu veri aktarımı sonucunda denetleyici sistem gelen bilgiyi işleme dönüştürür. Bu proseslere verilebilecek örnekler şöyledir:

• Encoder sistemleri, gözlem evlerinde konumlandırma geri bildirimi sağlayarak hareketli bir aynanın hangi konumda olduğunu, mekanizmayı hareket ettiren aktüatöre bildirir.
• Tren vagonları kaldırılırken encoder uygulaması ile krikoların birlikte çalışması sağlanır.
• Encoder sinyalleri, hassas bir servo etiket sisteminde PLC tarafından dönüş zamanlamasını ve hızını kontrol etmek için kullanılır.
• Encoder’dan gelen geri bildirimler, yazıcılarda belirli bir konumdaki detayları oluşturmak için yazdırma kafasını etkinleştirir.
• Büyük vinçlerde motor şaftına eklenen encoder, vincin yükü ne zaman alacağı ya da bırakacağını bilmesi için konumlandırma geri bildirimi sağlar.
• Dolum yapılan bir fabrikada encoder ile yapılan geri bildirimler ile dolum makinelerine kapların konumları gösterilir.
• Encoder sistemleri asansörlerde de kullanılır. Kontrol cihazına kabinin doğru konumda olduğunu ve doğru kata ulaştığını haber verir. Böylelikle asansör kapıları zemin ile aynı seviyede açılır.
• Otomatize edilmiş montaj hatlarında kullanılan encoder uygulamaları, robotlara hareket geri bildirimi yapar. Örneğin otomotiv montaj hattında robotik kaynak kollarının doğru yerde kaynak yapmasını sağlar.

Encoder Türleri

Encoder nedir sorusunu daha kapsamlı bir şekilde yanıtlayabilmek için encoder türlerine de göz atmakta fayda var. Encoder türleri kullanım amaçlarına ve alanına göre değişir.

Hareketlerden sinyal üreten kodlayıcılar; manyetik, optik ya da mekanik olarak çeşitli türlere ayrılır. Kodlayıcılar, var olan bir ünitenin konumunun tanımlanmasından sonra bunu bir elektrik sinyaline çevirerek iletir.

Montajlanmasına göre iki tür encoder bulunur: Döner ve doğrusal encoder sistemleri. Döner kodlayıcılara rotasyonel kodlayıcılar da denir. Bu encoder sistemleri motor şaftı gibi dönen bir bileşene montajlanır. Doğrusal encoder sistemleri ise düz hareketli bileşenlere monte edilir.

Döner (Döngüsel – Rotasyonel) Kodlama Çeşitleri

Rotasyonel encoder çeşitleri iki alt sınıfa ayrılır:

Mutlak Encoder

Mutlak encoder sistemleri, ani güç kesilmelerine karşın konum bilgilerini korur. Güç kaynağı tekrar açıldığında ya da encoder’a tekrar güç uygulandığı zaman sistem kullanılabilir duruma döner. Kodlayıcı değeri ile kontroldeki makinenin fiziksel konumu arasındaki ilişki montaj yapılırken netleştirilir.

Geçici güç kısıntıları yaşandığında konum doğruluğu için herhangi bir kalibrasyon yapılmasına gerek duyulmaz. Mutlak encoder sistemi, kodlayıcının mutlak konumunu temsil eden bir veri bilgisi sağlayan birden çok kod halkası barındırır. Bu kodlayıcılara genellikle paralel mutlak kodlayıcı adı verilir.

Artımlı Kodlayıcılar

Artımlı kodlayıcılarda konumdaki değişiklikler anında bildirilir ancak mutlak konum rapor edilmez ya da kayıt altında tutulmaz. Bu durumda mutlak konum ölçümlerine başlanması gerektiği zaman artımlı kodlayıcı ile takip edilen mekanik sistemin kalibre edilmesi gerekebilir.

Mutlak ölçüm yapmayan artımlı kodlayıcılar motor şaftlarında zaman parametreleri ayarlanarak kullanılır. Ayrıca motor hareketini elle kontrol etmek için dijital olarak çalışan cihazların giriş sistemlerinde de kullanılabilir.

Lineer (Doğrusal) Encoder Çeşitleri

Lineer encoder çeşitlerinde konumu kodlayan ölçekle eşleştirilen bir sensör, dönüştürücü ya da okuma kafası bulunur. Sensör, kodlanmış pozisyonun ölçeğini okuyarak bir analog veya dijital sinyale dönüştürür. Bu sinyal, bir dijital okuma veya hareket kontrolörü ile konumu tanımlar.

Doğrusal kodlayıcılar, artımlı ya da mutlak olabilir. Hareket, zaman içindeki pozisyon ya da konum değişikliği ile belirlenebilir. Lineer encoder sistemleri arasında kullanım amacına göre çeşitli türler bulunur:

Optik Encoder

Optik encoder, en sık kullanılan çeşittir. Optik algılama sisteminde, ışık kaynağından yayılan ışık demeti belirli engeller ve opak desenlerle şekillendirilmiş kod diskinden geçirilir. Kodlayıcı şaftı dönerken kaynaktan gelen ışık demeti, dönen kod diskindeki desenlere göre engellenir ya da diğer tarafa geçer.

Bu sinyalizasyona darbe sinyali denir. Karşı tarafa geçen ışık demeti, karşı tarafı aydınlatır. Bu “açık” demektir. Karşı tarafı aydınlatmadığında karanlık, yani “kapalı” anlamına gelir. Bu iki sinyal, fotodedektör ile sayaca ya da denetleyiciye gönderilir.

İstenen işlev her ne ise denetleyici, gelen sinyali o işlevi oluşturacak başka bir sinyal dizilimine çevirir ve amacın gerçekleşmesi sağlanır.

Manyetik Encoder

Manyetik encoder, konum bilgilerini manyetik alan değişiklikleri olarak algılar, elektrik sinyallerine dönüştürür ve çıkış verir. Konum bilgileri, çok hassas ölçümler gerektirir. Bunun için tasarlanan encoder sistemlerinde, bir merkezden itibaren belirli bir yarıçapa kadar yayılan manyetik alana sahip bir mıknatıs bulunur.

Bu mıknatıs, kendi alanı içindeki başka bir manyetik alan gücünü algıladığında Hall elemanı denilen özel bir cihaz ile sinyal çıkışını oluşturur. Bu sistemler, özellikle milimetrik konum belirlemelerinde hatasız çalışır. Optik encoder sistemleri çevreye karşı duyarlı, küçük boyutlu, hafif ve yüksek güvenirliğe önem veren uygulamalar için kullanılır.

Mekanik Encoder

Mekanik encoder; mekanik açılar, konum, hız ve uzunluk bilgilerini toplamak için kullanılan bir sensördür. Bu teknolojide ölçüm için metal diskler ve kayan kontaklar kullanılır. Disk döndüğünde bazı kontaklar metal yüzeyle buluşur ve bazıları boşluklara düşer. Her kontak sinyal üreten bir elektronik sensörüne bağlanır.

Dirençli Encoder

Dirençli encoder, iletken malzemelerin taralı alanlarını ve yalıtım malzemesinin taralı olmayan alanlarını kullanır. Taralı iletken alanlar ve taralı olmayan yalıtkan alanlar okuma noktasından geçerken değişen elektrik akımı, dijital ya da analog sinyallere dönüştürülür.

Kapasitif Doğrusal Kodlayıcılar

Kapasitif doğrusal encoder sistemleri, okuyucu ve ölçek arasındaki kapasitansı algılar. Dijital pergeller, tipik uygulama olarak gösterilebilir. Dezavantajlarından birisi, göreceli geçirgenliği yerel olarak değiştirebilen düzensiz lekelere karşı duyarlı olmasıdır.

Endüktif Doğrusal Kodlayıcılar

Endüktif doğrusal kodlayıcı sistemleri, kirletici maddelere karşı dayanıklıdır.

Girdap Akımı Türü Dijital Encoder

Girdap akımı türü dijital encoder sistemleri, manyetik olmayan malzeme ile hazırlanmış bir ölçek kullanır. Bu ölçekte, oluşturulan kod bilgileri manyetik alan cinsinden depolanır ve bu değişiklikler izlenerek algılanır. Sonuçta endüktif bobin algılayıcısı içeren bir doğru akım devresinin kodu çözülmüş olur.

Encoder Sistemlerinin Baskı Endüstrisinde Kullanımı

Encoder nedir, artık biliyorsunuz. Peki baskı endüstrisinde encoder’dan nasıl yararlanılıyor?

Baskı endüstrisinde çok çeşitli otomatik makineler yer alır. Özellikle döner kodlayıcılar birçok uygulama noktasında aktif şekilde kullanılır. Encoder sistemleri aşağıda yer alan işlemlerdeki hareket kontrolünde önemli role sahiptir:

• Ofset web olarak isimlendirilen bobin baskı çeşitleri
• Yazıcılardaki kağıt besleme çekmeceleri
• Klişe, levha ya da kupaların üzerine desen işleyen makineler
• Mürekkep püskürtmeli yazıcılar
• Ciltleme, sayfa kesimi gibi ticari baskı teknolojileri
• Hassas hizalama
• Yazıcılarda çoklu hareket içeren kolların koordinasyonu

Baskı ekipmanlarında inç başına nokta ya da pikselle ifade edilen çözünürlükteki görsellerde disk encoder’lar kullanılır. Birçok endüstriyel mürekkep püskürtmeli baskı sistemi, basılacak nesnenin hareketini takip etmek ve doğru konuma mürekkep püskürtmek için döner kodlayıcı kullanır.

Online matbaanız Matbuu, gelişen teknolojinin getirdiği yenilikler ile sürekli güncellediği sistemlerinde müşterilerinin taleplerine hızlı şekilde yanıt verir. Özellikle 3 boyutlu yazıcı çıktıları ve 2 boyutlu basılı ürünlerde tüm hizmetleri sunar. Müşterinin talebine ve zevkine göre kişiselleştirdiği ürünleri, belirtilen iş günü içinde tamamlar.