در سیستمهای CNC، موقعیتیابی دقیق محورهای ماشین، کلید دقت و عملکرد مطلوب است. یکی از اجزای اصلی در این فرآیند، انکودر (Encoder) است که اطلاعات حرکت و موقعیت را به سیستم کنترل منتقل میکند. در این مقاله، به بررسی و مقایسهی دو نوع اصلی انکودر یعنی افزایشی (Incremental) و مطلق (Absolute) میپردازیم؛ دو نوع انکودر که هر یک بسته به نوع کاربرد، ویژگیها، دقت مورد نیاز و قیمت، مزایا و معایب خاص خود را دارند.
انکودر چیست و چه کاری انجام میدهد؟
انکودر یک سنسور الکترومکانیکی است که وظیفهی تبدیل حرکت مکانیکی به سیگنال الکتریکی را دارد. این سیگنالها توسط کنترلر یا درایو پردازش میشوند و اطلاعاتی مانند:
- موقعیت فعلی شفت
- سرعت چرخش
- جهت چرخش
را به صورت آنی و دقیق در اختیار سیستم قرار میدهند. این اطلاعات برای کنترل حلقهبستهی سروو موتور ضروری است و مستقیماً روی عملکرد نهایی سیستم تأثیر میگذارد.
انکودر افزایشی (Incremental Encoder)
تعریف و عملکرد
این نوع انکودر تنها تغییر موقعیت را ثبت میکند. انکودر افزایشی سیگنالهایی به صورت پالسهای دیجیتال تولید میکند که نشاندهنده حرکت شفت هستند. معمولاً شامل سه خروجی است:
- A و B برای تعیین جهت حرکت
- Z (Index) برای تعیین نقطه صفر
در شروع کار، موقعیت مطلق شفت ناشناخته است و باید از طریق فرآیند «هومینگ» (Reference Point) مشخص شود.
مزایا
- قیمت پایینتر نسبت به انکودر مطلق
- سرعت بالای تولید پالس
- طراحی ساده و سبک
- موجودی بالا در بازار ایران
معایب
- موقعیت پس از خاموشی سیستم از دست میرود
- نیاز به رفرنسگیری پس از روشن شدن
- حساسیت به نویز، مخصوصاً در کابلکشیهای بلند
مناسب برای
- ماشینهای CNC ساده و ارزان
- پروژههایی با قطع و وصل مکرر برق مشکلی ندارند
- سیستمهایی که هومینگ در شروع کار قابل انجام است
انکودر مطلق (Absolute Encoder)
تعریف و عملکرد
انکودر مطلق در هر لحظه یک کد دیجیتال یکتا تولید میکند که نشاندهنده موقعیت دقیق شفت است. حتی پس از قطع برق، موقعیت دقیق حفظ میشود و نیازی به هومینگ مجدد نیست. این نوع انکودرها میتوانند تکدور (Single-turn) یا چنددور (Multi-turn) باشند.
مزایا
- حفظ موقعیت دقیق پس از خاموشی
- عدم نیاز به فرآیند مرجعگیری
- ایمنی و دقت بالاتر
- مقاومت بیشتر در برابر نویز
معایب
- قیمت بالاتر
- ساختار پیچیدهتر
- نیاز به پروتکلهای خاص مانند SSI، EnDat، BiSS
مناسب برای
- ماشینهای CNC با دقت بالا
- سیستمهایی که قطع برق در آنها مشکلساز است
- تجهیزات پزشکی، هوافضا، ابزار دقیق
پروتکلها و نوع سیگنال خروجی در انکودرها
انکودرها بسته به کاربرد صنعتی و تجهیزات کنترلی، با پروتکلها و سطوح ولتاژ مختلفی عرضه میشوند:
| پروتکل / استاندارد | نوع انکودر | توضیح |
| TTL (5V) | افزایشی | حساس به نویز، مناسب برای فواصل کوتاه |
| HTL (24V) | افزایشی | مقاومتر به نویز، مناسب برای فواصل بیشتر |
| SSI | مطلق | ارتباط دیجیتال سنکرون، پرکاربرد در CNC |
| EnDat | مطلق | توسعهیافته توسط Heidenhain، بسیار دقیق |
| BiSS | مطلق | پروتکل باز و سریع، مناسب برای کاربردهای جدید |
جدول مقایسه سریع
| ویژگی | انکودر افزایشی | انکودر مطلق |
| نحوه گزارش موقعیت | پالس نسبی | کد دیجیتال یکتا |
| حفظ موقعیت بعد از قطع برق | ❌ | ✅ |
| نیاز به هومینگ اولیه | ✅ | ❌ |
| سطح قیمت | پایین | بالا |
| پیچیدگی سیستم | ساده | پیچیده |
| حساسیت به نویز | بیشتر | کمتر |
| دقت | وابسته به رزولوشن پالس | دقیقتر و پایدار |
| سرعت پاسخدهی | بالا | متغیر بسته به پروتکل |
مقایسه برندهای رایج در بازار ایران
Heidenhain (آلمان)
- تخصصی در انکودرهای مطلق با پروتکل EnDat
- قیمت بالا اما کیفیت بینظیر
- مناسب ماشینهای CNC دقیق و پیشرفته
Omron (ژاپن)
- مدلهای اقتصادی و صنعتی
- در هر دو نوع افزایشی و مطلق
- خدمات مناسب و در دسترس در ایران
انکودرهای چینی (مانند Easson، Koyo، Autonics)
- قیمت اقتصادی
- دقت مناسب برای کاربردهای عمومی
- کیفیت متوسط؛ مناسب برای دستگاههای سبک یا نیمهصنعتی
انتخاب انکودر بر اساس نوع ماشین CNC
| نوع دستگاه CNC | انکودر پیشنهادی | توضیح |
| دستگاه CNC فرز صنعتی | مطلق Multi-turn (Heidenhain) | دقت بالا و ایمنی ضروری است |
| دستگاه CNC چوب (روتر) | افزایشی (Omron یا چینی) | مقرونبهصرفه و قابل اطمینان |
| دستگاه تراش CNC | مطلق یا افزایشی بسته به دقت مورد نظر | |
| ماشین برش لیزر یا پلاسما | افزایشی با رزولوشن بالا | سرعت پالس اهمیت دارد |
| ماشین واترجت | مطلق مقاوم در برابر نویز | دقت و ایمنی در قطع و وصل برق حیاتی است |
سوالات پرتکرار (FAQ)
آیا میتوان انکودر افزایشی را به جای مطلق استفاده کرد؟
بله، اما به شرطی که سیستم کنترل شما توانایی هومینگ دقیق داشته باشد و قطعی برق برایتان بحرانی نباشد.
چطور بفهمم انکودر فعلی دستگاه من از چه نوعی است؟
با بررسی شماره مدل یا بررسی وجود سیگنال “Z” (برای افزایشی) یا کد دیجیتال چندبیتی (برای مطلق).
آیا انکودرهای چینی قابل اعتماد هستند؟
برای کاربردهای عمومی و دستگاههای نیمهحرفهای، بله. ولی در پروژههای حساس، پیشنهاد میشود از برندهای اروپایی یا ژاپنی استفاده کنید.
نتیجهگیری
انتخاب بین انکودر افزایشی و مطلق در سیستمهای CNC، فقط یک انتخاب فنی نیست؛ بلکه یک تصمیم استراتژیک برای افزایش دقت، کاهش توقف، و بهینهسازی هزینهها است. شناخت کامل نیاز سیستم، نوع دستگاه، شرایط کاری و بودجه پروژه، به شما کمک میکند بهترین گزینه را انتخاب کنید.
در نهایت، اگر به دنبال مشاوره تخصصی و خرید انکودرهای اصل با گارانتی هستید، وبسایت صنعت پارت مجموعهای کامل از انکودرهای مطلق و افزایشی را از برندهای معتبر جهانی فراهم کرده است.
