Encoder absoluto que perde a posição: bateria, engrenagem e estouro de voltas

O encoder absoluto que perde a posição quase nunca "esqueceu" sozinho: ou o zero (preset) se perdeu na manutenção, ou o multivoltas a bateria ficou sem bateria com a máquina desligada, ou foi instalado um monovolta onde precisava de multivoltas, ou a contagem de voltas estourou a faixa do encoder. Saltos aleatórios de posição são outro caso: no SSI, o clock alto demais para o cabo; em rede, a configuração. O teste de 5 minutos é anotar a posição, desligar, mover e religar.

Sintoma: como o problema aparece

• depois de uma manutenção ou de uma troca de encoder, a posição lida está deslocada da real;
• depois de a máquina ser movida desligada (à mão, por gravidade, por inércia), a posição não bate ao religar;
• o servo acusa "bateria fraca" no encoder;
• depois de muitas voltas no mesmo sentido, o valor volta a zero de repente;
• a posição pula ao acaso, sem a máquina se mexer;
• o valor diminui quando deveria aumentar;
• a saída de 4 a 20 mA trava no limite antes do fim do curso.

Teste de 5 minutos

1. Anote a posição lida com a máquina parada numa posição conhecida.
2. Desligue a alimentação do encoder, mova o eixo algumas voltas (se for seguro) e volte à mesma posição física.
3. Religue e compare. Se a leitura bate, o encoder guarda a posição. Se não bate, ou o encoder é monovolta, ou o multivoltas depende de bateria e ela está fraca.
4. Se o salto acontece depois de muitas voltas, conte as voltas até o salto e compare com a faixa multivoltas do encoder.
5. Se a posição pula ao acaso, confira o comprimento do cabo e o clock do SSI, ou o diagnóstico da rede.

Causas, em ordem de probabilidade

1. Zero perdido na manutenção ou na troca

O encoder absoluto mede a posição do próprio eixo. Se o encoder ou o acoplamento foi desmontado e remontado em outra posição angular, ou se o encoder é novo, a leitura fica deslocada da posição da máquina. Não é defeito: é preciso refazer o zero.

• no AC58 EtherCAT, preset e offset são programáveis;
• no AR62, o zero se faz em campo ligando um pino ao Vcc.

Antes de remontar, marque a posição do eixo e do acoplamento: o risco de caneta evita metade do trabalho.

2. Multivoltas a bateria sem bateria

O monovolta sabe onde está dentro de uma volta, mas não conta voltas com a máquina desligada. O multivoltas conta, e há três formas de fazer isso na linha Hengstler e Dynapar:

No multivoltas a bateria, a bateria fraca faz o encoder perder a contagem de voltas sempre que a máquina se move desligada. Quando o servo avisa "bateria fraca", troque antes da próxima parada longa. A vida da bateria do AM64 não está publicada nos documentos que consultamos. O mecanismo multivoltas do AC58 também não está confirmado; antes de especificar o AC58 para máquina que se move desligada, pergunte ao técnico.

Quando a máquina se move desligada (por gravidade, à mão, por inércia), prefira multivoltas por engrenagem. Outra tecnologia sem bateria, a de fio Wiegand, existe em encoders de outros fabricantes, mas não no portfólio Dynapar e Hengstler.

3. Monovolta comprado por engano

Se o teste mostrou que o encoder perde as voltas e ele não tem bateria, confira na plaqueta se ele é monovolta. É um erro de compra comum quando o pedido diz só "encoder absoluto". A diferença está em monovolta ou multivoltas.

4. Estouro da faixa de voltas

Todo multivoltas tem um limite de voltas. Com 12 bits de multivoltas, são 2¹² = 4.096 voltas; depois disso, o valor volta ao início. Num eixo que gira sempre no mesmo sentido (esteira, enrolador), o salto acontece com certeza. O AC58 tem até 12 bits de multivoltas. As saídas são três:

• dimensionar os bits para o curso total da máquina;
• tratar o estouro no programa do CLP;
• usar incremental, se a aplicação não precisa da posição ao religar.

5. Saltos no SSI: clock alto para o cabo

No SSI, o CLP manda o clock e o encoder devolve o dado. Quanto mais longo o cabo, mais baixo precisa ser o clock. O datasheet do AI25 SSI, por exemplo, dá clock de até 500 kHz e cabo de até 400 m: o clock alto é para cabo curto, e o cabo longo pede clock baixo. Posição que pula ao acaso pede três verificações: baixar o clock, respeitar a pausa entre leituras (tempo de monoflop) e olhar clock e dado no osciloscópio.

6. Código ou sentido diferente nos dois lados

Valores sem sentido costumam ser código diferente: Gray no encoder e binário no CLP, ou o contrário. No AI25 SSI, o código (binário, Gray ou Gray excess) se escolhe por software. Valor que diminui quando deveria aumentar é o sentido de contagem invertido: corrige-se por parâmetro ou por pino de sentido, conforme o modelo.

7. Saída analógica que satura

No encoder com saída de 4 a 20 mA ou 0 a 10 V, a faixa de ângulo é programada. Se ela é menor que o curso, o sinal trava no limite antes do fim. No AR62 analógico, a faixa é de 90°, 180° ou 360°.

8. A rede não sobe

Encoder em Profinet, EtherCAT, CANopen ou Profibus que não aparece na rede, ou some, costuma ser configuração: endereço ou nome do dispositivo, terminação e arquivo de configuração (GSD, GSDML, ESI ou EDS) na versão certa. O roteiro está em protocolos de comunicação para encoders.

O que fazer

1. Depois de toda manutenção, refaça o zero (preset) e confira numa posição conhecida.
2. Se a máquina se move desligada, use multivoltas por engrenagem; se o multivoltas é a bateria, inclua a troca da bateria na manutenção preventiva.
3. Confira se a faixa de voltas cobre o curso, ou trate o estouro no CLP.
4. No SSI, ajuste o clock ao comprimento do cabo e confira o código (Gray ou binário) dos dois lados.
5. Na rede, confira endereço, terminação e arquivo de configuração.

Quando trocar

• o encoder é monovolta e a máquina precisa saber as voltas ao religar;
• o multivoltas é a bateria e a máquina se move desligada com frequência;
• a faixa de voltas não cobre o curso da máquina;
• a interface não é a do CLP: troque pela interface certa, com os mesmos bits e o mesmo código, para não mexer no programa.

Na troca, mande a plaqueta do encoder antigo, o modelo do CLP, a interface, os bits e o número de voltas do curso.

O que a Alpes tem para isso

• AC58 SSI e as outras versões do AC58 (Profinet, Profibus, CANopen, EtherCAT): 58 mm, até 22 bits por volta e até 12 bits de multivoltas, conforme a interface. Quando não usar: antes de confirmar o mecanismo multivoltas, se a máquina se move desligada.
• AR62: absoluto magnético IP69K, com zero em campo e saída SSI, CANopen ou analógica. Quando não usar: em servo de precisão, porque tem 12 bits por volta (±1°).
• AI25 EtherNet/IP: para quem usa EtherNet/IP. Quando não usar: com CLP de outra rede.
• AD37: multivoltas por engrenagem magnética, para servomotor com segurança funcional. Quando não usar: como encoder industrial de uso geral; ele é feito para fabricante de motor.

Próximo passo

Para escolher entre monovolta e multivoltas, veja monovolta ou multivoltas. Para a rede, o hub de encoder absoluto para rede industrial. Para outros sintomas, volte à central de diagnóstico de encoders ou ao hub de encoders.

Consertar ou trocar? Mande o sintoma e a plaqueta

Mande pelo WhatsApp (41) 98440-4804, ou pelo formulário, o sintoma, o modelo do CLP ou do servo, a interface, os bits, o número de voltas do curso e a foto da plaqueta. O técnico da Alpes confere o mecanismo multivoltas e a interface antes da troca.