{"id":842,"date":"2026-06-24T09:16:04","date_gmt":"2026-06-24T09:16:04","guid":{"rendered":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/why-oldham-couplings-are-ideal-for-encoder-and-resolver-connections\/"},"modified":"2026-06-24T09:16:05","modified_gmt":"2026-06-24T09:16:05","slug":"why-oldham-couplings-are-ideal-for-encoder-and-resolver-connections","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/why-oldham-couplings-are-ideal-for-encoder-and-resolver-connections\/","title":{"rendered":"Por que os acoplamentos Oldham s\u00e3o ideais para conex\u00f5es de encoders e resolvers?"},"content":{"rendered":"

De todos os locais onde um acoplamento Oldham aparece em um sistema de controle de movimento, nenhum \u00e9 mais exigente \u2014 ou mais revelador das qualidades \u00fanicas do acoplamento \u2014 do que a conex\u00e3o entre um eixo rotativo e um dispositivo de feedback rotativo, como um encoder incremental, um encoder absoluto ou um resolver. Esses dispositivos convertem a posi\u00e7\u00e3o angular do eixo em um sinal el\u00e9trico, e a qualidade desse sinal depende diretamente da qualidade do acoplamento mec\u00e2nico entre o eixo e o rotor de entrada do dispositivo. Um acoplamento com folga, flexibilidade ou efeitos de carga nos rolamentos corromper\u00e1 o sinal de maneiras que se propagam por todo o sistema de controle.<\/p>\n

Este artigo explica por que o acoplamento Oldham \u2014 particularmente em sua forma miniatura \u2014 tornou-se o padr\u00e3o para conex\u00f5es de eixos de encoders e resolvers em sistemas de movimento de precis\u00e3o em todo o mundo.<\/p>\n

\n \"Acoplamento
Os acoplamentos Oldham em miniatura, com di\u00e2metros internos a partir de 3 mm, s\u00e3o projetados especificamente para conex\u00f5es de encoders e resolvers, onde cada segundo de arco de folga \u00e9 importante.<\/figcaption><\/figure>\n

O que os codificadores e resolvedores realmente medem<\/h2>\n

Um encoder rotativo ou resolver \u00e9 fundamentalmente um transdutor: ele converte a posi\u00e7\u00e3o angular de um eixo em um sinal el\u00e9trico que um controlador de movimento pode interpretar. Encoders incrementais emitem um trem de pulsos com um n\u00famero definido de pulsos por revolu\u00e7\u00e3o; o controlador conta os pulsos para determinar a varia\u00e7\u00e3o relativa da posi\u00e7\u00e3o. Encoders absolutos emitem uma palavra digital que representa diretamente a posi\u00e7\u00e3o angular do eixo em uma revolu\u00e7\u00e3o (volta \u00fanica) ou em m\u00faltiplas revolu\u00e7\u00f5es (m\u00faltiplas voltas). Resolvers emitem um par de tens\u00f5es senoidais cuja raz\u00e3o de amplitude codifica o \u00e2ngulo do eixo.<\/p>\n

Em todos os casos, a sa\u00edda el\u00e9trica \u00e9 t\u00e3o precisa quanto a entrada mec\u00e2nica. Se o acoplamento entre o eixo acionado e o eixo de entrada do encoder introduzir qualquer erro angular \u2014 por menor que seja \u2014 esse erro \u00e9 reportado ao controlador como se fosse um movimento real do eixo. O controlador, ent\u00e3o, age com base em dados de posi\u00e7\u00e3o incorretos, produzindo erros de posicionamento, ondula\u00e7\u00e3o de velocidade ou instabilidade no la\u00e7o de controle que n\u00e3o podem ser corrigidos por software, pois o controlador desconhece a exist\u00eancia do erro.<\/p>\n

O problema da folga em acoplamentos de realimenta\u00e7\u00e3o<\/h2>\n

Considere um servoeixo que utiliza um encoder montado no motor para feedback de posi\u00e7\u00e3o. Se o acoplamento entre o eixo do motor e o encoder tiver uma folga de 0,1 graus, eis o que o controlador experimenta a cada invers\u00e3o de dire\u00e7\u00e3o:<\/p>\n

O motor come\u00e7a a girar na nova dire\u00e7\u00e3o. O encoder, no entanto, n\u00e3o registra nenhum movimento nos primeiros 0,1 graus, pois a zona morta de folga precisa ser percorrida antes que o acoplamento transmita o movimento para o rotor do encoder. Durante essa zona morta, o controlador n\u00e3o detecta nenhuma mudan\u00e7a no feedback de posi\u00e7\u00e3o e, portanto, continua a comandar o aumento do torque para compensar o erro de posi\u00e7\u00e3o. Quando a folga \u00e9 eliminada e o encoder come\u00e7a a registrar movimento, o motor j\u00e1 ultrapassou ligeiramente o valor alvo. O controlador agora precisa inverter ligeiramente o sentido de rota\u00e7\u00e3o para corrigir o erro \u2014 e, nessa invers\u00e3o, a zona morta de 0,1 grau reaparece.<\/p>\n

O resultado \u00e9 um ciclo limite: uma pequena oscila\u00e7\u00e3o sustentada em torno da posi\u00e7\u00e3o alvo que o controlador n\u00e3o consegue amortecer porque a folga de acoplamento torna o modelo da planta descont\u00ednuo. Em uma superf\u00edcie usinada, isso se manifesta como um ponto plano caracter\u00edstico ou uma marca de revers\u00e3o direcional. Em um sistema controlado por velocidade, produz ondula\u00e7\u00e3o de velocidade na frequ\u00eancia de revers\u00e3o.<\/p>\n

Mesmo 0,01 graus de folga \u2014 um valor que parece insignificante \u2014 podem causar degrada\u00e7\u00e3o mensur\u00e1vel em um sistema de encoder de alta resolu\u00e7\u00e3o. Um encoder de 5.000 linhas tem uma resolu\u00e7\u00e3o nativa de 0,072 graus por contagem de quadratura; 0,01 graus de folga representam aproximadamente uma contagem de incerteza posicional a cada invers\u00e3o.<\/p>\n

Por que a propriedade de folga zero do acoplamento de Oldham \u00e9 crucial neste caso?<\/h2>\n

O mecanismo de encaixe macho-f\u00eamea do acoplamento Oldham cria uma conex\u00e3o precisa e sem folga angular. Quando o eixo de acionamento inverte a dire\u00e7\u00e3o, o eixo do codificador o acompanha imediatamente \u2014 dentro da toler\u00e2ncia de folga mec\u00e2nica do acoplamento, que em um acoplamento Oldham de precis\u00e3o em miniatura \u00e9 medida em segundos de arco, e n\u00e3o em minutos de arco.<\/p>\n

Essa resposta imediata e sem folga significa que o encoder reporta a posi\u00e7\u00e3o real do eixo em todos os momentos, inclusive durante invers\u00f5es de dire\u00e7\u00e3o. O circuito de controle recebe dados de feedback limpos e precisos e pode operar em sua largura de banda projetada sem a oscila\u00e7\u00e3o ou limita\u00e7\u00e3o de ganho que a folga imporia.<\/p>\n

Para efeito de compara\u00e7\u00e3o, um acoplamento de fole tamb\u00e9m oferece folga zero \u2014 mas, como discutido abaixo, apresenta uma limita\u00e7\u00e3o cr\u00edtica em aplica\u00e7\u00f5es de encoders que o acoplamento de Oldham n\u00e3o possui.<\/p>\n

\n \"Conex\u00e3o
A transmiss\u00e3o sem folga garante que o encoder reporte a posi\u00e7\u00e3o real do eixo em todos os momentos, permitindo que o controlador do servo opere na largura de banda m\u00e1xima sem zonas mortas de posi\u00e7\u00e3o.<\/figcaption><\/figure>\n

Isolamento el\u00e9trico: protegendo a eletr\u00f4nica do codificador<\/h2>\n

Os encoders rotativos e os resolvers s\u00e3o instrumentos eletr\u00f4nicos de precis\u00e3o. Seus discos \u00f3pticos internos, sensores magn\u00e9ticos ou enrolamentos de transformadores s\u00e3o projetados para operar em um ambiente el\u00e9trico limpo. Muitos s\u00e3o t\u00e3o sens\u00edveis que correntes parasitas de alguns miliamperes fluindo pelo eixo e pela carca\u00e7a do encoder podem danificar os componentes eletr\u00f4nicos internos ou corromper o sinal de sa\u00edda.<\/p>\n

Em sistemas acionados por motor, o eixo do motor frequentemente apresenta um potencial el\u00e9trico diferente do terra devido ao acoplamento capacitivo atrav\u00e9s da capacit\u00e2ncia parasita entre o enrolamento e o rotor do motor. Inversores de frequ\u00eancia (VFDs) e servoamplificadores que utilizam modula\u00e7\u00e3o por largura de pulso (PWM) com frequ\u00eancias de comuta\u00e7\u00e3o de v\u00e1rios quilohertz geram formas de onda de tens\u00e3o no eixo particularmente agressivas. Se o encoder estiver conectado eletricamente ao eixo do motor por meio de um acoplamento met\u00e1lico, essas tens\u00f5es no eixo podem induzir correntes nos rolamentos e transientes de comuta\u00e7\u00e3o atrav\u00e9s dos componentes eletr\u00f4nicos sens\u00edveis do encoder.<\/p>\n

O acoplamento Oldham com disco central de pol\u00edmero proporciona isolamento galv\u00e2nico completo entre o eixo de acionamento e o eixo do encoder. Nenhuma corrente el\u00e9trica pode fluir entre os dois eixos atrav\u00e9s do acoplamento, pois o disco de acetal ou n\u00e1ilon n\u00e3o \u00e9 condutor. Esta \u00e9 uma propriedade exclusiva que nenhum acoplamento totalmente met\u00e1lico consegue replicar sem a adi\u00e7\u00e3o de elementos isolantes separados.<\/p>\n

Na pr\u00e1tica, esse isolamento el\u00e9trico elimina toda uma classe de falhas de encoders que ocorrem regularmente em sistemas de acionamento que utilizam acoplamentos met\u00e1licos \u2014 falha prematura dos rolamentos do encoder, sa\u00edda corrompida devido a ru\u00eddo induzido e danos por descarga eletrost\u00e1tica aos circuitos CMOS dentro da carca\u00e7a do encoder.<\/p>\n

Por que os acoplamentos de fole n\u00e3o podem substituir os acoplamentos Oldham aqui?<\/h2>\n

Os acoplamentos de fole tamb\u00e9m n\u00e3o possuem folga e s\u00e3o amplamente utilizados em conex\u00f5es de encoders. No entanto, apresentam uma fragilidade cr\u00edtica nessa aplica\u00e7\u00e3o: transmitem for\u00e7as de rea\u00e7\u00e3o radial aos rolamentos internos do encoder quando h\u00e1 desalinhamento lateral do eixo.<\/p>\n

Os rolamentos de encoders e resolvers s\u00e3o tipicamente rolamentos de precis\u00e3o em miniatura \u2014 rolamentos de esferas de ranhura profunda das s\u00e9ries 6900 ou 6800 com di\u00e2metros internos de 10 mm ou menos. Esses rolamentos s\u00e3o projetados para suportar apenas a pr\u00e9-carga axial aplicada pelo fabricante do encoder para manter a posi\u00e7\u00e3o axial do rotor. Eles n\u00e3o s\u00e3o projetados para suportar cargas radiais significativas.<\/p>\n

Um acoplamento de fole com 0,3 mm de deslocamento lateral aplicar\u00e1 uma for\u00e7a restauradora radial de v\u00e1rios Newtons ao eixo do encoder. Em um rolamento de encoder projetado para suportar alguns Newtons de pr\u00e9-carga axial, essa for\u00e7a radial reduz drasticamente a vida \u00fatil do rolamento \u2014 potencialmente de dezenas de milhares de horas para algumas centenas de horas. Tamb\u00e9m aumenta o torque de atrito que o acoplamento deve vencer para acionar o rotor do encoder, o que pode introduzir erros angulares dependentes da velocidade em alguns tipos de encoder.<\/p>\n

O acoplamento Oldham aplica uma for\u00e7a radial essencialmente nula aos rolamentos do encoder, independentemente do deslocamento lateral. O deslocamento \u00e9 totalmente absorvido pelo disco deslizante, e os rolamentos do encoder sofrem apenas a pr\u00e9-carga para a qual foram projetados. \u00c9 por isso que os fabricantes de encoders recomendam consistentemente acoplamentos Oldham \u2014 ou acoplamentos que funcionam com o mesmo princ\u00edpio de disco deslizante \u2014 para seus produtos.<\/p>\n

\n \"Acoplamento
Diferentemente dos acoplamentos de fole, o disco deslizante do Oldham absorve todo o deslocamento lateral sem transmitir for\u00e7a radial aos delicados rolamentos em miniatura do codificador.<\/figcaption><\/figure>\n

Baixa in\u00e9rcia: Mantendo a fidelidade da resposta do encoder<\/h2>\n

A in\u00e9rcia do acoplamento soma-se diretamente \u00e0 in\u00e9rcia que o rotor e o eixo do encoder devem acelerar e desacelerar. Em um sistema servo operando em alta largura de banda \u2014 com acelera\u00e7\u00f5es de eixo de 10 m\/s\u00b2 ou mais em um est\u00e1gio linear, correspondendo a milhares de graus por segundo ao quadrado no eixo do encoder \u2014 um acoplamento com alta in\u00e9rcia atua como um filtro passa-baixa entre o movimento do eixo e a posi\u00e7\u00e3o reportada pelo encoder.<\/p>\n

Os acoplamentos Oldham em miniatura, com seus cubos de alum\u00ednio leves e pequenos discos de pol\u00edmero, possuem alguns dos menores valores de in\u00e9rcia entre os acoplamentos sem folga na mesma faixa de di\u00e2metro interno. Para aplica\u00e7\u00f5es com encoders, os valores de in\u00e9rcia t\u00edpicos variam de 0,1 a 1,0 g\u00b7cm\u00b2 \u2014 suficientemente baixos para terem um efeito desprez\u00edvel na fidelidade da resposta do encoder, mesmo em altas larguras de banda do servo.<\/p>\n

Cen\u00e1rios de aplica\u00e7\u00e3o espec\u00edficos<\/h2>\n

Eixo do motor para codificador externo (feedback duplo):<\/strong> Sistemas servo de alto desempenho \u00e0s vezes utilizam um segundo encoder montado diretamente no lado da carga (por exemplo, na extremidade de um fuso de esferas), al\u00e9m do encoder montado no motor. O acoplamento Oldham conecta o eixo do fuso de esferas a esse encoder do lado da carga, compensando qualquer deslocamento lateral entre o eixo do fuso e a linha central do encoder, ao mesmo tempo que fornece o sinal limpo e sem folga que torna o controle de dupla realimenta\u00e7\u00e3o significativo.<\/p>\n

Mesa rotativa para codificador de \u00e2ngulo:<\/strong> As mesas rotativas de alta precis\u00e3o utilizam um codificador angular de grande di\u00e2metro (como um dispositivo Heidenhain RON ou SICK HIPERFACE) montado diretamente no eixo de sa\u00edda da mesa. O acoplamento entre o munh\u00e3o do mancal da mesa e a entrada do codificador deve ser suficientemente r\u00edgido para evitar a deforma\u00e7\u00e3o torsional, absorvendo simultaneamente a oscila\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica e mec\u00e2nica do sistema de mancais sem sobrecarregar o codificador. Acoplamentos Oldham em miniatura, com di\u00e2metros internos entre 20 e 50 mm, desempenham essa fun\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Sa\u00edda da caixa de engrenagens para o codificador de posi\u00e7\u00e3o:<\/strong> Muitos rob\u00f4s industriais, atuadores rotativos e acionamentos de indexa\u00e7\u00e3o utilizam um encoder no eixo de sa\u00edda da caixa de engrenagens, em vez da entrada do motor, para medir diretamente a posi\u00e7\u00e3o da carga. O acoplamento entre o eixo da caixa de engrenagens e o encoder deve tolerar a oscila\u00e7\u00e3o angular e lateral do rolamento de sa\u00edda da caixa de engrenagens \u2014 uma fun\u00e7\u00e3o que o acoplamento Oldham desempenha com sua capacidade padr\u00e3o de compensa\u00e7\u00e3o lateral.<\/p>\n

Codificador de velocidade do fuso em m\u00e1quinas-ferramenta:<\/strong> Tornos e centros de usinagem frequentemente utilizam um encoder no fuso para medir a velocidade do fuso durante os ciclos de rosqueamento e para fornecer feedback sobre a sobreposi\u00e7\u00e3o da velocidade do fuso. Os rolamentos do fuso apresentam uma excentricidade radial muito maior do que um rolamento servo de precis\u00e3o; um acoplamento Oldham absorve essa excentricidade sem sobrecarregar o encoder.<\/p>\n

Guia de Sele\u00e7\u00e3o e Instala\u00e7\u00e3o<\/h2>\n

Para aplica\u00e7\u00f5es de codificadores e resolvers, os seguintes par\u00e2metros normalmente regem a sele\u00e7\u00e3o:<\/p>\n