Dans le monde du contrôle et de l'automatisation des mouvements, les encodeurs font partie intégrante des composants qui fournissent une rétroaction sur la position, la vitesse et la direction des pièces mobiles. Parmi les différents types d'encodeurs, les encodeurs absolus se distinguent en raison de leur capacité à conserver des informations de position précise même en cas de perte de puissance. Cet article expliquera le principe de travail des encodeurs absolus, explorera leurs applications et mettra en évidence les considérations clés lors de leur sélection pour un usage industriel.
Qu'est-ce qu'un encodeur?
Un encodeur est un dispositif qui traduit le mouvement mécanique en signaux électriques qui peuvent être interprétés par un système de contrôle, comme un PLC (contrôleur logique programmable) ou un ordinateur. Les encodeurs sont utilisés dans un large éventail d'applications, des systèmes simples comme les commutateurs rotatifs à des processus d'automatisation complexes dans des industries telles que la robotique, l'aérospatiale et l'automobile.
Types d'encodeurs
Les deux principaux types d'encodeurs sont:
Encodeurs incrémentiels : ces codant génèrent des impulsions lorsque l'arbre tourne, chaque impulsion correspondant à un incrément de mouvement spécifique. Ils ont besoin d'un point de référence pour établir la position et ils perdent des informations de position si le pouvoir est perdu.
Encodeurs absolus : les encodeurs absolus fournissent un code numérique unique pour chaque position distincte, assurant un suivi de position précis même après les interruptions d'alimentation. Cette fonctionnalité les rend particulièrement précieuses dans les applications où la précision et la fiabilité sont cruciales.
Dans cet article, nous nous concentrerons sur les principes de travail, les avantages et les applications des encodeurs absolus.
Le principe de travail des encodeurs absolus
Contrairement aux encodeurs incrémentiels, les encodeurs absolus fournissent un code unique pour chaque position, et ce code est maintenu même lorsque l'alimentation est éteinte. Pour comprendre le principe de travail, il est essentiel de briser le mécanisme interne d'un encodeur absolu.
Le disque de code
Au cœur d'un encodeur absolu se trouve un disque de code ou un rotor. Ce disque a une série de modèles ou de marques disposés en cercles concentriques ou en lignes radiales. Ces modèles codent les informations de position, qui sont interprétées par le capteur de l'encodeur. Le capteur lit la position des marques comme le disque tourne, générant un code numérique unique pour chaque position angulaire.
Plusieurs pistes et code binaire
Les encodeurs absolus peuvent utiliser plusieurs pistes sur le disque de code, chaque piste représentant un poids binaire différent (comme 1, 2, 4, 8, etc.). Ces pistes sont lues simultanément, générant un numéro binaire unique qui correspond à une position spécifique. Plus le nombre de bits dans le code de l'encodeur est élevé, plus la résolution et la précision du suivi de position sont élevées.
Par exemple:
Un encodeur absolu en un seul tour utilise une seule révolution du disque de code pour générer un code de position unique.
Les encodeurs absolus multi-tours utilisent des pistes supplémentaires ou plusieurs disques pour compter les virages, fournissant une rétroaction de position sur plusieurs révolutions.
Mémoire non volatile
L'un des principaux avantages des encodeurs absolus est leur mémoire non volatile, qui leur permet de conserver des informations de position même si le système perd l'énergie. Lorsque la puissance est rétablie, le codeur peut reprendre le suivi de la position exacte sans avoir besoin de réhomation ou de recalibrage, ce qui est un avantage significatif dans de nombreuses applications industrielles.
Caractéristiques clés des encodeurs absolus
Haute précision : avec la possibilité de fournir un code unique pour chaque position, les encodeurs absolus fournissent une rétroaction à haute résolution, assurant une précision dans le suivi de la position.
Mémoire non volatile : ils conservent les données de position même après la perte de puissance, ce qui les rend idéales pour les applications critiques où les temps d'arrêt sont coûteux.
Capacité multi-tours : les encodeurs absolus peuvent être conçus pour compter plusieurs révolutions, ce qui leur permet de suivre la position sur plusieurs tours.
Durabilité : En raison de leur conception robuste, les encodeurs absolus sont bien adaptés aux environnements exigeants et aux conditions difficiles.
Applications des encodeurs absolus
Les encodeurs absolus sont largement utilisés dans diverses industries, notamment la fabrication, la robotique, l'aérospatiale et l'automobile. Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des applications les plus courantes des encodeurs absolus.
1. Automatisation industrielle
Dans les environnements industriels, les encodeurs absolus sont utilisés pour un contrôle précis dans des systèmes comme les ceintures de convoyeur, les machines CNC et les équipements d'emballage. Leur capacité à maintenir les données de position sans alimentation les rend idéales pour les systèmes automatisés qui nécessitent un fonctionnement continu et ininterrompu.
2. Robotique
En robotique, les encodeurs absolus sont cruciaux pour suivre la position des bras et des articulations robotiques. Ces encodeurs fournissent une rétroaction en temps réel sur la position exacte du robot, permettant des mouvements précis et améliorer les performances globales.
3. Aérospatial et aviation
Dans l'industrie aérospatiale, les encodeurs absolus sont utilisés dans des systèmes comme le contrôle des vols et la navigation, où la rétroaction de position est vitale. La nécessité de haute fiabilité et de précision rend les encodeurs absolus idéaux pour de telles applications.
4. Industrie automobile
Dans la fabrication et les tests automobiles, les encodeurs absolus sont utilisés dans les lignes de montage et l'équipement de diagnostic pour mesurer la position et le mouvement de divers composants mécaniques. Ils sont également utilisés dans les véhicules électriques (EV) pour suivre la position des composants comme les systèmes de direction et de freinage.
5. Ascenseurs et escaliers mécaniques
Pour les systèmes de mouvements verticaux comme les ascenseurs et les escaliers mécaniques, les encodeurs absolus fournissent une rétroaction de position en temps réel, garantissant un contrôle fluide et précis de la position de l'ascenseur. La capacité de maintenir les données de position, même pendant la perte de puissance, est essentielle pour la sécurité des passagers et la fiabilité du système.
Choisir le bon encodeur absolu
Lors de la sélection d'un encodeur absolu, plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour s'assurer qu'il répond aux besoins spécifiques de votre application. Vous trouverez ci-dessous quelques considérations clés:
1. Résolution de l'encodeur
La résolution de l'encodeur détermine le niveau de précision que l'encodeur peut fournir. Pour les applications qui nécessitent une précision élevée, telles que les machines CNC ou les bras robotiques, un encodeur absolu à haute résolution est essentiel. La résolution de l'encodeur est généralement mesurée en bits pour les encodeurs absolus. Un encodeur 12 bits propose 4096 positions uniques par révolution, tandis qu'un encodeur 16 bits offre 65536 positions par révolution.
2.
Les encodeurs absolus à tour de feu conviennent aux applications où l'objet ou la pièce ne fait pivoter que par une révolution. Cependant, si l'application nécessite le suivi de plusieurs virages ou rotations, les encodeurs absolus multi-tours sont plus appropriés. Les encodeurs multi-tours peuvent suivre jusqu'à plusieurs milliers de révolutions, fournissant des commentaires détaillés sur de longues périodes de mouvement.
3. Considérations environnementales
Dans les environnements industriels durs, les cocoteurs absolus doivent être durables et résistants à des facteurs tels que la température extrême, l'humidité, la poussière et les vibrations. Le choix d'un encodeur avec des cotes de protection d'entrée (IP) appropriés et une construction robuste assure des performances fiables dans des conditions difficiles.
4. Signaux de sortie
Les encodeurs absolus sont livrés avec différentes options de signal de sortie, telles que des formats de communication analogiques, numériques et série comme SSI (interface série synchrone) ou canopen. Le choix du signal de sortie correct est crucial pour assurer la compatibilité avec l'unité de contrôle de votre système.
FAQ
Q1: Comment fonctionne un encodeur absolu?
A1: Un encodeur absolu fonctionne en attribuant un code binaire unique à chaque position de l'arbre ou du disque. Ce code est lu par un capteur et transmis au système de contrôle, qui peut suivre avec précision la position même après une défaillance de puissance.
Q2: Quelle est la différence entre un encodeur absolu à un seul tour et multi-tours?
A2: Un codeur absolu en un seul tour suit la position dans une révolution complète (360 degrés), tandis qu'un encodeur absolu multi-tours peut suivre plusieurs révolutions, ce qui le rend idéal pour les applications où une rotation continue est requise.
Q3: Quels sont les principaux avantages de l'utilisation des encodeurs absolus?
A3: Les principaux avantages des encodeurs absolus incluent leur haute précision, leur capacité à conserver les données de position après la perte de puissance et la polyvalence dans les applications à tour de feu et à tour.
Q4: Où les encodeurs absolus sont-ils couramment utilisés?
A4: Les encodeurs absolus sont utilisés dans l'automatisation industrielle, la robotique, l'aérospatiale, les tests automobiles et d'autres applications où le suivi de position est essentiel.
Q5: Comment sélectionner le bon encodeur absolu pour mon application?
A5: Lors de la sélection d'un encodeur absolu, envisagez des facteurs tels que la résolution, les conditions environnementales, que ce soit un encodeur à un seul tour ou multi-tours est nécessaire et le type de signal de sortie requis pour la compatibilité avec votre système.
Shanghai Hengxiang Optical Electronics Co., Ltd. est l'un des principaux fabricants d'encodeurs de haute précision et de solutions de contrôle de mouvement. Avec plus de 23 ans d'expérience dans l'industrie, nous nous spécialisons dans la fourniture d'encodeurs personnalisés de haute qualité pour répondre à divers besoins industriels. Nos produits sont certifiés avec les normes CE-ATC, ISO et QMS, garantissant la qualité et les performances de haut niveau.
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