Dans de nombreux applications de contrôle de mouvementDans le domaine de la robotique et de la fabrication automatisée, le suivi de la position de l'arbre est essentiel pour garantir le bon fonctionnement des appareils.
L'une des meilleures solutions est la mise en œuvre d'un retour de position dans les encodeurs pour tenir compte du positionnement précis à tout moment de la rotation de l'arbre.
Le retour d'information est simplement un signal renvoyé à un servomoteur ou à un contrôleur pour communiquer une valeur mesurée, telle que la tension, la vitesse, le courant, le couple, l'accélération ou le positionnement. Les codeurs de retour sont généralement intégrés aux moteurs ou aux charges pour communiquer la position ou la vitesse.
L'ajout d'un dispositif de retour dans une application de mouvement crée un système en boucle fermée, dans lequel le servomoteur ou le contrôleur est capable de compenser les perturbations du moteur ou de la charge en ajustant la sortie pour atteindre les valeurs souhaitées. Le retour de position communique la position angulaire des moteurs rotatifs ou la position linéaire des moteurs linéaires.
Il existe deux types de systèmes de mesure pour le retour de position, que nous allons aborder dans cet article : la mesure du retour absolu et la mesure du retour incrémental.
Retour d'information incrémentiel
La rétroaction incrémentale fonctionne en balayant des lignes sur un disque et en convertissant ces motifs en impulsions électriques ou en signaux sinus/cosinus qui sont ensuite envoyés au servomoteur. Ce dernier mesure alors les mouvements par incréments qui se produisent dans un sens ou dans l'autre.
Les codeurs à rétroaction incrémentale ne peuvent suivre la position réelle qu'après avoir exécuté une routine de recherche d'origine où ils établissent un point de référence pour la rotation. Cela signifie qu'il doit se déplacer vers un emplacement connu, tel qu'une butée de fin de course, ou passer devant un commutateur de recherche d'origine ou une impulsion d'index.
Une fois que le moteur atteint une position connue, le système peut alors suivre la position comme le fait la rétroaction absolue. Malheureusement, les glitchs peuvent être une complication courante, ainsi que la perte de tension d'alimentation qui fera perdre au système incrémental son point de référence.
Si le système devait s'arrêter, les informations sur la position seraient perdues et la routine de recherche d'origine devrait être relancée.
Une imprimante à jet d'encre constitue un exemple concret de routine de recherche d'origine. Lorsqu'elle est allumée pour la première fois, la tête d'impression se déplace d'avant en arrière sur la largeur de la zone d'impression dans le cadre du processus de démarrage.
Codeurs incrémentaux
Le codeur incrémental TTL utilise un photodétecteur pour convertir la lumière en impulsions de signal. Essentiellement, une source de lumière brille à travers des fentes (ou des lignes) sur un disque et le photodétecteur convertit cette lumière en signaux électriques sur les canaux A et B.
La résolution est numérique et se base sur le nombre de lignes ou de comptes (4x lignes).
Les impulsions électriques passent par les canaux A et B du codeur, qui s'allument et s'éteignent, et se chevauchent. En mesurant la relation de phase entre les canaux A et B, le codeur est capable de mesurer la direction incrémentale des impulsions électriques pour déterminer le positionnement général.
Mais pour une mesure plus précise et absolue de la position, l'ajout d'un autre signal, parfois appelé index, marqueur ou canal I, est nécessaire pour marquer la position absolue du moteur dans un tour.
En analysant ces quatre états, le codeur peut suivre la position en comptant la direction de chaque impulsion à partir d'un point de départ.
Le codeur incrémental Sin/Cos est très similaire à un codeur TTL, mais utilise des signaux Sin et Cos analogiques pour les canaux A et B.
Le rapport entre les signaux Sin/Cos permet l'interpolation entre les "comptes", ce qui augmente considérablement la résolution. 2048 comptes supplémentaires (ou plus) peuvent être interpolés entre chaque compte standard.
Feedback absolu
Contrairement à la rétroaction incrémentielle, les codeurs à rétroaction absolue reposent sur un disque codé qui tourne avec l'arbre pour fournir une rétroaction de positionnement absolue. Un décodeur est utilisé pour lire ces valeurs en utilisant un code binaire, gris ou excédentaire. Ces valeurs sont communiquées au servo-contrôleur par un canal série.
Ces systèmes sont bien plus complexes que les encodeurs incrémentaux et suivent toujours la position réelle de l'arbre.
En outre, en cas de coupure de la tension d'alimentation, un dispositif de rétroaction absolue ne perdra jamais la position de l'arbre et la communiquera au servo-contrôleur une fois l'alimentation rétablie. Il n'y a pas de perte de valeur dans un système de rétroaction absolue.
Codeurs absolus
Les codeurs absolus suivent et stockent les données de position, qui sont ensuite transmises au contrôleur par un canal série. Chaque position de l'arbre ou de la charge est marquée pendant la rotation, de sorte que la position est toujours connue.
Les codeurs linéaires sont capables de suivre directement le retour d'information en implémentant un codeur de position sur la charge, tandis que les codeurs sur un moteur rotatif rapportent le retour d'information sur la position de la charge de manière indirecte.
Les codeurs absolus monotour suivent la position pour chaque tour, tandis que les codeurs absolus multitours utilisent des engrenages de réduction pour suivre également le nombre de tours.
C'est utile pour les systèmes linéaires et d'autres applications où l'amplitude du mouvement nécessite plus d'un tour de moteur. C'est comparable à un odomètre mécanique dans une voiture.
Pas de réinitialisation en cas de coupure accidentelle de l'alimentation.
Avantages de la rétroaction incrémentielle
Généralement moins cher
Options disponibles pour une résolution plus élevée
Les informations sur la position absolue ne sont pas nécessaires pour toutes les applications.
Applications de rétroaction absolue
Le retour absolu est préférable pour les applications où des informations sur la position sont nécessaires et où une routine de retour à la position initiale ne peut pas nécessairement être exécutée. Il s'agit de toute application qui ne peut pas faire un tour complet de 360 degrés, comme un cobot ou des applications avec des rapports de vitesse autres que 1:1.
Imaginez qu'une imprimante 3D à rétroaction incrémentielle perde la trace de sa position en cas de coupure de courant.
Les applications les plus courantes des codeurs absolus sont les suivantes :
Grandes antennes
Télescopes
Imprimantes 3D
Caméras stabilisées
Systèmes de direction automatisés
ADVANCED Motion Controls dispose d'une variété d'entraînements différents pour différents types de retour. Pour de plus amples informations ou des questions concernant la rétroaction de position, contactez-nous aujourd'hui.
Vous aimez cet article ?
Recevez des blogs comme celui-ci directement dans votre boîte de réception !
