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turck40413histoire de couverture

Hannover Messe Hôtel 9, stand H55

Le monde du codeur est divisé. D'une part, les partisans des codeurs optiques et potentiométriques, de l'autre, les adhérents des systèmes magnétiques. A récemment Turck choisi le nombre d'or avec le premier codeur rotatif inductif au monde. Les avantages des solutions précédentes ont été combinés, éliminant ainsi les inconvénients. Le résultat est un travail sans contact et donc absolument sans usure codeurs inductifs RI360P-QR24. Ainsi, l'utilisateur dispose du seul type de codeur disponible qui reste étanche et qui ne finit donc pas en tant que déchet électronique.



Codeurs optiques: grand espace préprogrammé

turck10413Les codeurs optiques sont largement utilisés en tant que codeurs absolus ou incrémentaux. Ils détectent les angles ou les mouvements de rotation en transmettant la rotation d'un arbre à un disque d'impulsions codé optiquement en verre ou en plastique. À l’intérieur du capteur, un système optique analyse ce disque. Les points forts des encodeurs optiques sont leur capacité à capturer des résolutions et des vitesses élevées, ainsi que leur résistance au champ magnétique. Cependant, il est peu pratique que les appareils atteignent des résolutions élevées uniquement avec de grandes sections de boîtier.

Toutefois, le principal inconvénient est le couplage mécanique direct de l’arbre rotatif lié à la conception avec la vitre codée. Les coups sur l’arbre peuvent détruire le disque d’impulsion. Seul le fonctionnement sur des ondes vibrantes augmente en permanence la construction sensible. Bien que le système fonctionne sans usure électrique - mais cela aide peu si la mécanique capitule prématurément. Les fabricants connaissent ce talon d'Achille des codeurs optiques et tentent donc de minimiser les vibrations. Les accessoires de montage tels que les accouplements et les éléments à ressort sont conçus pour amortir la charge mécanique. D'autres fabricants équipent leurs codeurs de roulements à billes appariés ou utilisent des versions sans engrenage.

Codeurs potentiométriques: usure incluse

Toutes ces tentatives ne peuvent qu’atténuer la faiblesse fondamentale des dispositifs en matière de conception. Tôt ou tard, la connexion mécanique entre l'arbre de la machine et le codeur causera l'usure, que ce soit sur les éléments à ressort, les joints ou sur le codeur lui-même.La situation est similaire avec les codeurs potentiométriques: ils atteignent également des résolutions élevées au détriment de leur robustesse. Les fabricants de potentiomètres ne cachent pas le fait qu’un potentiomètre est une pièce d’usure, en tant que codeur rotatif, ainsi que d’autres capteurs.

Dans la plupart des cas, le joint du boîtier du codeur est le point faible central. En particulier, l’utilisation permanente des ondes à haute vitesse les rend éventuellement fragiles, craquelées et finit par couler. La pénétration d'eau ou de saleté perturbe les capteurs sensibles et provoque des temps d'arrêt. Les codeurs optiques et potentiométriques ne permettent d'atteindre des degrés de protection élevés que s'ils sont en vente.

Codeurs magnétiques: CEM et intolérants

Les systèmes magnétiques sont en miroir. Leur force réside dans une résistance mécanique relativement élevée. Le principe de mesure est basé sur un aimant rotatif, qui crée un champ magnétique et le décharge à nouveau. En conséquence, une courbe sinus-cosinus est générée et évaluée en tant que signal de rotation. Les codeurs magnétiques mesurent sans contact et sans usure électronique. Votre électronique peut être construite complètement fermée et en pot. Les faiblesses des codeurs magnétiques disponibles sur le marché résident toutefois dans leur susceptibilité CEM ainsi que dans leur intolérance au désalignement du capteur de position. C'est pourquoi ils doivent également être utilisés dans un boîtier permettant de positionner le codeur correctement. La résolution limitée des dispositifs magnétiques dépend également de la vitesse de l’arbre auquel ils sont couplés.

Combinez les avantages, éliminez les inconvénients

turck50413Turck a mis au point une classe de codeurs rotatifs basée sur le principe de mesure du résonateur inductif. Le spécialiste de l’automatisation l’utilise avec succès depuis deux ans déjà dans ses capteurs de déplacement et d’angle. Les codeurs rotatifs inductifs de la série RI360P-QR24 combinent les avantages des solutions précédentes tout en éliminant leurs inconvénients. Non seulement ils sont absolument sans usure, ils sont également à haute résolution, résistants aux vibrations, aux champs magnétiques, aux régimes élevés et conformes en permanence à la classe de protection IP69K.

Le principe de mesure du résonateur permet une construction sans joints avec un boîtier de capteur complètement encapsulé, séparé du capteur de position. L'intrusion de La poussière ou l'eau dans les composants électroniques est totalement exclue. Les vibrations et les défauts d'alignement jusqu'à 4 mm sont compensés par le codeur avec son principe de mesure sans contact. Les champs magnétiques ne perturbent pas la méthode de mesure, car le transmetteur de position ne repose pas sur un aimant mais sur un système de bobine inductive dans lequel le capteur et le transmetteur de position (résonateur) forment un circuit résonant.

La première application est déjà en attente

turck20413Les premiers clients attendent déjà le nouvel encodeur. Parmi eux, une centrale solaire en Espagne. Dans ces centrales dites à héliostat, tous les codeurs rotatifs précédemment utilisés, utilisés pour aligner les miroirs avec la tour centrale, ont atteint leurs limites. Les miroirs étant situés jusqu'à 1 km de la tour, il est nécessaire de modifier l'inclinaison de la plage du millirad (1 Millirad = degrés 0,06) afin de projeter la lumière exactement sur la tour. Les codeurs magnétiques sont hors de question en raison du manque de résolution. Les codeurs optiques ne sont pas à la hauteur des défis climatiques des régions désertiques: les journées chaudes et les nuits froides entraînent une forte formation de condensation. Avec un système non encapsulé, les inclusions d'eau ne peuvent pas être évitées. L'eau pénétrante perturbe l'électronique et l'optique, le capteur tombe en panne. Étant donné que les centrales solaires à tour sont souvent situées dans des zones isolées et réparties sur plusieurs kilomètres carrés, le remplacement d'un seul codeur demande beaucoup d'efforts.

Comme le montre l'étude de faisabilité économique, le codeur RI sans entretien est de loin supérieur aux codeurs optiques. Les codeurs optiques 20.000 sont installés dans la centrale susmentionnée. Chaque année, les opérateurs devaient en remplacer environ un tiers, car ils étaient défectueux ou sur le point de tomber en panne. Avec un prix unitaire de 100 Euro, un dommage de près de 700.000 Euro par an est survenu. À cela s’ajoutent les coûts pour les techniciens de maintenance et les dommages causés par une production électrique défaillante. Le montant total des dommages dans ce projet s’élève donc à environ 1 millions d’euros par an.

Le codeur universel remplace plusieurs types 100

Avec le nouvel encodeur, l’utilisateur n’a plus à faire de compromis entre résolution et robustesse. Ceci élimine tous les efforts pour protéger les codeurs contre les contraintes mécaniques via des ressorts ou des doubles paliers. En plus du système anti-interférences et anti-usure, l'utilisateur bénéficie également du concept de paramétrage et d'assemblage, qui transforme un modèle de codeur unique en un codeur universel pour de nombreuses applications. Ce modèle peut remplacer plusieurs types de codeurs 100. Le concept d'assemblage poursuit l'approche universelle: les bagues d'adaptation permettent à l'utilisateur d'utiliser le capteur de position sur des arbres de différents diamètres. Il ne lui reste donc qu'un seul codeur en stock, qu'il peut utiliser pour toutes les applications sur des arbres jusqu'à 20 mm.

Version IO-Link paramétrable

turck40413Turck lance une version IO-Link paramétrable sur le marché. L'interface de paramétrage IO-Link permet à l'utilisateur d'adapter individuellement les caractéristiques et tous les paramètres du codeur rotatif à son application. Cela permet à l'appareil d'être configuré en tant que codeur rotatif à plusieurs tours, à un tour ou incrémental. Le codeur rotatif peut être réglé pour des résolutions particulièrement élevées, jusqu’à bits 18, même aux vitesses les plus élevées. Le client peut également paramétrer individuellement les signaux de sortie: bit SSI, code Gray ou signal binaire en bits 24, 25 ou 26, de manière incrémentielle ainsi que de sortie tension ou courant. Après la version IO, d'autres variantes suivront dans les mois à venir: une version avec connexion en mode RTU et une version conçue selon les directives e1 pour une utilisation sur des machines mobiles avec une sortie de tension de 0,5 ... 4,5 V.

Le concept de paramétrage du capteur est aussi flexible que son concept d'installation. Grâce à l'adaptateur d'arbre, le codeur rotatif peut être utilisé sur toutes les tailles d'arbre complet et creux standard jusqu'à 20 mm. Le capteur a la forme d'un beignet et peut être poussé avec son trou central sur l'arbre. Le capteur de position peut être positionné derrière ou devant celui-ci - en fonction des conditions d'installation sur site.

Machine-outil et beaucoup d'autres applications

turck30413Le souhait d'un client du secteur des machines-outils montre également que le nouveau modèle de codeur ne peut pas être classé dans les tiroirs existants. Cette application diffère par un maximum d'utilisation dans la centrale solaire: Bien que la collecte de panneaux solaires dans la zone de monoturn et doit être très lente, mais très précise, l'application se déplace sur la machine à commande numérique dans la zone de multitours et nécessite l'acquisition jusqu'à 25.000 min-1, La vitesse n’est pas un problème pour le RI360P-QR24 car, contrairement à tous les autres appareils du marché, le codeur n’est pas limité mécaniquement à une vitesse maximale.

Les marchés de vente de la nouvelle classe de codeurs sont aussi divers que leurs options de configuration. Entre autres choses, le fabricant voit un potentiel énorme dans les domaines des engins mobiles, des énergies renouvelables, des machines de conditionnement, des machines-outils et des systèmes et systèmes logistiques. Cependant, en raison de sa conception, la nouvelle classe de codeurs convient à tous les marchés de la vente et à presque tous les domaines d'application.

L'auteur André Brauers est capteur de position linéaire et codeur rotatif chez Hans Turck GmbH & Co. KG, Mühlheim.


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