Dans les domaines du contrôle des mouvements et de la robotique, il est essentiel de connaître la position et la vitesse des objets en mouvement. L'un des dispositifs permettant d'y parvenir est un codeur en quadrature. Cet article se penche sur les complexités des codeurs en quadrature, en expliquant leur fonctionnalité, leurs applications et les critères de sélection.
Table des matières
Qu'est-ce qu'un codeur en quadrature ?
Le codeur en quadrature est également appelé codeur incrémental optique AB à double canal de sortie. Le signal de la phase A et le signal de la phase B sont séparés de 90 degrés. Par conséquent, nous pouvons juger du sens de rotation de l'objet grâce à la séquence de la phase A et de la phase B. Si la phase A précède la phase B de 90 degrés, l'objet tourne vers l'avant. Si la phase B précède la phase A de 90 degrés, l'objet tourne dans le sens opposé. En outre, la vitesse ou l'angle peuvent être calculés en lisant le nombre d'impulsions A ou B. La plupart des codeurs en quadrature possèdent également une phase Z, également appelée signal d'index. La lecture de la valeur de la phase Z permet de calculer le nombre de tours de l'objet.
Comment fonctionne un codeur en quadrature ?
Pour apprendre comment fonctionne le codeur en quadrature, il faut tout d'abord connaître sa structure. Nous savons tous que "la structure détermine les propriétés, les propriétés déterminent l'utilisation". À la base, un codeur en quadrature se compose d'un disque rotatif, d'un capteur photosensible et d'un circuit de sortie. Le disque, fixé à l'arbre rotatif, comporte une série de fentes ou de marques régulièrement espacées. Lorsque le disque tourne, le capteur détecte ces marques et produit des impulsions électriques. Les formes d'ondes de sortie dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et dans le sens des aiguilles d'une montre sont les suivantes :
Comment et quand utiliser un codeur en quadrature ?
Dans les scénarios où un retour d'information précis sur le mouvement est nécessaire, les codeurs en quadrature sont d'une valeur inestimable. Parmi les applications les plus courantes, citons
– RobotiqueLe système de contrôle de l'environnement : il permet de déterminer la position et la vitesse des roues ou des bras d'un robot.
– Machines-outils à commande numérique: Savoir où se trouvent l'outil et la pièce.
– Système de bande transporteuse: contrôle la vitesse et la position des articles sur la bande transporteuse.
Lors de la mise en œuvre d'un codeur en quadrature, vous devez vous assurer que le système peut gérer le nombre d'impulsions générées, en particulier à des vitesses élevées. En outre, le codeur doit être correctement monté pour éviter toute erreur de lecture due à des vibrations ou à un mauvais alignement.
Comment obtenir une meilleure résolution grâce aux codeurs en quadrature ?
La résolution d'un codeur correspond au nombre d'impulsions qu'il génère par tour. Les codeurs à haute résolution fournissent plus d'impulsions, ce qui se traduit par un retour d'information plus précis sur la position.
Pour une résolution plus élevée :
Augmenter le nombre de sillons ou de marques sur le disque : plus il y a de marques, plus il y a d'impulsions par révolution.
Utilisation de la technologie de décodage : En analysant les fronts montants et descendants des deux canaux, la résolution peut être multipliée par quatre.
Comment choisir un codeur en quadrature ?
Le choix d'un codeur orthogonal se fait en plusieurs étapes :
- Type de roulement. Les codeurs orthogonaux sont divisés en deux catégories : les codeurs à arbre plein et les codeurs à arbre creux. Nous devons choisir le codeur approprié en fonction du scénario d'utilisation réel. Le codeur à arbre plein doit être utilisé avec une chemise d'arbre lors de l'installation, et le codeur à arbre creux est plus facile à installer. Pour en savoir plus sur les différences entre ces deux types de codeurs, vous pouvez consulter l'article suivant : - Le codeur à arbre creux est plus facile à installer.3 grandes différences entre les codeurs à arbre creux et les codeurs à arbre plein.
- Déterminer le diamètre extérieur du codeur en quadrature. Plus le diamètre extérieur est grand, plus le diamètre de l'arbre creux ou de l'arbre plein est grand. En outre, plus le diamètre extérieur est grand, plus le disque de code interne est grand et plus la résolution est élevée.
- Déterminer le diamètre de l'arbre du codeur. La taille des roulements du rotor correspondant à des moteurs de différentes puissances sera également différente. Pour plus de détails, veuillez consulter les tailles de roulements suivantes de différents moteurs sur le marché :
| Taille du moteur | Diamètre de l'arbre (mm) |
|---|---|
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Petits moteurs |
2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm
|
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Moteurs moyens |
8mm, 10mm, 12mm, 14mm, 16mm |
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Grands moteurs |
20mm, 25mm, 30mm, 35mm, 40mm |
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Moteurs industriels |
45mm, 50mm, 55mm, 60mm, 70mm |
|
Moteurs extra-larges |
80mm, 90mm, 100mm, 120mm, 150mm |
- Déterminer la résolution. Plus la résolution est élevée, plus les données mesurées sont précises. Bien entendu, plus la résolution est élevée, plus le codeur est coûteux. La résolution maximale du codeur orthogonal Lornentzzi peut atteindre 5400 ppr.
- Déterminer la sortie. La sortie du codeur en quadrature peut être une sortie complémentaire triphasée, une sortie à collecteur ouvert ou une sortie de tension, ou un push-pull à 6 phases avec des sorties de signaux inversés, une sortie à longue ligne. Le codeur à sortie 6 phases a une meilleure capacité anti-interférence et une plus longue distance de transmission.
- Déterminer la tension de fonctionnement. La tension de travail du codeur incrémental peut être de 5VDC ou de 8-30VDC. Dans les applications pratiques, il est nécessaire de tenir compte de la tension de travail qui peut être fournie au codeur.
- Méthode de sortie du codeur. La sortie du câble du codeur Lorentzzi peut être latérale ou arrière, et la méthode de connexion entre le câble et le codeur peut être de type aviation ou conventionnelle. Le codeur de type aviation a de meilleures performances en matière d'étanchéité et une connexion plus solide.
Conclusion
En connaissant les subtilités des codeurs en quadrature, en expliquant leur fonctionnalité, leurs applications et les critères de sélection, nous nous assurons que vous avez une connaissance complète d'un codeur en quadrature. Si vous avez encore des questions, veuillez laisser un commentaire ci-dessous. Notre équipe de vente vous aidera à résoudre vos problèmes.
