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LA FONCTION ACQUISITION CAPTEURS NUMÉRIQUES LES CODEURS LES CAPTEURS DIDENTIFICATION.

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1 LA FONCTION ACQUISITION CAPTEURS NUMÉRIQUES LES CODEURS LES CAPTEURS DIDENTIFICATION

2 Les capteurs numériques peuvent être employés pour : Informer la P.C sur la position dun élément mobile Mesurer des déplacements Mesurer des vitesses & accélérations (avec un traitement approprié) Table de machine Table de machine Table de machine Table de machine Moteur Capteur numérique Système vis-écrou CODEURS de position On appelle ces capteurs des CODEURS de position 1 - Introduction

3 Dautres capteurs numériques permettent : Didentifier des produits : Déchanger des informations relatives au produit (Quantité, caractéristiques, etc.) : Lecteurs de codes à barre Systèmes de lecture écriture inductive

4 2 - Les codeurs de position On distingue deux types de codeurs : Les codeurs incrémentaux Les codeurs absolus

5 Les codeurs incrémentaux et absolus sont souvent des codeurs rotatifs Mais on utilise parfois des codeurs linéaires pour certaines applications 2 - Les codeurs de position

6 Les codeurs incrémentaux et absolus rotatifs ont des éléments communs : Ils utilisent un disque comportant une succession de zones opaques et de zones transparentes Disque de codeur incrémental Disque de codeur absolu Secteur de disque incrémental fortement agrandi 2 - Les codeurs de position

7 Les codeurs incrémentaux et absolus rotatifs ont des éléments communs : Ils exploitent un signal lumineux à laide dun système photoélectrique et le traduisent en signaux électriques Codeur incrémental Codeur absolu

8 2 - Les codeurs de position 2-1 Les codeurs incrémentaux Ils sont constitués dun disque comportant généralement une seule piste dont la gravure est une alternance de zones opaques et transparentes Des photos transistors reçoivent ou non le faisceau et commutent en conséquence un circuit électronique, générant ainsi plusieurs signaux « carrés » Les faisceaux lumineux traversent le disque en présence dune zone transparente et se trouvent bloqués si cest une zone opaque La lumière émise par une diode électroluminescente est focalisée par une lentille et traverse un diaphragme qui génère trois faisceaux lumineux

9 2-1 Les codeurs incrémentaux On distingue ainsi 3 voies : La voie A permettant à chaque impulsion dincrémenter (+1) ou de décrémenter (-1) le compteur dimpulsions La voie B permettant de déterminer le sens de rotation La voie Z (ou « top zéro ») permettant dinitialiser le compteur dimpulsions

10 2-1 Les codeurs incrémentaux Langle parcouru par le codeur entre deux fronts montants sur la voie A correspond à : La précision de mesure du codeur Précision Le nombre n dintervalles par tour s appelle : La résolution du codeur

11 2-1 Les codeurs incrémentaux On peut encore augmenter la précision : En utilisant les fronts montants et descendants de la voie A En utilisant les fronts montants et descendants des voies A et B Précision DOUBLÉE Précision QUADRUPLÉE

12 2-1 Les codeurs incrémentaux Problèmes de parasites : Des parasites en ligne peuvent être comptabilisés et fausser le comptage des impulsions Certains codeurs génèrent des signaux complémentaires à ceux des voies A et B Solution :

13 Choix dun codeur incrémental : Pour rendre le codeur compatible avec lapplication et avec lautomate, il est nécessaire de déterminer : La résolution (ou nombre de points par tour) La fréquence des impulsions délivrées Les caractéristiques électriques 2-1 Les codeurs incrémentaux

14 On désire couper des profilés à différentes longueurs sur une machine automatisée Deux rouleaux dentraînement permettent dobtenir la longueur de profilé désirée Codeur Diamètre des rouleaux : D = 100 mm Machine à découper des profilés à longueurs variables Profilé à couper Lames de coupe Exemple dapplication

15 2-1 Les codeurs incrémentaux Exemple dapplication Un codeur incrémental est relié directement à laxe dun des galets (il ny a donc pas de réduction de fréquence) La longueur des profilés souhaitée peut varier de 0,02 m à 1 m Codeur Diamètre des rouleaux : D = 100 mm Machine à découper des profilés à longueurs variables Profilé à couper Lames de coupe

16 2-1 Les codeurs incrémentaux Codeur Diamètre des rouleaux : D = 100 mm Machine à découper des profilés à longueurs variables Profilé à couper Lames de coupe On désire une précision de longueur de : 1 mm La fréquence de rotation des rouleaux est de 60 min -1 Exemple dapplication

17 2-1 Les codeurs incrémentaux Données techniques du système : Longueur de coupe : 0,02 m < L < 1 m Précision : 1 mm Fréquence rotation rouleaux : 60 min -1 Diamètre galet : 100 mm Rapport réduction : K = 1 Codeurs disponibles daprès le fournisseur : Nombre de points par tour : Automate : TSX37 22 Entrées TOR PNP + entrées de comptage rapide Exemple dapplication

18 2-1 Les codeurs incrémentaux a) Calculer la résolution n du codeur permettant dobtenir la précision Avec : n : résolution K : rapport de réduction p : Périmètre du galet q : Précision Diamètre Galet 2..R Précision q Exemple dapplication

19 a) Calculer la résolution n du codeur permettant dobtenir la précision Avec: K : 1 p : 314 mm q : 1 mm n = 314 points/tour Dans le catalogue fournisseur, on prend : n = 360 points/tour 2-1 Les codeurs incrémentaux Exemple dapplication Diamètre Galet 2..R Précision q

20 Caractéristiques des entrées de lAPI : Fréquences admissibles par les entrées : Entrée TOR « rapide » : 500 Hz Entrée de comptage intégrée (TSX CTZ) : 10 kHz Carte de comptage rapide (option): 40 kHz Caractéristiques du codeur : Résolution: n = 360 pts /tour Fréquence de rotation : N = 60 min Les codeurs incrémentaux Exemple dapplication b) Calculer la fréquence des impulsions pour vérifier la compatibilité des entrées de lAPI

21 Avec F en Hz N en min –1 n en points par tour La fréquence des impulsions délivrées par le codeur dépend de la résolution et de la fréquence de rotation du codeur Dans notre application, on obtient : f = 360 Hz Le codeur peut être raccordé sur une entrée TOR « rapide » 2-1 Les codeurs incrémentaux Exemple dapplication

22 c) Vérifier les caractéristiques électriques Caractéristiques des entrées de lAPI : Entrées : PNP ou NPN Tension dalimentation : 24 V CC Caractéristiques du codeur : Sorties : PNP ou NPN Tension dalimentation : 10…30 V Raccordement sur les entrées: %I1.0 %I1.1 %I1.2 %I1.3 Consulter la documentation de lAPI pour les diverses possibilités de raccordement Configurer ces entrées en entrées rapides (configuration logicielle) 2-1 Les codeurs incrémentaux Exemple dapplication

23 Avantages et inconvénients des codeurs incrémentaux : Avantages : Peu de connexions (3 à 5 fils pour les signaux connectés à lAPI ; 2 fils pour lalimentation) Peu dentrées automate nécessaires Inconvénients : Nécessité dutiliser des entrées rapides ou des cartes de comptage spécialisées En cas de coupure dénergie sur la PC, la valeur courante du compteur dimpulsions est perdue, nécessitant une remise à zéro Doù nécessité dune procédure de prise dorigine 2-1 Les codeurs incrémentaux

24 2 - Les codeurs de position 2-2 Les codeurs absolus Les faisceaux lumineux émis par plusieurs diodes électroluminescentes sont dirigés à travers un disque comportant plusieurs pistes comportant des zones opaques et dautres transparentes,vers des phototransistors

25 À chaque position angulaire du codeur correspond lenvoi dun code binaire sur x bits. Le nombre de bits x correspond au nombre de pistes du disque Dans notre exemple, x = 9 soit 9 pistes donc 9 bits 2 - Les codeurs de position 2-2 Les codeurs absolus

26 Pour une rotation supérieure à 1 tour, un système de disques secondaires mis en rotation par des engrenages permet de savoir le nombre de tours effectués. Le codage des disques secondaires suit le même principe que le disque principal. 2 - Les codeurs de position 2-2 Les codeurs absolus


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