Codeurs Optiques Prof Best
of 8
-
Upload
zinoun19901 -
Category
Documents
-
view
13 -
download
0
description
tres bon
Transcript of Codeurs Optiques Prof Best
-
NOM :
PRNOM :
CLASSE :
DATE :
PAGE : 1Codeurs optiques
I) Introduction :
La croissance de la puissance des systmes de traitement ainsi que les impratifs de productivit
appellent dans tous les domaines de production industrielle un besoin dinformation continue sur :
le dplacement,
la position,
la vitesse des outils ou des produits.
Les systmes de dtection conventionnels (interrupteurs et dtecteurs de positions), qui ne peuvent
fournir que des informations Tout Ou Rien des endroits prdtermins ne rpondent que
partiellement aux besoins de prcision et de flexibilit. Dans le cas dun codeur, le positionnement
du mobile est
entirement matris par les systmes de traitement et non plus ralis physiquement par le
positionnement dun interrupteur de position sur la machine.
Exemples :
Transstockeur
Permet de dterminer lemplacement des
emplacements de stockage
Dcoupe de pices
longueur prdfinie
Traitement de surface :
Permet de dterminer
la position des
diffrents bacs de
traitement
-
NOM :
PRNOM :
CLASSE :
DATE :
PAGE : 2Codeurs optiques
Le codeur optique est li mcaniquement un arbre qui lentrane en rotation. Ce sont des informations sur la
rotation de cet arbre que lon souhaite connatre (vitesse ou valeur de la rotation, nouvelle position angulaire
atteinte)
Le codeur met divers signaux lectriques destination de la partie commande charge de les exploiter et de
leur donner un sens (par dcodage, comptage, mesure de la frquence)
II) Principe de fonctionnement :
tous les codeurs optiques exploitent des principes de fonctionnement similaires.
Ils sont constitus dun disque comportant des zones opaques et des zones opaques et des zones
translucides. Le nombre de ces zones et leur disposition dpendent de la nature du codeur et du type
dinformation que lon souhaite obtenir.
Des diodes lectroluminescentes (LED)
mettent une lumire qui peut traverser les
zones translucides. Des photo-transistors,
situs de lautre ct du disque en regard des
LED, captent cette lumire lorsquils sont face
une ouverture et dlivrent un signal
lectrique, image de la prsence de cette
ouverture.
II) Les types de codeurs optiques :
Il existe deux principaux types de codeurs optiques:
Les codeurs incrmentaux qui dlivrent une information de dplacement angulaire du disque sous
forme dun train dimpulsions.
Les codeurs numriques de position (codeurs absolus), pour lesquels chaque position du disque
correspond une valeur numrique diffrente identifiable par la partie commande.
-
NOM :
PRNOM :
CLASSE :
DATE :
PAGE : 3Codeurs optiques
III) Le codeur incrmental :
le codeur incrmental est destin des applications o linformation de
position est obtenue par mesure du dplacement de lobjet. Le codeur dlivre un
train dimpulsions dont le nombre permet de dduire la valeur du dplacement ainsi
que la vitesse car cette dernire est proportionnelle la frquence des impulsions.
Il est constitu dun disque comportant deux trois pistes : A et Z.
Piste extrieure (A),divise en intervalles dangles gaux, alternativement opaques et transparents. Cest le nombre de fentres ainsi cres qui dtermine la rsolution du capteur.
Piste intrieure (Z: top zro), qui ne comporte quune seule fe ntre et qui dlivre quun signal par tour du disque. Ce top zro permet de rinitialiser la partie commande et de connatre une position dorigine.
Pour un tour complet de laxe du codeur, la partie commande reoit autant dimpulsions lectriques quil y a de fentres, dont la dure dpend de la vitesse de rotation du disque.
3.1) Particularits de fonctionnement
Un codeur incrmental possde trois ttes de lecture:
Une tte de lecture est affecte la piste intrieure et dlivre une impulsion par tour, permettant la commande de compter le nombre dimpulsions reues.
Deux ttes de lecture sont places sur la piste extrieure. Chaque tte, prise isolement, permet la partie commande de dterminer langle de rotation du disque en comptant le nombre dimpulsions reues.
Les deux ttes sont dcales lune par rapport lautre dun quart de largeur de fente. Ainsi, les signaux mis sont dcals dans le temps. La partie commande, en dtectant quelle voie change dtat en premier peut dterminer le sens de rotation du disque.
Le front montant de la voie verte se prsente avant celui de la voie rouge.
Le front montant de la voie rouge se prsente avant celui de la voie verte.
-
NOM :
PRNOM :
CLASSE :
DATE :
PAGE : 4Codeurs optiques
La partie commande reoit directement un code numrique sur n bits (n tant le nombre de pistes), image de la position du disque un instant donn.
A lintrieur dun tour de disque, cette information est donc une information de position absolue ( la diffrence dun codeur incrmental qui ne dlivre quune information de dplacement par rapport une origine quil a fallu dfinir au pralable). Dans lexemple illustr ci-dessous, il y a 5 pistes, donc 32 positions diffrentes du disque.
IV) Le codeur numrique (codeur absolu) :
le codeur numrique de position est destin des applications pour
lesquelles on souhaite obtenir linformation de position sans traitement par la
partie commande.
Il est constitu dun disque comportant plusieurs pistes concentriques et
dune tte de lecture par piste. Le nombre de piste dtermine le nombre de
positions diffrentes qui peuvent tre dfinies lintrieur dun tour de disque.
Les codeurs industriels comportent jusqu 24 pistes.
3.2) raccordement un automate programmable industriel:
La frquence leve fournie par la sortie du codeur impose pour lautomate lutilisation dun module spcifique appel module de comptage rapide.
-
NOM :
PRNOM :
CLASSE :
DATE :
PAGE : 5Codeurs optiques
4.1) Fonctionnement et codage utilis:
Les pistes du disque sont ralises en utilisant le code Gray (binaire rflchi) la place du binaire pur. Lavantage dun tel codage est que dune position la suivante, un seul bit change dtat. Ainsi, tout changement dtat peru par la partie commande correspond rellement un changement de position du disque (si lalignement des ttes de lecture nest pas parfait ou si certains photo-transistors sont moins sensibles que dautres, des retards de changement dtat ne seront pas interprts comme des positions aberrantes du disque ce qui serait le cas en binaire pur).
4.2) raccordement un automate programmable industriel:
La frquence moins leve fournie par les sorties parallles peut tre gnralement traite par un module dentre TOR classique.
-
NOM :
PRNOM :
CLASSE :
DATE :
PAGE : 6Codeurs optiques
V) Bilan des codeurs de position :
Codeur IncrmentalAbsolu
monotour multitours
Application
Signal
Avantages
Inconvnients
Dtection dangles, de sens de rotation et de vitesse exigeantes
Dtection de positions, dangles
Suite dimpulsions (position relative par rapport la position de rfrence-top zro)
Position absolue dans le tour de 0
360
-Position absolue dans le tour de 0 360-Indique le nombre de tours grce un systme de disque secondaire
-conomique-construction rustique
La valeur de la position est disponible ds la mise sous tension.
-ncessite une course dinitialisation aprs chaque perte de rseau-sensible aux parasites en ligne
Donne une position sur un seul tour
Mcanique complexe
VI) Exercices :
6.1) la rsolution dun codeur incrmental est gale au nombre dimpulsions ou de points fournis par tour.
Calculer la rsolution angulaire (/nombre de points) dun codeur incrmental 10 000 points/tour:
360 / 10000 = 0,036 degr / point.
6.2) la rsolution dun codeur absolu est gale 2 avec n nombre de bits.
Calculer la rsolution dun codeur absolu monotour disposant de 10 bits:
2 = 1024 points par tour.
Calculer sa rsolution angulaire: 360/1024 = 0,35 degr / point .
n
10
6.3) Dterminez partir du disque dun codeur absolu plac ci-contre :
le nombre de bits : 8 bits
la rsolution : 2 = 256 points par tour.
Calculer sa rsolution angulaire: 360/256 = 1,4 degrs / point .
8
-
NOM :
PRNOM :
CLASSE :
DATE :
PAGE : 7Codeurs optiques
6.4) Contrle de la longueur de cisaillement dune tle :
Une cisaille automatique dcoupe des tles une longueur prdfinie par loprateur. Lavance de la tle est mesure par un ensemble codeur, galet.
du galetD=150mm
Extrait du cahier des charges :
-Longueur de dcoupe entre 50 et 400 mm-Prcision : +/- 5 mm-Diamtre du galet : 150 mm- Codeur : diamtre de laxe 12 mm, codage Gray, reli un module dentres API de type push-pull.
Rappel :
Lavance de la tle fait tourner le galet qui entrane le codeur. Lorsque le codeur fait un tour (360), la tle a avanc de L = p x D avec D tant le diamtre du galet entraneur.
Choix du codeur :
A laide du cours et des informations prsentes ci-dessus dterminer et justifier le choix de chaque critre.
Technologie : incrmentale absolue
justifier : Car le codeur doit dlivrer un code Gray et seul le codeur absolu peut dlivrer ce type de code.
Dterminer la longueur mesure en un tour de galet :L = p x D L = p x 150 = 471,23 mm
Technologie : monotour multitours
justifier : longueur de dcoupe de 400mm maximum, infrieur aux 471 mm obtenus par un tour de galet.
Complter le bon de commande du codeur partir de la documentation constructeur prsente sur la page suivante.
Dsignation Rfrence
Codeur absolu monotour XCC2912PS81KGN
-
NOM :
PRNOM :
CLASSE :
DATE :
PAGE : 8Codeurs optiques
Justifier votre choix :
-Diamtre de laxe de 12mm-Etage de sortie push-pull-Code Gray
Rsolution du codeur : 2 = 8192 points
Prcision linaire obtenue : 471/8192 = 0,057 mm/point du codeur
Oui car la prcision souhaite est de 5mm par point ce qui est largement suprieur la prcision obtenue.
13
codeurs optiques prof.vsdPage 1Page 2Page 3Page 4Page 5Page 6Page 7Page 8
