Moteur couple à entraînement direct grille circulaire

Les codeurs circulaires (angulaires*) peuvent être utilisés sur une grande variété de machines et d'équipements. Un codeur rotatif se compose d'une tête de lecture de mesure de position et d'une échelle précise gravée sur la surface cylindrique ou en forme de disque du codeur rotatif. La tête de lecture mesure la position en détectant optiquement des repères d'échelle régulièrement espacés et en la transmettant sous forme de signal analogique ou numérique à partir de ces informations. Le signal est ensuite converti en une lecture de position via un affichage numérique (DRO) ou un contrôleur de mouvement.

De nombreux systèmes d'automatisation modernes requièrent un mouvement rotatif précis, tels que les prépresses rotatives CTP (Computer-to-Plate), les axes A, B et C des machines-outils, les machines de montage en surface, les systèmes de mesure de forme, les équipements de manipulation et d'inspection des plaquettes et les goniomètres. Différentes applications nécessitent différentes combinaisons de performances et de fonctionnalités du codeur pour optimiser leur fonctionnalité : certaines nécessitent de la précision, tandis que d'autres nécessitent une répétabilité, une haute résolution ou une faible erreur cyclique pour le contrôle de la boucle de vitesse. Choisir un codeur qui offre le meilleur équilibre entre spécifications techniques et fonctionnalités est un défi, et peu de codeurs répondent à toutes les exigences.

Le contrôle de mouvement de précision dépend de la précision et de la réponse dynamique du système. Une mesure de position précise est importante, mais le système ne fonctionnera pas correctement sans un contrôle de position précis. Les moteurs rotatifs à entraînement direct, ou moteurs couple, offrent un couple élevé et un contrôle servo précis sur une très petite plage angulaire. Étant donné que la charge est couplée directement au moteur d'entraînement, il n'est pas nécessaire d'installer des composants de transmission qui peuvent provoquer un jeu, une hystérésis, des erreurs d'engrenage ou un étirement de la courroie, ce qui se traduit par une excellente réponse dynamique. Alors que la construction sans cadre des moteurs couple à grand alésage ne dispose pas d'un couplage évident disponible pour monter le codeur d'arbre, le codeur annulaire offre une solution simple. De plus, le codeur rotatif peut être couplé de manière rigide au moteur d'entraînement comme une charge, éliminant ainsi les écarts inutiles dans le système. Dans tout système de mesure ou de contrôle, il est souhaitable que le codeur soit aussi proche que possible du moteur d'entraînement, ce qui permet de minimiser les résonances potentielles de l'arbre qui affectent les performances du servo, en particulier lorsque la bande passante du servo augmente.

Les codeurs rotatifs sont une excellente solution pour fournir un retour d'information précis sur la position angulaire. Comme pour la sélection d'un moteur, le choix du bon codeur rotatif nécessite une compréhension des facteurs qui affectent la précision du codeur et une bonne compréhension de la manière de surmonter les lacunes de performances en fonction des spécifications réelles. Lors du choix d'un codeur rotatif, il est judicieux de prendre en compte une série de paramètres tels que le débit de données, la taille du système, la complexité et le coût, en plus de la précision et de la résolution. Aujourd'hui, les réseaux linéaires peuvent mesurer avec une précision et une résolution de plusieurs dizaines de nanomètres, tandis que les réseaux rotatifs peuvent mesurer dans un rayon d'une seconde. Une seconde de dix cents est un angle très petit :
• On peut l'exprimer comme l'angle correspondant à la longueur d'arc de 1 μm à un rayon de 206.25 mm.
• On peut l'exprimer comme l'angle entre la distance de 30 m à la surface et le centre de la terre.
• Résolution à un débit de données de 1.3 MHz à 1 tr/min.

Il est utile de prendre en compte la précision, la résolution et la répétabilité lors de la détermination des performances de mesure requises :
Pour les applications avec des exigences de reproductibilité élevées (par exemple les dispositifs de ramassage), les arrêts répétés du système à la même position de comptage de réseau sont plus importants que la précision des angles de table individuels.
Pour un mouvement fluide et continu, la résolution et la précision du codeur sélectionné ne permettent pas aux erreurs de gigue de se produire dans la bande passante du servo de commande.
Pour les appareils à déplacement lent, tels que les télescopes astronomiques, des mesures d'angle précises sont plus importantes que le débit de données maximal du système.
Pour les systèmes à grande vitesse, il peut être nécessaire de faire un compromis entre la vitesse et la précision de positionnement : les réseaux à pas épais (moins de graduations) conviennent aux débits de données élevés, mais les réseaux à pas fin (plus de graduations) présentent généralement des erreurs de subdivision plus faibles.