Notions de base sur les codeurs

Les codeurs sont des composants essentiels dans l’automatisation industrielle moderne, largement utilisés pour la mesure de précision et le contrôle du mouvement. Ce document présente les concepts fondamentaux, les classifications, les paramètres clés et les applications typiques des codeurs.

Qu’est-ce qu’un codeur ?

Un codeur est un capteur qui convertit un mouvement mécanique (comme une rotation ou un déplacement linéaire) en signaux électriques. Ces signaux sont utilisés pour le contrôle de position, le retour de vitesse ou la surveillance du mouvement, permettant aux dispositifs d’atteindre une automatisation de haute précision et haute efficacité.

Classifications de base des codeurs

Les codeurs peuvent être classés de différentes manières selon leurs caractéristiques. Les classifications courantes incluent :

Par type de signal de sortie

• Codeur incrémental
  Génère des signaux d’impulsions représentant des positions relatives (A/B/Z). Nécessite un compteur/contrôleur pour calculer la position.

• Codeur absolu
  Fournit directement une position absolue (monotour ou multitours) et conserve la position hors tension ; ne requiert pas de procédure de référencement à chaque mise sous tension.

Par type de mouvement

• Codeur rotatif
  Mesure le mouvement de rotation en termes d’angle ou de révolutions. Largement utilisé dans les moteurs et les articulations robotiques.

• Codeur linéaire
  Mesure un mouvement rectiligne ou un déplacement linéaire. Couramment utilisé dans les machines CNC et les instruments de précision.

Par principe de mesure

• Codeur optique
  Détection photoélectrique : très haute résolution et faible SDE ; recommandé pour les environnements propres.

• Codeur magnétique
  Mesure via variations de champ (Hall/AMR/GMR/TMR) : robuste à la poussière, à l’huile et aux vibrations ; adapté aux environnements difficiles.

• Codeur capacitif
  Mesure par variation de capacité : format compact et faible consommation, mais sensible aux environnements métalliques, à l’humidité et à l’ESD.

• Codeur inductif
  Basé sur l’induction électromagnétique : très bonne tenue aux interférences et aux vibrations ; pertinent pour machines lourdes et milieux contaminés.

Paramètres clés des codeurs

Comprendre les paramètres d’un codeur permet de faire un choix précis et adapté :

• Résolution
  Plus petit mouvement détectable, généralement exprimé en impulsions par tour (PPR/CPR) ou en bits (absolu).

• Précision
  Degré d’écart entre la valeur mesurée et la valeur réelle (erreur maximale).

• Répétabilité
  Constance des résultats lors de mesures répétées de la même position.

• Bande passante / fréquence maximale
  Capacité à suivre rapidement les changements de mouvement, souvent exprimée en fréquence maximale d’impulsions (Hz) ou en fréquence de sortie série.

• Indice de protection (IP)
  Niveau de protection du boîtier contre poussière et eau (ex. IP65, IP67).

Applications typiques des codeurs

Les codeurs sont utilisés dans de nombreuses industries. Voici quelques exemples d’applications :

• Contrôle et retour des moteurs
  Contrôle de position et de vitesse pour servomoteurs et moteurs pas à pas.

• Machines CNC
  Positionnement précis des axes et des tables.

• Robots industriels
  Détection angulaire des articulations et retour de position des bases mobiles.

• Systèmes de convoyage et logistique
  Suivi de position des convoyeurs et synchronisation de tri.

• Équipements médicaux
  Contrôle du mouvement et positionnement précis (IRM, scanners CT).

• Machines d’impression et d’emballage
  Synchronisation des tambours et lignes d’emballage.

Comment choisir le bon codeur

Lors de la sélection d’un codeur, prenez en compte les facteurs suivants :

• Précision de mesure et résolution requises
• Conditions environnementales (température, indice IP, résistance aux vibrations)
• Type de sortie et protocole de communication (p. ex. : analogique, impulsions A/B/Z, série SSI/BiSS/EnDat, bus CANopen/PROFIBUS, Ethernet industriel EtherCAT/PROFINET)
• Bande passante requise et précision du contrôle de mouvement
• Coût total et facilité de maintenance à long terme

En évaluant ces facteurs, vous pouvez choisir le codeur le mieux adapté à votre application.

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