Mise à jour de l'ingénieur sur les technologies d'encodeur, de capteur et de rétroaction

Par Miles Budimir | 21 mars 2023

Récemment, un certain nombre d'experts de l'industrie des codeurs, des capteurs et de la rétroaction ont répondu à plusieurs questions sur les tendances qu'ils observent avec ces composants et l'industrie en général. Voici ce qu'ils avaient à dire.

RENCONTREZ LES EXPERTS Bill Paczkowski | Chef de produit senior pour PACEdge • Emerson Robert Cachro | Chargé de programme – croissance et innovation • Dynapar Samuel Orozco | Responsable marketing produit — actionneurs électriques • Emerson Stuart Graham | Spécialiste du développement commercial • HEIDENHAIN

Pourriez-vous décrire les tendances de capteur, d'encodeur et de rétroaction que vous voyez et que vous considérez comme les plus importantes ?

Cacher : En raison d'une main-d'œuvre vieillissante, d'une disponibilité limitée de main-d'œuvre qualifiée et des demandes de production croissantes pour fonctionner à une capacité presque maximale, les utilisateurs finaux exigent des solutions d'encodeur plus fiables qui maximisent la disponibilité et fournissent des données de diagnostic pour une durée de dépannage réduite. Dans le même temps, les constructeurs de machines augmentent l'assistance après-vente avec des techniciens sur le terrain ou une assistance à distance à plusieurs niveaux pour aider les clients qui rencontrent des problèmes avec l'équipement OEM. En conséquence, nous voyons un besoin pour des composants qui offrent des capacités d'autodiagnostic qui résolvent ces problèmes et fournissent des données immédiates sur la zone à problème pour aider les utilisateurs à savoir quoi corriger plutôt que de deviner. Dans cet esprit, nos solutions d'encodeur, telles que l'encodeur HS35iQ, offrent une indication visuelle des conditions de panne spécifiques et une sortie de données de panne avancée, permettant aux utilisateurs finaux de résoudre les problèmes sans conjecture et permettant un dépannage à distance plus efficace pour les OEM.

Les codeurs tels que le Dynapar HS35iQ offrent une indication visuelle des conditions de défaut spécifiques pour réduire le temps de dépannage.

Pourriez-vous détailler des exemples récents de miniaturisation ou d'intégration de dispositifs de rétroaction dans des conceptions compactes ?

Graham : Dans le domaine des codeurs, nous constatons que de plus en plus de systèmes souhaitent réduire la taille et le coût globaux en consolidant plusieurs composants dans une seule solution. Des protocoles de pointe tels que EnDat 3 permettent un retour d'encodeur en série sur une chaîne de câbles, plutôt que chaque encodeur renvoie son propre câble vers un contrôleur. Ceci est particulièrement bénéfique en robotique. Le retour d'information en guirlande réduit le poids et le câblage et permet en fin de compte des économies de coûts accrues. Les robots peuvent avoir jusqu'à 12 dispositifs d'encodeur ou plus dans les différentes articulations robotiques, les effecteurs terminaux et la base. Avec moins de câbles, les concepteurs peuvent réduire le poids et l'encombrement global de leur robot.

EnDat 3 prend également en charge une architecture de bus ou de concentrateur, dans laquelle différents capteurs peuvent être directement connectés et renvoyés au contrôleur avec un câble reliant le bus et la commande. Cela permet une surveillance horodatée de plusieurs aspects d'une machine en même temps. Les données peuvent être modélisées pour déterminer une ligne de base lors d'un fonctionnement typique et aider à dépanner les comportements indésirables.

Les concepteurs sont également en mesure de réduire davantage la taille et le coût des articulations robotiques en utilisant ce qu'on appelle un encodeur 2 en 1. Les articulations robotiques typiques nécessitent un encodeur à la fois sur le moteur et de l'autre côté d'une boîte de vitesses. Le KCI 120 Dplus permet aux concepteurs de réduire le nombre d'encodeurs par joint de 2 à 1, ce qui se traduit par un encombrement réduit et des coûts de système réduits.

Il existe une capacité supplémentaire pour remplacer un capteur de couple grâce aux caractéristiques uniques du KCI 120 Dplus et à la façon dont il se monte sur le moteur. En combinant plusieurs fonctionnalités dans moins de produits, les concepteurs de systèmes peuvent réduire les coûts et l'encombrement requis de leurs conceptions.

Orozco : La miniaturisation est un grand avantage car elle peut réduire le poids et l'espace. Par exemple, la miniaturisation des technologies de vis rotatives à linéaires précises peut réduire la consommation d'énergie des actionneurs électriques et ouvrir de nouvelles opportunités pour les applications de semi-conducteurs et les équipements d'automatisation médicale. Les dispositifs de rétroaction tels que les encodeurs se sont améliorés au fil du temps. Les servomoteurs ont prospéré grâce à la possibilité d'avoir des encodeurs qui fournissent des informations sur la position. Les moteurs pas à pas améliorés comblent l'écart avec les systèmes en boucle fermée qui permettent aux codeurs de fournir également une rétroaction de position. Les utilisateurs finaux de mouvement linéaire bénéficient de technologies de rétroaction améliorées que les moteurs et les codeurs fournissent aux actionneurs. Les utilisateurs finaux peuvent vérifier la vitesse et la position du moteur et aider à identifier ou détecter le calage du moteur.

Les codeurs rotatifs KCI 120 Dplus de HEIDENHAIN sont dotés d'un balayage inductif, ce qui les rend résistants à l'encrassement et aux champs magnétiques. Leur conception rigide permet des charges vibratoires élevées jusqu'à 400 m/sec2 sur le stator et 600 m/sec2 sur le rotor.

Comment l'augmentation des capacités des encodeurs stimule-t-elle la demande d'options de mise en réseau et de connectivité plus performantes ?

Cacher : Le passage à des solutions d'encodeur fiables, qui fournissent des données de diagnostic pour réduire les temps d'arrêt et un dépannage efficace, nécessitera à terme des options de mise en réseau et de connectivité supplémentaires plus performantes. Nos dernières solutions d'encodeur permettent aux clients de recueillir des informations précieuses à partir d'interfaces simples, telles que des indicateurs visuels et des sorties numériques, sans les obliger à mettre à niveau les systèmes existants qui sont souvent incapables de prendre en charge des flux de données supplémentaires. Cependant, la prolifération des données provenant de capteurs "intelligents" conduira finalement à l'adoption de nouveaux systèmes capables de gérer ce débit de données accru.

Fournissez-vous des dispositifs de périphérie pour permettre l'utilisation d'un retour ou d'un contrôle distribué ?

Paczkowski : Le matériel en périphérie peut inclure des capteurs de base, des instruments intelligents, des appareils de terrain (tels que des solénoïdes intelligents et des VFD), des passerelles, des contrôleurs PLC/PAC, des contrôleurs de périphérie, des PC industriels, des IHM, etc. Étant donné que chacun de ces appareils est différent, ils sont liés les uns aux autres et parfois même se chevauchent dans leurs fonctionnalités. Il n'existe pas d'appareil unique qui réponde à tous les besoins de transformation numérique.

Emerson a développé un large portefeuille de technologies englobant tous ces types d'appareils, tous coordonnés avec des logiciels et dont la compatibilité a été testée. En utilisant les appareils informatiques PACSystems avec la plate-forme d'activation PACEdge IoT, les utilisateurs disposent d'une gamme complète d'options pour se connecter, transporter, stocker, analyser et visualiser les données localement et dans le cloud. Les utilisateurs peuvent se concentrer sur leurs besoins applicatifs, en sachant qu'ils travaillent avec une plate-forme leur permettant de créer rapidement des systèmes constructibles et supportables, qui peuvent évoluer de petits projets pilotes à des solutions complètes d'intégration de données, tout en répondant aux exigences informatiques et de cybersécurité.

Que pouvez-vous dire des offres modulaires et formatées par l'utilisateur ?

Cacher : Avec la complexité accrue des machines, la nécessité de réduire les coûts d'inventaire et les pressions de la chaîne d'approvisionnement, les clients cherchent à consolider les stocks sans exposer la production à des risques inutiles dus aux ruptures de stock de composants. En conséquence, nous constatons une tendance vers davantage d'options d'encodeurs programmables et personnalisables pour regrouper plusieurs références dans un ensemble rationalisé d'encodeurs flexibles. Au-delà de la résolution de l'encodeur, la possibilité de définir les caractéristiques du signal de l'encodeur, telles que l'emplacement ou la phase de l'impulsion d'index, offre aux utilisateurs finaux des possibilités supplémentaires pour atteindre leurs objectifs d'inventaire.