RESOLUTE™ – Codeur optique absolu – Fonctionnement

Comment un codeur peut-il atteindre une résolution de 1 nm à 100 m/s ?
Comment peut-il atteindre de telles tolérances de réglage ?
Comment un codeur absolu optique peut-il être aussi insensible aux contaminations ?

En fonctionnant d'une manière totalement différente de n'importe quel autre codeur !

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L'étonnante performance de RESOLUTE est le résultat d'un procédé de fonctionnement sophistiqué, fiable et entièrement inédit. Essayez d'imaginer que la tête de lecture est un appareil photo numérique miniature ultra rapide qui prend des clichés d'une règle constituée d'un code barre long et non répétitif. RESOLUTE analyse ces clichés pour déterminer la position à des résolutions de l'ordre du nanomètre (soit 1 milliardième de mètre) et avec des niveaux remarquablement faibles de bruit (gigue) et d'erreur de subdivision (l'erreur dans une période de réseau de règle). Ceci donne des données de codeur d'une fidélité supérieure pour garantir une régulation plus homogène de la vitesse et une stabilité de positionnement à tout épreuve.

Acquisition de données de position absolue

Schéma de concept interne du codeur optique absolu RESOLUTE™ RESOLUTE communique avec des données purement série, en employant divers protocoles, avec des variantes « propriétaires » et « ouvertes » disponibles (demandez la toute dernière liste d'options à Renishaw).

L'automate envoie un mot de « demande » qui comporte un front avant ou arrière prédéfini d'un bit de données critique lequel ordonne à la tête de lecture de stopper le compte de position ce qui a pour effet d'horodater la saisie de données. À ce stade, RESOLUTE fait clignoter une source lumineuse à LED conçue spécialement et prend un cliché de la règle. Un aspect crucial est que la variation critique de durée entre le front du critique et la saisie de clichés est gérée en l'espace de quelques nanosecondes. C'est l'une des caractéristiques essentielles qui font que RESOLUTE convient parfaitement aux systèmes d'asservissements à très hautes performances.

Les traits clairs et foncés sont saisis par un détecteur grande vitesse conçu spécifiquement pour que RESOLUTE élimine les compromis indésirables en matière de performance.

Analyse de données de position absolue

Les données provenant du détecteur sont photographiées avec une résolution d'environ 1 gigabit/seconde et envoyées à un DSP (processeur de signal numérique) ultra moderne qui analyse le cliché afin de déchiffrer tous les aspects complexes de redondance de code et de contre-vérification, de mise au point et de flou des mouvements afin d'éliminer les effets de la saleté et de la contamination. Cette analyse est si avancée qu'elle peut même calculer la position dans des cas où il est visible que le code semble avoir été entièrement oblitéré par une contamination de particules. Un effet encore plus impressionnant est le fait qu'elle peut surmonter les effets de diffusion de la lumière des taches d'huile ou de graisse qui déclencheraient habituellement des alarmes.

Validation de données de position absolue

Une excellente immunité à la saleté ne suffit pas ; RESOLUTE garantit la sécurité par l'exécution permanente d'un algorithme intégré indépendant de contrôle de position qui effectue un contrôle actif de chaque mesure et permet ainsi de signaler n'importe quel problème potentiel bien avant qu'il arrive à l'automate.

RESOLUTE envoie alors les données de position vérifiées et validées à l'automate.

Stop chrono !

En tout, ce processus d'opérations et ces calculs prennent moins de 40 microsecondes du début à la fin.

Et le travail ne s'arrête pas là! En attendant l'ordre suivant, le DSP calcule le réglage optimum pour le cliché suivant en fonction des conditions et des vitesses en cours. Il se prépare ainsi à la prochaine demande de position.

Une résolution ultrafine grâce à un fonctionnement grande vitesse

Gros plan sur une règle RESOLUTE™ RESA Les performances de RESOLUTE sont dues à une combinaison de résolution ultra fine et de grandes vitesses. Comment est-ce possible ?

RESOLUTE surveille la vitesse de l'axe et fait varier les paramètres de flash de la LED. C'est l'un des secrets pour obtenir une gigue exceptionnellement faible aux vitesses moyennes/faibles et à l'arrêt sur un même codeur pouvant atteindre 100 mètres/seconde (36 000 tr/min sur un anneau de 52 mm). RESOLUTE peut même être mis en marche à grande vitesse. Malgré cela il s'optimise automatiquement en quelques millisecondes, soit nettement moins longtemps que les quelque 250 ms qu'il faut au servo-amplificateur pour se remettre en marche !

L'avantage de la règle optique absolu RESOLUTE – une seule piste

Exemple de codeur absolu avec tolérance de lacet typeCodeur absolu RESOLUTE™ avec tolérance de lacet de ± 0,5° Dès le départ, RESOLUTE a été conçu pour être un codeur sans contact. L'agencement conventionnel à deux pistes, voire plus, a été rejeté par l'équipe de développement car il risque de perdre sa phase même quand des très petites quantité de lacet sont induites (environ 0,02°). Les agencements multipistes avaient été jugés non fiables et peu commodes pour un codeur sans contact.

Pour Renishaw la solution fut d'intégrer les données de position absolu et les informations de phase en un seul code. La combinaison avec une optique évoluée a permis d'augmenter considérablement la tolérance au lacet, au tangage et au roulis. Les têtes de lecture RESOLUTE ont une tolérance garantie de lacet, de tangage et de roulis de ± 0,5°. Une tolérance type au lacet au point de déclenchement d'une alarme est d'environ ± 1,5°. L'optique donne aussi une tolérance d'assiette très ample de ± 150 microns. Malgré cela, aucun déphasage n'intervient.

Combiné à une impressionnante immunité à la saleté, RESOLUTE garantit véritablement une fiabilité à long terme.

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