Absolue ou incrémentale, optique ou magnétique.

Les codeurs linéaires contrôlent les mouvements linéaires et fournissent un retour d'information de position sous forme de signaux électriques. Dans les systèmes servo-motorisés, ils indiquent la position précise de la charge, en complément des informations de vitesse et de direction fournies par le codeur rotatif du moteur. Pour les systèmes pas à pas, fonctionnant généralement en boucle ouverte sans retour d'information de position, l'ajout d'un codeur linéaire améliore la précision et la fiabilité du système de positionnement, sans les coûts et la complexité d'un servomoteur.

Commentaires : absolus ou incrémentaux

Lors du choix d'un codeur linéaire, il convient de déterminer en premier lieu le type de retour d'information nécessaire à l'application : absolu ou incrémental. Les codeurs absolus attribuent une valeur numérique unique à chaque position, ce qui leur permet de conserver une information de position précise, même en cas de coupure de courant.

Les codeurs incrémentaux fonctionnent en générant un nombre précis d'impulsions par unité de déplacement et en comptant ces impulsions à mesure que la charge se déplace. Comme ils se contentent de compter les impulsions, les codeurs incrémentaux perdent leur référence de position en cas de coupure de courant. Afin de déterminer la position réelle de la charge au démarrage ou au redémarrage, une séquence de mise à l'origine est nécessaire. Cela signifie que le capteur (et la charge) doivent se déplacer vers une position de référence, à partir de laquelle la position de la charge peut être déterminée. Il est important de noter que même si la position réelle de la charge au démarrage ou au redémarrage n'est pas critique, l'exécution d'une séquence de mise à l'origine peut s'avérer fastidieuse et impacter négativement la productivité. Ceci est particulièrement important dans les applications à longue course et à faible vitesse, telles que les machines-outils, où la mise à l'origine peut être un processus long.

Le signal de sortie des codeurs absolus et incrémentaux diffère et doit être pris en compte lors de leur intégration dans le système de commande. Les codeurs linéaires absolus produisent un signal numérique, ou « mot », qui indique la position réelle de l'unité. La résolution d'un codeur absolu est déterminée par le nombre de bits de ce mot.

Les codeurs incrémentaux produisent un signal de sortie en quadrature, avec deux canaux déphasés de 90°. (Cette sortie à deux canaux permet de contrôler simultanément la position et la direction. Si seule la position est nécessaire, un seul canal est utilisé.) Certains codeurs incrémentaux génèrent un troisième canal avec une impulsion unique, servant d'index ou de position de référence pour le calibrage. Le nombre d'impulsions par unité de distance (pouce ou millimètre) détermine la résolution du codeur incrémental. Cependant, la résolution peut être doublée en comptant les fronts montant et descendant de l'impulsion d'un seul canal, ou quadruplée en comptant les fronts montant et descendant des impulsions des deux canaux.

Technologie : optique ou magnétique

Une fois le choix entre un retour d'information progressif ou absolu arrêté, il convient de déterminer si la technologie de détection doit être optique ou magnétique. Si, historiquement, les codeurs optiques étaient la seule option pour les résolutions inférieures à 5 microns, les progrès réalisés dans le domaine des échelles magnétiques permettent désormais d'atteindre des résolutions jusqu'à 1 micron.

Les codeurs optiques utilisent une source lumineuse et un photodétecteur pour déterminer la position. Cependant, leur fonctionnement optique les rend sensibles à la poussière et aux débris, ce qui peut perturber le signal. Les performances des codeurs optiques sont fortement influencées par l'écart entre le capteur et l'échelle, qui doit être correctement réglé et maintenu afin de garantir l'intégrité du signal. Cela implique un montage soigné et la nécessité d'éviter les chocs et les vibrations.

Les codeurs magnétiques utilisent une tête de lecture magnétique et une échelle magnétique pour déterminer la position. Contrairement aux codeurs optiques, ils sont généralement insensibles à la poussière, aux débris et aux liquides. Les chocs et les vibrations les affectent également peu. Ils sont cependant sensibles aux particules magnétiques, comme l'acier ou le fer, car celles-ci peuvent perturber le champ magnétique.

Bien que les codeurs linéaires soient souvent un composant additionnel d'un système, leurs avantages compensent largement, dans de nombreux cas, le surcoût et la main-d'œuvre supplémentaires. Par exemple, dans les applications à vis à billes, l'utilisation d'une vis de moindre précision est possible grâce à un codeur linéaire, car le retour d'information du codeur permet au contrôleur de compenser les erreurs de positionnement dues à la vis.