La détection de position alimente la fabrication intelligente...

Le concept de fabrication intelligente existe depuis un certain temps. Essentiellement, son objectif est de rendre les processus plus efficaces et adaptables aux besoins changeants du marché. Tout cela est réalisé tout en maintenant une qualité de production élevée, la sécurité des travailleurs et la disponibilité des équipements. La détection de position joue un rôle clé pour y parvenir.

En rendant une usine ou un processus de fabrication plus intelligent, les attentes des clients sont également satisfaites plus rapidement. Cela pourrait inclure la création de produits sur mesure plus adaptés à des besoins spécifiques, dont la fabrication serait autrement inefficace ou non rentable. Dans des secteurs hautement concurrentiels, avoir un état d’esprit plus intelligent et plus agile pourrait faire la différence entre rester en tête ou prendre du retard. Mais lorsqu’il s’agit d’exécuter des méthodologies intelligentes au niveau de la production, quelles technologies sont disponibles ?

La détection de position est un élément crucial de nombreux processus de fabrication plus intelligents, en particulier lorsqu'il s'agit de permettre l'automatisation des usines. Des tâches telles que le prélèvement et le placement ou l'assemblage de produits nécessitent que l'équipement connaisse très précisément sa position afin de se déplacer avec précision – des informations qui peuvent être obtenues à l'aide de capteurs de position. Selon le type, ces capteurs peuvent déterminer la position d'un objet soit directement en trouvant sa position absolue, soit indirectement en mesurant son déplacement relatif.

Un exemple courant est le capteur de position inductif. S'appuyant sur les principes de l'induction électromagnétique, ces capteurs de position permettent la détection sans contact d'objets métalliques. Les cibles conductrices provoquent des perturbations dans le champ magnétique, qui sont détectées par l'élément de détection. Étant donné que seuls les objets métalliques affectent le champ magnétique, la détection de position inductive ne peut pas être utilisée pour détecter des non-métaux comme le plastique. Mais l’avantage est que le capteur est moins susceptible d’être affecté par l’accumulation de poussière ou de saleté, car celles-ci n’affecteront pas le champ magnétique. Cela les rend idéaux pour fonctionner dans des environnements industriels plus sales.

Un autre type est le codeur de position optique. Ceux-ci se composent généralement d'une LED et d'un photodétecteur, avec un disque optique ou une échelle selon que l'encodeur mesure un déplacement linéaire ou rotatif. Les codeurs optiques peuvent fonctionner à des résolutions élevées, ce qui les rend idéaux pour les applications où la haute précision est importante, comme une machine CNC.

Lorsque des photons de lumière sont capturés par le photodétecteur, un faible signal électrique est généré. Celui-ci doit être amplifié à l'aide d'un circuit de conditionnement du signal avant d'être numérisé avec un convertisseur analogique-numérique (ADC). Il peut ensuite être reçu par une CPU ou un microcontrôleur, capable de calculer la position de l'objet en fonction du signal. L'unité de traitement est capable de reconnaître des événements tels que le passage de marques de référence et peut immédiatement prendre des mesures correctives au sein d'un système en boucle fermée.

Il est essentiel que ces processus de détection, de conditionnement et de numérisation soient à la hauteur. Une défaillance ou des inexactitudes des capteurs pourraient entraîner une fabrication incorrecte des produits, entraînant une baisse de productivité et un gaspillage de matériaux et de temps.

Lorsqu'un codeur est développé pour la première fois, il peut être composé de composants discrets ou de circuits intégrés (CI) disponibles dans le commerce. Et pour de faibles volumes de production, cela peut être une solution adéquate. Mais pour un système de capteurs qui dépasse ses concurrents, il est préférable d'opter pour un Application Specific IC, ou ASIC.

Un ASIC est simplement un circuit intégré qui a été conçu et fabriqué en gardant à l'esprit son application exacte. Cette approche sur mesure de la conception de circuits intégrés aboutit à une puce entièrement optimisée pour son rôle, souvent avec une consommation d'énergie réduite et une taille de puce plus petite comme avantages supplémentaires par rapport à ses performances améliorées.

Le choix de la conception ASIC offre également une protection IP pour rassurer les fabricants de capteurs sur le fait que leur IP ne sera pas mise à la disposition de la concurrence, leur gardant ainsi une longueur d'avance. La nature du développement et de la conception de circuits intégrés personnalisés rend également la rétro-ingénierie beaucoup plus difficile qu'un circuit intégré standard, offrant ainsi un autre niveau de défense.