Vitesse multidimensionnelle

La vitesse multidimensionnelle décrit le déplacement d’un matériau suivant plusieurs directions, typiquement les axes x et y, avec la reconnaissance du sens du déplacement. C’est une grandeur importante dans les applications où le matériau ne se déplace pas uniquement vers l’avant, mais peut changer de direction ou présenter des composantes de mouvement transversales. Les codeurs optiques à corrélation mesurent ce type de vitesse sans contact et de manière bidirectionnelle.

Cette page appartient à la section Vitesse et rotation en mouvement des Contrôles et approfondit la mesure de la vitesse suivant plusieurs directions.

Qu’est-ce que la vitesse multidimensionnelle

Alors que la vitesse linéaire ne considère le déplacement que suivant une seule direction, la vitesse multidimensionnelle tient compte de plusieurs composantes du mouvement. Dans de nombreuses applications industrielles, le matériau peut se déplacer à la fois dans le sens de l’avance (x) et dans le sens transversal (y), ou encore inverser son sens de marche. Mesurer les deux composantes, et reconnaître le changement de direction, permet un contrôle bien plus complet du procédé. Pour cela, il faut toutefois un principe de mesure capable de suivre le mouvement en deux dimensions.

Le VLM60 met en œuvre la méthode par corrélation : en comparant des images successives de la surface, il détermine le déplacement dans les directions x et y et reconnaît le changement de direction. La mesure reste valable même à vitesse nulle, sans vitesse minimale.

Mesure bidirectionnelle et reconnaissance du sens

La reconnaissance du sens est essentielle dans les manutentions qui comportent des avances et des reculs, ou des oscillations du matériau. Un codeur à corrélation, en mesurant en x et en y, distingue le sens du mouvement et fournit une donnée correcte même lorsque le matériau inverse sa marche. Il convient par conséquent aux applications de positionnement, d’enroulement et de manutention complexe, où une mesure monodirectionnelle donnerait des résultats ambigus. Lors des phases de démarrage et d’arrêt, par exemple, la capacité de mesurer jusqu’à 0 m/s évite les pertes de comptage.

Avantages de la mesure multidimensionnelle

• Mesure du mouvement dans les directions x et y
• Reconnaissance du sens et du changement de direction
• Mesure jusqu’à 0 m/s, sans vitesse minimale
• Sans contact : ni usure ni glissement
• Remplacement direct de roues de mesure et de codeurs rotatifs

Pour aller plus loin et produits

Le principe par corrélation à la base de la mesure multidimensionnelle est décrit en détail sur la page Doppler et corrélation optique. Pour les autres formes de la vitesse, nous renvoyons à Vitesse de surface et linéaire et à Vitesse et longueur des matériaux ; pour les cas pratiques, aux Applications et solutions.

Applications de la mesure suivant plusieurs directions

La mesure multidimensionnelle est utile dans toutes les situations où le matériau n’avance pas simplement en ligne droite. Parmi les exemples figurent les manutentions avec inversion de marche, le positionnement de précision, l’enroulement avec déplacement transversal et la mesure sur des surfaces susceptibles d’osciller. Dans ces cas, connaître les composantes x et y du mouvement, et leur sens, permet un contrôle précis qu’une mesure monodirectionnelle ne pourrait pas garantir.

Corrélation optique et robustesse

La méthode par corrélation compare des images successives de la surface et en calcule le déplacement ; elle est intrinsèquement bidirectionnelle et tolère bien les surfaces à contraste variable. Comme elle emploie un éclairage à LED en lumière blanche, elle n’exige pas les précautions de sécurité propres aux systèmes laser et réduit le phénomène de speckle. Elle offre par conséquent une excellente combinaison d’exactitude et de robustesse dans les conditions réelles d’usine, où les vibrations et les variations de surface sont la norme.

Intégration et remplacement de codeurs

Le VLM60 met à disposition une sortie codeur incrémental pour chaque direction de mouvement, compatible avec les systèmes de comptage existants, ainsi qu’une interface bus de terrain en option. Il peut ainsi remplacer directement des roues de mesure et des codeurs rotatifs, y compris dans les applications multidimensionnelles, sans exiger une refonte du système de commande. Le support technique RODER aide à définir la configuration la mieux adaptée à l’application spécifique.

Vitesse nulle et changements de direction

De nombreuses manutentions complexes comportent des phases d’arrêt, de redémarrage et d’inversion. Dans ces cas, la capacité de mesurer jusqu’à 0 m/s et de reconnaître le sens du mouvement est décisive : elle évite les pertes de comptage et fournit une donnée correcte même lorsque le matériau est immobile ou change de direction. Une mesure monodirectionnelle, au contraire, ne distinguerait pas l’avance du recul, ce qui générerait des erreurs dans le comptage de la position ou de la longueur.

Surfaces et environnement

La méthode par corrélation tolère les surfaces à contraste variable et, grâce à l’éclairage à LED, conserve sa stabilité même en présence de reflets ou d’hétérogénéités. Avec un indice de protection IP 65 et des dimensions compactes, le codeur optique s’intègre facilement dans des installations où l’espace est limité, en maintenant des performances constantes dans le temps et en réduisant la maintenance par rapport aux solutions à contact.

Configuration et support

La définition de la distance de travail, du montage et des accessoires éventuels dépend de l’application multidimensionnelle spécifique. Le support technique RODER accompagne le client dans le choix et dans l’intégration, afin de tirer le meilleur parti de la mesure bidirectionnelle et de la reconnaissance du sens, qu’il s’agisse de remplacer des codeurs existants ou de nouvelles installations de positionnement et de manutention.

Mesure multidimensionnelle et automatisation avancée

Dans les cellules d’automatisation et les systèmes de positionnement, la mesure du mouvement en x et en y avec reconnaissance du sens fournit une référence précieuse pour la commande. Associée à la mesure jusqu’à 0 m/s, elle permet de gérer avec précision les phases de démarrage, d’arrêt et d’inversion, contribuant à un contrôle de procédé précis et à une documentation fiable de la production, exigences de plus en plus demandées par l’industrie connectée.

Questions fréquentes