Les capteurs magnétiques multitours qui utilisent l'effet GMR (magnétorésistance géante) fonctionnent sans contact, fournissent des valeurs de position absolues, ne nécessitent pas de course de référence et n'ont pas besoin d'alimentation électrique ou de batterie tampon pour détecter les rotations. Dans de nombreuses applications mobiles et industrielles, ils constituent donc une alternative pratique aux potentiomètres multitours ou aux encodeurs optiques. Même la robotique utilise désormais ces capteurs polyvalents, par exemple dans les robots des unités militaires ou de police, utilisés par exemple pour les alertes à la bombe.

Pour de nombreuses applications, les capteurs angulaires multitours fonctionnant selon les principes traditionnels sont plutôt inadaptés, par exemple parce qu'ils nécessitent une alimentation électrique permanente, qu'ils fonctionnent avec des engrenages sensibles à l'usure ou qu'ils sont trop complexes et donc trop chers pour le domaine d'utilisation. Pour remédier à cette situation, Novotechnik a intégré la technologie GMR pour la détection de rotation dans les capteurs multitours de la série RSM-2800. Les capteurs sans contact peuvent détecter et enregistrer de 2 à 16 rotations sans alimentation externe ni batterie tampon, la valeur est réglable. La résolution de l'interface analogique est de 16 bits. Des vitesses allant jusqu'à 800 tr/min sont possibles. En utilisant des interfaces numériques (SSI, SPI), on obtient jusqu'à 18 bits de résolution totale (angle et rotation). Les capteurs sont également très précis sur
. sur l'ensemble de la plage de mesure, les écarts de linéarité typiques sont inférieurs à 0,05 %. Comme les capteurs sont en outre très robustes, ils trouvent également un large champ d'application dans le domaine du tout-terrain. Dans le cas du manipulateur de précision telemax PRO, par exemple, de la société Telerob Gesellschaft für Fernhantierungstechnik mbH, ils détectent la position des "flippers" sur lesquels se déplace le robot télécommandé.

Un génie universel à longue portée

"Notre telemax PRO peut tout à fait être considéré comme un génie universel en raison de sa capacité à grimper et à franchir des obstacles, de la grande portée et hauteur du manipulateur et des nombreux outils
qu'il embarque", explique le Dr. Andreas Ciossek, chef de produit et d'innovation chez Telerob.
L'appareil polyvalent est très compact avec des dimensions de transport de 800 mm de long, 400 mm de large et 750 mm de haut. Sans batterie, il pèse au maximum 77 kg et atteint une vitesse de 10 km/h dans sa version haute vitesse.
En fonction du terrain, il peut gravir des pentes jusqu'à 45°, escalader des obstacles de 500 mm de haut ou monter des escaliers, franchir des fossés de 600 mm de large et déplacer des charges de 20 kg maximum avec son manipulateur à 7 axes. Tout compte fait, le telemax PRO est donc un assistant idéal lorsqu'il s'agit d'atteindre des objets potentiellement dangereux en cas d'alerte à la bombe, même dans des positions difficiles, par exemple dans des compartiments à bagages ou sous des sièges d'avion.

Les séquences de mouvements complexes, par exemple lors de l'ouverture de portes ou de bagages, peuvent être commandées confortablement via la commande Tool Center Point, d'autant plus que presque toutes les séquences de mouvements typiques sont préprogrammées. "Le magasin d'outils avec changement d'outil automatique est également très pratique.
L'opérateur n'a pas besoin de faire reculer le robot si, par exemple, un autre outil est nécessaire sur place", poursuit Ciossek. "Cela permet de gagner du temps, ce qui est très utile pour les personnes concernées en cas de fermeture d'un aéroport ou d'une gare par exemple".

Détection précise de la position pour le guidage à distance

Pour que le telemax PRO puisse être déplacé de manière ciblée vers son lieu d'utilisation, il faut détecter avec précision la position des flippers, c'est-à-dire la construction composée de l'entraînement des roues et des chaînes. Les capteurs magnétiques multitours de Novotechnik, montés sur chacun des quatre axes d'entraînement, se chargent de cette tâche. Il n'est pas nécessaire de disposer d'un système multitour pour cette application, mais dans le cas du telemax PRO, ce choix s'est avéré judicieux. En raison des dimensions compactes du véhicule, l'espace de montage est très limité. Les capteurs ne sont donc pas
placés à l'arrière de l'essieu, comme c'est généralement le cas, mais décalés latéralement afin d'économiser de l'espace. Pour ce faire, le diamètre de l'essieu est rapporté à une roue dentée nettement plus petite pour le capteur. Un tour de l'axe de la roue motrice devient ainsi, par exemple, six tours que le capteur compte pour la détection exacte de la position.

Le choix du capteur adéquat n'a pas été facile pour les spécialistes de la télémanipulation ; plusieurs alternatives ont été testées. "Finalement, de nombreuses raisons ont plaidé en faveur du RSM-2800", résume Ciossek. "Il est très facile à manier et, avec les fonctions que nous souhaitions, c'est le produit le plus petit et le moins cher que nous ayons trouvé sur le marché. Avec un diamètre de 28 mm seulement,
, il s'est bien intégré". Le principe de fonctionnement répondait également aux besoins de l'application :

Enregistrer des nombres de tours sans courant grâce à l'effet GMR

Le Multiturn fonctionne sur une base micromagnétique et utilise l'effet GMR (giant magnetoresistance). Celui-ci est observé dans les structures constituées de couches minces magnétiques et non magnétiques alternées de quelques nanomètres d'épaisseur. Cet effet fait que la résistance électrique de la structure dépend de l'orientation mutuelle de l'aimantation des couches magnétiques ; elle est nettement plus élevée en cas d'aimantation dans des directions opposées qu'en cas d'aimantation dans la même direction. Cette différence peut être utilisée pour détecter et enregistrer simultanément des rotations au moyen d'un élément de détection spécialement conçu avec plusieurs segments de résistance, et ce même lorsque le courant est coupé. La valeur de position est par exemple émise sous forme de signal SSI. Des variantes avec interface numérique SPI ou analogique sont disponibles.

En outre, le RSM-2800 est très robuste et donc parfaitement adapté à une utilisation sur telemax PRO. Il répond en série aux exigences jusqu'à l'indice de protection IP67, il est donc étanche à la poussière et protégé contre l'immersion temporaire. Il n'y a donc aucun problème si le manipulateur travaille à l'extérieur sous la pluie ou s'il passe dans une flaque d'eau. Les chocs et les vibrations n'affectent pas non plus son fonctionnement. Le boîtier du capteur est en plastique de haute qualité résistant à la
température. Des pattes de fixation avec des trous oblongs permettent un montage simple et un ajustement mécanique confortable. L'accouplement enfichable sans jeu permet un montage rapide et simple. Le capteur est insensible à la saleté et à l'humidité. La connexion électrique est assurée par un câble blindé moulé dans le boîtier. Des connecteurs pré-configurés, par exemple M12, sont également disponibles pour un véritable plug-and-play.

Ces caractéristiques ouvrent au RSM-2800 un large champ d'application. La solution multitours compacte peut souvent rendre superflues les solutions d'engrenage complexes et contribuer ainsi à réduire les coûts globaux. Les domaines d'application sont par exemple les machines d'impression, les systèmes d'entraînement et de direction, les capteurs de longueur de câble, les entraînements de portes et de portails, les machines de travail mobiles, les machines à papier, les plates-formes de levage ou, plus généralement, le remplacement des potentiomètres à plusieurs vitesses ou des encodeurs