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Ils vont bien au-delà de la simple détection...

GUIDE RÉALISÉ PAR YOUSSEF BELGNAOUI
Plus sophistiqués que les classiques détecteurs tout-ou-rien les produits les plus avancés se situent désormais à la frontière du contrôle et de la détection.

Comptage de pièces, détection de présence ou de passage d'objets... les détecteurs ont investi depuis longtemps toutes sortes de machines et de process industriels. La diversité des applications se traduit par la disponibilité sur le marché d'une large panoplie de solutions de détection sans contact. Il existe les détecteurs inductifs, magnétiques, capacitifs, à ultrasons et enfin, optiques. Nous nous sommes intéressés à cette dernière technologie qui a connu de nombreuses évolutions.

Les sources lumineuses

Pour rappel, les détecteurs photoélectriques réalisent la détection d'une cible, qui peut-être un objet ou une personne, au moyen d'un faisceau lumineux. Ils sont constitués d'un émetteur et d'un récepteur de lumière. La détection est effective quand la cible coupe le faisceau lumineux.

La panoplie des sources lumineuses qu'intègrent ces détecteurs s'est considérablement étoffée. Elle ne se limite plus aux diodes électroluminescentes (Del) rouge et infrarouge. « Il existe maintenant des détecteurs dotés de Del de couleur rouge, vert, bleu et blanche et de sources UV » indique Eric Descoret, responsable commercial de Datasensor. L'utilisation de source de couleur - ou d'une Del blanche associée à des récepteurs rouge, vert et bleu - permet aux détecteurs optiques d'aller au-delà de la simple fonction de détection. Ils décèlent désormais des marques de couleur et différencient des pièces colorées. Équipés d'un émetteur ultraviolet, ils sont même capables de relever des marquages fluorescents.

Ces capteurs plus sophistiqués que de simples détecteurs tout-ou-rien se situent ainsi à la frontière du contrôle et de la détection. L'évolution des algorithmes et des circuits électroniques embarqués autorise la détection de nuance de couleur. Ils accèdent donc au contrôle qualité et au tri de pièces en fin de ligne de fabrication. « Ce sont des systèmes de vision compacts et intégrés. Mais ils doivent rester aussi simples d'utilisation et d'installation qu'un capteur », précise Eric Descoret.

Les diodes laser pour de petits objets éloignés

Par ailleurs, l'utilisation de diodes laser se démocratise. « Elles sont de plus en plus facilement intégrables dans les détecteurs car leur encombrement et leur coût a considérablement diminué », note Frédéric Bastide, directeur général de Dinel, une société du groupe Schneider. La finesse de leur faisceau associée à leur grande portée leur permet de détecter avec précision de petits objets à grande distance. « En mode barrage, avec un émetteur et un récepteur de part et d'autre, la portée d'une solution à Del peut être de 30 mètres contre 60 mètres pour un détecteur laser qui est vendu à peine deux fois plus cher aujourd'hui », observe Eric Sarraillon, responsable produits chez Automatisme et Contrôle. La concentration du faisceau laser assure une précision de détection élevée de petites pièces ou permet de déceler un seul élément d'un objet sans pour autant détecter l'objet dans son ensemble. « Le diamètre du faisceau laser peut être d'un dixième de millimètre à une distance de 80 à 120 mm contre 5 mm avec une source Del », souligne Christophe Messori, du support technique de Baumer Electric.

Si les détecteurs laser affichent d'indéniables qualités, il faut toutefois reconnaître que l'essentiel des applications n'exige pas une telle précision. « Le large faisceau d'une source Del est mieux adapté à la détection d'un carton que la finesse d'un faisceau laser qui pourrait déclencher le détecteur au passage d'une mouche », ironise Frederic Bastide.

Par ailleurs, la mise en oeuvre des détecteurs gagne en simplicité. Le mode de réglage manuel fait place aux modes d'ajustement automatique. Sur la plupart des modèles, le réglage mécanique par potentiomètre disparaît progressivement. Désormais, un bouton suffit pour régler la distance de détection. L'opérateur fait défiler les pièces devant le détecteur et appuie sur la touche d'auto apprentissage pour activer le paramétrage. « Ces dispositifs de réglage électronique évitent tout mouvement mécanique des lentilles. Ils permettent de concevoir des produits compacts qui résistent aux vibrations », observe Christophe Messori de Baumer Electric.

L'ESSENTIEL

- Ils détectent tous types de pièces y compris les matériaux transparents ou réfléchissants. - Ils sont adaptés à une grande variété d'applications grâce à leur portée élevée (plusieurs dizaines de mètres en mode barrière) conjuguée à leur temps de réponse rapide. - Ils craignent les environnements poussiéreux et la présence de fluide. - Ils voient leur champ d'application étendu au contrôle de couleur, de marquage... grâce à la diversité des sources lumineuses (infrarouge, Del de couleur, UV, Laser).

LES CRITÈRES DE CHOIX

Les grandes questions à se poser avant pour choisir son détecteur Type d'application - S'agit-il d'une simple détection de passage ou de présence d'objet, de contrôle de repère, de couleur ? Type de l'objet à détecter - Quelle matière, quelle taille, quelle est la couleur de l'objet, est-il transparent, brillant... ? Portée - Quelle est la distance par rapport à la face sensible ? Environnement d'utilisation - Quelle est la température, l'environnement est-il poussiéreux, le système subira-t-il des chocs, des vibrations ? Installation - Quel est l'encombrement du boîtier, quels sont les types de fixation et de connexion électrique ?

SIX GRANDES FAMILLES DE DÉTECTEURS

1. Détecteurs barrage ou barrière L'émetteur et le récepteur sont placés face à face. La coupure du faisceau par l'objet déclenche le signal de commutation. Ils offrent la plus grande portée. 2. Détecteurs reflex L'émetteur et le récepteur sont réunis dans le même boîtier. Le faisceau émis est renvoyé par un réflecteur. 3. Détecteurs directs ou de proximité L'émetteur et le récepteur partagent le même boîtier. La lumière émise est directement réfléchie par l'objet. Il est possible de s'affranchir de l'arrière plan. La portée d'un tel système est inférieure à celle d'un système reflex. 4. Systèmes à fibres optiques Lorsque l'espace fait défaut, que la température est trop élevée ou que les agressions chimiques sont possibles, des fibres optiques acheminent la lumière au point de détection. 5. Détecteurs de contraste, couleur et marquage Les détecteurs de contraste distinguent les niveaux de gris. Les détecteurs de couleur assurent le contrôle des variations de teintes des pièces. Les détecteurs de luminescence émettent dans l'UV pour détecter des marques fluorescentes. 6. Les fourches Elles intègrent un émetteur et un récepteur dans leur branche. Elles visent les applications de défilement d'objets plats.

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