OMRON B7AP-M1 B7APMI Coupleur de puissance, unité de déplacement B7AP-M1 B7APM1

Omron B7AP-M1 | Coupleur d'alimentation inductif mobile — Série B7A, Transmission de signaux et d'alimentation sans fil, 12 VDC, 38 mA, IP67, Distance de travail de 8 mm, Tables tournantes et mains robotiques

Présentation

Le Omron B7AP-M1 est la moitié mobile du coupleur d'alimentation inductif B7AP d'Omron. Il se monte sur la partie rotative ou mobile d'une machine — une table tournante, une articulation de poignet robotique, une palette qui circule dans un système de convoyage — et fait face à son homologue stationnaire, le B7AP-S1, sur une distance de travail de 8 mm.

Entre ces deux unités cylindriques, les signaux de commutation et l'alimentation CC traversent l'espace sans contact physique, par induction électromagnétique, éliminant ainsi les bagues collectrices et les connecteurs électriques rotatifs dont les machines rotatives auraient autrement besoin.

Le concept abordé par ce système est l'un des problèmes véritablement difficiles dans la conception de machines industrielles : comment fournir l'alimentation électrique et les signaux de commande à une partie de la machine qui tourne ou se déplace continuellement par rapport au reste du système.

Les bagues collectrices le résolvent mécaniquement mais nécessitent une maintenance — les balais s'usent, les contacts s'oxydent et l'interface rotative devient une préoccupation de fiabilité proportionnelle à la vitesse et au cycle de service qu'elle subit.

Le couplage inductif sans fil remplace le contact mécanique par un espace d'air électromagnétique, et la paire B7AP le fait tout en restant dans la norme IP67 — un indice de protection qui tolère les jets d'eau directs et l'immersion temporaire, pertinent dans les environnements d'usinage humides.

Le B7AP-M1 est l'unité mobile spécifiquement.

Il reçoit l'alimentation du B7AP-S1 (qui est connecté à l'alimentation secteur 24V) via le couplage inductif, et utilise cette alimentation reçue pour alimenter l'unité d'entrée B7A montée sur le côté mobile de la machine.

L'unité d'entrée B7A lit les signaux des capteurs de proximité, des interrupteurs mécaniques ou d'autres dispositifs de détection à deux fils montés sur l'ensemble mobile, et transmet ces états de signal à travers le couplage inductif à l'unité de sortie B7A du côté stationnaire, où ils deviennent des entrées numériques pour l'API ou le contrôleur.

Spécifications clés

Fonctionnement du système — Flux d'alimentation et de signaux

Le système B7AP fonctionne via une architecture de couplage électromagnétique dédiée qui transporte simultanément l'alimentation et les signaux à travers l'espace d'air, ou uniquement les signaux si une alimentation indépendante est fournie du côté mobile.

Flux d'alimentation : Le B7AP-S1 (stationnaire) génère le champ électromagnétique à partir de son alimentation 24V CC, transmettant l'alimentation inductivement à travers l'espace de 8 mm au B7AP-M1 (mobile). Le B7AP-M1 reçoit cette alimentation et la fournit à 12V CC à l'unité d'entrée B7A connectée et à tous les dispositifs de détection à deux fils.

Cela signifie que les capteurs et l'unité d'entrée du côté rotatif fonctionnent sans piles et sans aucune connexion d'alimentation filaire depuis le châssis stationnaire.

Flux de signaux : L'unité d'entrée B7A du côté mobile lit les états des dispositifs de détection connectés (signaux ON/OFF uniquement — le système B7A ne transporte pas de valeurs analogiques).

Elle encode ces états et les transmet à travers le couplage inductif à l'unité de sortie B7A du côté stationnaire, en utilisant un schéma de multiplexage par répartition dans le temps.

L'unité de sortie B7A présente les signaux décodés comme des sorties logiques compatibles avec l'API.

Capacité de transmission : Lorsque le B7AP transmet simultanément l'alimentation et les signaux, jusqu'à 10 points d'entrée peuvent être actifs à la fois (limité par le budget d'alimentation de 38 mA : 3,8 mA x 10 points).

Lorsqu'une alimentation indépendante est fournie pour le côté mobile, jusqu'à 16 points d'entrée peuvent être transmis.

Distance de travail de 8 mm — Précision d'installation

La spécification de distance de travail de 8 mm ±1,5 mm est le paramètre d'installation critique. Les deux faces du coupleur doivent être séparées par 6,5 mm à 9,5 mm pour maintenir une transmission fiable. En dessous de 6,5 mm, le risque de contact physique augmente à mesure que les tolérances de mouvement de la machine sont exercées ; au-dessus de 9,5 mm, la qualité de la transmission du signal et de l'alimentation se dégrade et peut échouer complètement.

Le B7AP-S1 d'Omron comprend une jauge de réglage — un outil physique fourni avec l'unité stationnaire pour vérifier la distance correcte lors de l'installation.

Le B7AP-M1 comprend une LED d'indicateur de fonctionnement qui s'allume lorsqu'il se trouve dans la plage de transmission utilisable du B7AP-S1, fournissant une confirmation visuelle en temps réel pendant l'installation de la machine et après toute maintenance impliquant le déplacement de la position de montage de l'une ou l'autre unité.

Le désalignement angulaire doit également être contrôlé : les deux faces du coupleur doivent être parallèles à moins de 2°. Le dépassement de cette tolérance angulaire entraîne une dégradation progressive du signal.

Le filetage de montage M30 x 1,5 avec écrou de serrage assure un positionnement sûr une fois la distance et l'alignement corrects réglés ; le couple de serrage de l'écrou est de 39 N·m maximum.

Passage d'objets non métalliques

Le B7AP-M1 et le B7AP-S1 transmettent des signaux et de l'alimentation à travers des objets non métalliques (plastique, verre, bois) interposés entre les faces du coupleur.

Cette caractéristique permet des conceptions de systèmes où une barrière physique — un couvercle de protection, une fenêtre d'inspection, un mur structurel — doit séparer les côtés stationnaire et mobile tout en permettant le chemin du signal.

L'espace entre les coupleurs (y compris le matériau non métallique) doit toujours rester dans la distance de travail de 8 mm ; le matériau non métallique est effectivement invisible pour le champ électromagnétique.

Les objets métalliques dans l'espace perturberont ou bloqueront la transmission — le B7AP n'est pas compatible avec les barrières métalliques entre les faces du coupleur.

De même, les paires B7AP parallèles doivent être espacées d'au moins 60 mm pour éviter les interférences mutuelles entre les systèmes adjacents.

Applications

Le système B7AP résout les défis de câblage de plusieurs architectures de machines spécifiques :

Tables tournantes et tables d'indexation : Les tables tournantes de palettes ou de pièces qui tournent pour présenter les pièces à plusieurs stations sont l'application canonique du B7AP.

Le côté mobile transporte des capteurs de proximité qui détectent la présence de pièces ou l'orientation de la palette ; ces signaux doivent atteindre le contrôleur sans enchevêtrement de fils.

Poignets et effecteurs d'extrémité robotiques : Les bras robotiques qui font pivoter leurs articulations de poignet au-delà de 360° ne peuvent pas utiliser de chemins de câbles qui s'enrouleraient et se casseraient.

L'interface inductive B7AP élimine le problème des câbles enroulés, transportant les signaux des capteurs de préhension et l'alimentation à travers l'articulation du poignet rotatif.

Systèmes de convoyage de palettes : Les palettes qui transportent leurs propres capteurs (détection de pièce, présence de goupille de référence) à travers une boucle de convoyeur peuvent utiliser des coupleurs B7AP à des positions de lecture/écriture définies le long du convoyeur, où l'unité stationnaire s'aligne avec l'unité mobile de la palette pour l'échange de données sans connecteurs d'accouplement physiques.

FAQ

Q1 : Le câble pré-câblé de 2 m du B7AP-M1 peut-il être étendu pour atteindre l'unité d'entrée B7A si la distance de montage l'exige ?

Non. La spécification du B7AP-M1 interdit explicitement les câbles d'extension sur le câble de l'unité mobile.

Le câble de 2 m doit être utilisé tel que fourni.

Si l'unité d'entrée B7A ne peut pas être positionnée à moins de 2 m de l'emplacement de montage du B7AP-M1 sur l'ensemble mobile, la disposition mécanique doit être révisée de manière à ce que l'unité d'entrée soit montée plus près du coupleur. 

Le B7AP-S1 (unité stationnaire), en revanche, peut utiliser un câble d'extension d'une section de conducteur d'au moins 0,75 mm² pour atteindre son unité de sortie B7A à des distances allant jusqu'à 100 m de longueur de câble.

Q2 : Le délai de transmission est de 19,2 ms standard / 31 ms maximum. Est-ce acceptable pour les E/S d'API où une réponse rapide est nécessaire ?

Le délai standard de 19,2 ms représente la latence supplémentaire que la transmission par multiplexage par répartition dans le temps du B7AP ajoute au chemin du signal, en plus du cycle de balayage de l'API et des temps de réponse standard des E/S.

Pour la plupart des tâches de détection basées sur des capteurs de proximité — présence de pièce, orientation de palette, identification de pièce — ce délai est bien dans les limites acceptables, car les événements mécaniques détectés se produisent sur des échelles de temps de centaines de millisecondes ou plus.

Pour les applications nécessitant une réponse de signal plus rapide (par exemple, détection d'arrêt d'urgence, détection de position à haute vitesse pour le contrôle de mouvement), le délai du système B7AP doit être évalué par rapport aux exigences de synchronisation de l'application, et des alternatives plus rapides telles que les connexions filaires directes peuvent être nécessaires.

Q3 : Que se passe-t-il pour les sorties de l'unité de sortie B7A si le B7AP-M1 sort de portée pendant le fonctionnement de la machine ?

Lorsque le B7AP-M1 sort de la plage de transmission — soit trop loin du B7AP-S1, soit désaligné au-delà de la tolérance — l'unité de sortie B7A détecte une erreur de transmission. Le comportement de gestion des erreurs dépend du modèle d'unité de sortie B7A sélectionné : dans les modèles LOAD-OFF, toutes les sorties s'éteignent lorsqu'une erreur de transmission est détectée, empêchant toute mise sous tension inattendue de la charge.

Dans les modèles avec traitement d'erreur sélectionnable, l'utilisateur configure la réponse d'erreur lors de la mise en service. 

Le signal de sortie d'erreur sur l'unité de sortie B7A s'active également, ce qui peut être câblé à l'API en tant qu'entrée de diagnostic.

Q4 : Le temps d'interface minimum du coupleur est indiqué comme étant de 0,3 seconde. Qu'est-ce que cela signifie opérationnellement ?

C'est le temps minimum pendant lequel le B7AP-M1 doit rester dans la plage de transmission du B7AP-S1 pour qu'un échange de signal complet et valide se produise. Si le côté mobile traverse le champ de l'unité stationnaire plus rapidement que 0,3 seconde — comme cela peut arriver sur une table d'indexation à haute vitesse où la palette passe rapidement plutôt que de s'arrêter — le système peut ne pas terminer un cycle de lecture complet.

Les conceptions de machines qui utilisent le B7AP pour lire des capteurs mobiles doivent s'assurer que le temps d'alignement du coupleur à chaque position de lecture est d'au moins 0,3 seconde, généralement obtenu en arrêtant le mouvement à chaque station de lecture.

Q5 : Le B7AP-M1 est-il compatible avec les capteurs à trois fils (NPN ou PNP), ou uniquement avec les capteurs à deux fils ?

L'unité d'entrée B7A connectée au B7AP-M1 prend en charge uniquement les connexions de capteurs à deux fils (capteurs de proximité à deux fils, interrupteurs Reed magnétiques, interrupteurs de fin de course mécaniques). Les capteurs à trois fils NPN ou PNP ne peuvent pas être connectés à l'unité d'entrée B7A standard du côté B7AP-M1.

La compatibilité avec les capteurs à trois fils n'est disponible que si l'unité d'entrée B7A et l'unité de sortie B7A sont connectées avec des alimentations indépendantes — une configuration qui diffère de la configuration standard d'alimentation B7AP.

Pour les applications nécessitant des entrées de capteurs à trois fils du côté mobile, la configuration d'alimentation indépendante doit être planifiée et documentée pendant la phase de conception du système.