Règles optiques linéaires
Les règles optiques linéaires de Selba grantissent un contrôle de position direct et de haute exactitude pour les systèmes de précision.
Fabrication / Description / Détails techniques / Services sur mesure / Applications industrielles / Exemples applicatifs / FAQ
Le produit en détail
Fabrication des règles optiques linéaires
La règle optique linéaire est le composant de mesure fondamental de tout système où la position linéaire doit être déterminée de façon directe, exacte et répétable : centres d’usinage CNC, platines de lithographie pour semi-conducteurs, machines à mesurer tridimensionnelles, bancs de test photoniques. Chez Selba, chaque règle est produite entièrement selon les spécifications du client : pas de graduation, substrat, longueur et revêtement sont définis avec votre bureau d’études, puis validés par un contrôle du fichier informatique avant lancement de la production.
Les motifs de graduation sont réalisés jusqu’à 50 800 dpi : traits incrémentaux et absolus à pas fin, largeur constante, bords nets et exactitude de pas micrométrique sur toute la longueur de la règle. Le choix du substrat — verre sodalime pour les applications industrielles standard, quartz pour les environnements thermiquement exigeants, aluminium ou film aluminisé lorsque la masse ou la réflectivité l’imposent — préserve l’exactitude de pas et la stabilité du signal dans les conditions d’exploitation. Les revêtements en chrome standard ou antireflet sont ajustés aux exigences de contraste optique et de rapport signal/bruit de votre tête de lecture.
La fiabilité dans la durée repose sur des revêtements en chrome résistants à l’usure, des profils de bord maîtrisés et l’intégration de la structuration et de l’usinage sur un même site : le cumul de tolérances entre le motif de graduation et la référence mécanique de montage disparaît, et la traçabilité de production est assurée sur toute la durée de vie du système que la règle équipe.
Contrôle de position
Product Description
Engagée dans une démarche d’innovation continue, Selba développe des disques codeurs et des règles sur substrats aluminium, avec des feuilles d’une épaisseur de 0,2 mm. Des variantes sur film aluminisé sont également en développement pour les clients recherchant une forte réflectivité pour un prix concurrentiel : nous adaptons notre offre produits aux besoins de nos clients.
- Automatisation industrielle & robotique
- Centres d'usinage CNC
- Semi-conducteurs & nanofabrication
- Équipements médicaux & scientifiques
SPÉCIFICATIONS PRODUIT
Détails techniques
Chaque dimension. Chaque spécification. Aucun catalogue standard.
Selba conçoit et fabrique disques codeurs et règles linéaires, incrémentaux ou absolus, entièrement selon les spécifications du client : il n’existe pas de produit standard. Motifs de graduation, implantation des pistes, marques d’index et géométrie des ouvertures sont définis en étroite collaboration avec votre bureau d’études, pour correspondre exactement à la résolution, au format de signal et à l’interface mécanique du système codeur visé. Les disques codeurs sont disponibles sur substrats verre, film et aluminium, dans une plage continue de diamètres de 20 à 200 mm, et jusqu’à 290 mm sur demande spéciale. Le substrat verre est retenu pour les applications exigeant une forte stabilité dimensionnelle et une bonne tenue thermique. Le film offre une alternative économique pour les environnements moins exigeants ; l’aluminium, disponible en feuilles jusqu’à 0,2 mm, répond aux applications où la légèreté et la compacité de l’intégration priment. Des variantes sur film aluminisé sont également proposées pour les applications combinant forte réflectivité et production économique. Les règles linéaires sont réalisées sur verre et sur film ; l’exactitude de pas et la netteté des bords découlent de notre procédé de photo-traçage laser haute résolution, jusqu’à 50 800 dpi. La fidélité du motif sur toute la longueur de graduation est vérifiée dans le cadre du protocole de contrôle standard.
Photo-traçage laser haute résolution
Jusqu’à 50 800 dpi
Très faible coefficient de dilatation thermique
≈ 0,55 ppm/°C (quartz)
Stabilité de haute-performance
≈ 9 ppm/°C (sodalime)
Substratsultraminces
Jusqu’à 0,1 mm (verre)
Poids faible facilitant l’intégration-système
Jusqu’à 0,2 mm (aluminium)
Contrôle de la précision de la graduation
Pas précis au micron près
SPÉCIFICATIONS PRODUIT
Services sur mesure
Du contrôle du fichier au composant fini.
Notre prestation disques codeurs et règles linéaires couvre l’ensemble du flux de production et commence en amont de la fabrication. Chaque commande, prototype unitaire comme lot de série, débute par une revue de fichier structurée menée par nos experts R&D. Le tracé transmis est évalué au regard du substrat, du procédé photolithographique et des contraintes mécaniques prévus, avant tout lancement : l’intention de conception est ainsi préservée jusqu’au composant fini. Pour le prototypage et la validation de première pièce, photolithographie et usinage du verre sont réunis sur un même site, ce qui permet des délais courts sans dépendance à des sous-traitants. Lorsque le programme évolue vers la petite série ou la production de masse, les mêmes paramètres de procédé, substrats et protocoles de contrôle sont maintenus d’un lot à l’autre, apportant la répétabilité qu’exigent les intégrateurs de systèmes codeurs. La traçabilité est assurée sur toute la chaîne de production, et notre appui d’ingénierie reste disponible à chaque étape : ajustement de la géométrie des pistes, exploration de substrats alternatifs ou montée en volume.
Revue de fichier avant production
Prototypage rapide & première pièce
Production répétable et industrialisable
SUR MESURE & PRODUCTION DE SÉRIE
Applications industrielles
Détails techniques
Selba produit ses règles optiques linéaires sur verre sodalime (≈ 9 ppm/°C), quartz (≈ 0,55 ppm/°C), film et aluminium, chaque substrat étant choisi selon les exigences de stabilité dimensionnelle, thermiques et optiques de l’application. Le quartz, environ quinze fois plus stable thermiquement que le sodalime, est retenu partout où une dérive thermique du pas sur la longueur de la règle introduirait une erreur de positionnement systématique. Les motifs de graduation sont réalisés en chrome standard ou antireflet, ce dernier supprimant les réflexions parasites dans les configurations à faible distance de travail et à haute résolution. Longueurs, largeurs et épaisseurs sont entièrement définies selon vos spécifications — le verre est usinable jusqu’à 0,1 mm, l’aluminium jusqu’à 0,2 mm — nous n’avons pas de produit catalogue.
La précision est maîtrisée à trois niveaux : exactitude micrométrique du pas de graduation et du placement des traits par photo-traçage laser jusqu’à 50 800 dpi ; géométrie et profils extérieurs usinés avec un outillage conçu en interne ; alignement entre la graduation et le point-zéro contrôlé tout au long de la chaine de fabrication. Uniformité du revêtement, netteté des bords, absence de défauts et planéité du substrat sont vérifiées par contrôle optique avant expédition de chaque règle.
Applications industrielles
Nos règles optiques linéaires servent de référence de position linéaire principale dans un large éventail de disciplines d’ingénierie de précision. En automatisation industrielle et en robotique, elles fournissent le retour d’axe direct qui gouverne la répétabilité de positionnement, la coordination de portiques et la commande de platines linéaires des systèmes d’assemblage, de manutention et de dosage : elles éliminent les erreurs de souplesse de la chaîne cinématique et de jeu que la mesure indirecte par codeur rotatif ne peut corriger. Dans les centres d’usinage CNC, montées directement sur les axes machine, elles ferment la boucle de position au point de coupe et compensent l’usure des vis à billes, la dilatation thermique et la souplesse de structure, pour l’exactitude dimensionnelle et la répétabilité d’état de surface qu’exige la qualité de production.
En aérospatial, les règles sur substrat quartz sont retenues pour leur stabilité thermique exceptionnelle sur les plages de température extrêmes des environnements aéroportés et spatiaux : retour d’actionnement des commandes de vol, positionnement d’antennes, détection sur mécanismes de déploiement de précision, là où la fiabilité de longue durée sans accès de maintenance est une exigence fondamentale. Les plateformes de dispositifs médicaux — robots chirurgicaux, équipements de radiothérapie, tomodensitomètres, instruments de diagnostic motorisés — dépendent du retour par règle linéaire pour l’exactitude de position submillimétrique et la constance des composants d’un lot à l’autre qu’imposent les environnements de production réglementés, avec l’appui de notre traçabilité de production complète et du système de management de la qualité en cours de certification ISO 9001, visée au premier trimestre 2027.
Dans les équipements de nano-impression et de nanofabrication, où le positionnement des platines se mesure en nanomètres et où l’exactitude de placement des motifs constitue le critère de performance déterminant, l’erreur de pas de la règle fixe un plancher incompressible à la précision de structuration atteignable : la qualité de la règle est indissociable de la capacité de l’équipement.
Services sur mesure
Notre offre de règles linéaires repose entièrement sur la conception sur mesure et la collaboration d’ingénierie : chaque règle est propre à l’application qu’elle sert, et aucun format catalogue ne vient limiter votre liberté de conception. Motifs de graduation, pas, implantation des pistes, position des marques de référence et configurations de codage absolu sont développés de zéro pour répondre aux exigences de résolution, d’exactitude et de format de signal du système codeur visé. Notre équipe R&D examine chaque fichier de tracé avant lancement : vérification de la spécification de pas, évaluation de la compatibilité de procédé et détection de toute géométrie qui compromettrait la fidélité du motif ou la qualité du signal de la règle finie.
Au stade du prototypage, l’intégration de la photolithographie et de l’usinage des substrats permet d’obtenir rapidement une première pièce sans dépendance à des sous-traitants : géométrie de graduation, matériau de substrat et spécification de revêtement sont validés vite et itérés efficacement avant le gel de la conception. Lors du passage de la validation du prototype à la qualification en petite série ou à la production en volume, les paramètres de procédé, spécifications de substrat et protocoles de contrôle établis en développement sont maintenus sans variation : chaque règle d’un lot se comporte à l’identique de la première pièce que vous avez approuvée.
Sur tout le cycle de vie du programme, notre équipe d’ingénierie reste directement impliquée : choix du substrat, spécification du revêtement, optimisation de la conception des graduations, repérage inter-pistes pour les règles absolues et gestion des indices de tracé. C’est le partenariat technique qu’exige le développement de codeurs de précision, du concept à la fourniture en série.
Études de cas
Une règle réfléchissante compacte au cœur d’une nouvelle tête de lecture.
« Un pas de 20 µm lu en réflexion, qui exige des traits nets et régulièrement répartis et un fort contraste optique entre zones réfléchissantes et non réfléchissantes, pour que la tête de lecture résolve la position proprement. »
FAQ
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'un codeur linéaire optique ?
Un codeur linéaire optique est un système de mesure qui détermine une position ou un déplacement linéaire en lisant un motif de graduation de précision porté par une règle optique. Il comprend deux composants principaux : la règle linéaire, substrat portant un motif de graduation réalisé par photolithographie, et la tête de lecture, qui abrite la source lumineuse, l’optique et le photodétecteur. Ensemble, ils forment un élément de retour en boucle fermée qui convertit un déplacement linéaire physique en signal électrique haute résolution, exploité par les contrôleurs d’axe, les systèmes de mesure ou les équipements d’acquisition. Contrairement au codeur rotatif, qui mesure une position angulaire sur un arbre en rotation, le codeur linéaire mesure un déplacement le long d’un axe droit : c’est l’élément de retour de choix dès qu’une mesure directe de position linéaire est requise, affranchie du jeu, de l’erreur de vis et de la souplesse de la chaîne cinématique qui affectent la mesure indirecte par codeur rotatif sur vis à billes ou entraînement pignon-crémaillère.
Comment fonctionne un codeur linéaire optique ?
Un codeur linéaire optique détecte le mouvement relatif entre une règle graduée et une tête de lecture, l’une se déplaçant le long de l’autre. La tête projette de la lumière sur le motif de graduation de la règle ou à travers celui-ci — une séquence précisément définie de traits opaques et transparents réalisée par photolithographie à un pas maîtrisé. Au fil du déplacement, l’alternance des segments module la lumière transmise ou réfléchie qui atteint le photodétecteur et engendre un signal électrique sinusoïdal ou carré, dont la période correspond au pas de graduation. L’électronique du codeur traite ce signal pour déterminer le déplacement, le sens et la vitesse.
Dans les systèmes incrémentaux, le déplacement est compté à partir d’une position de référence connue ; dans les systèmes absolus, une combinaison unique de pistes code la position sans ambiguïté sur toute la course, ce qui supprime le retour à la référence à la mise sous tension. La résolution du système — le plus petit déplacement détectable — découle du pas de graduation de la règle et du facteur d’interpolation appliqué par l’électronique de la tête : plus le pas est fin et l’interpolation élevée, plus la résolution est fine.
Quels secteurs utilisent des règles de codeurs linéaires optiques ?
Les règles de codeurs linéaires optiques sont employées dans tout secteur exigeant une mesure directe et exacte de position linéaire. Les centres d’usinage CNC montent les règles directement sur les axes machine pour disposer d’un retour en boucle fermée qui élimine l’erreur de positionnement due à la souplesse de la chaîne cinématique, à l’usure des vis à billes et à la dilatation thermique : c’est ce qui gouverne l’exactitude de coupe, l’état de surface et la répétabilité dimensionnelle des pièces. Les équipements de lithographie pour semi-conducteurs et de nanofabrication s’appuient sur le retour par codeur linéaire pour le positionnement des platines au nanomètre, qui détermine l’exactitude de placement des motifs en insolation de wafers et en écriture directe. Les instruments de métrologie de précision — machines à mesurer tridimensionnelles, profilomètres de surface, projecteurs de profil — utilisent la règle comme référence de longueur principale : son exactitude est indissociable de l’incertitude de mesure de l’instrument.
L’automatisation industrielle, la robotique et les portiques utilisent les codeurs linéaires pour le retour d’axe précis des équipements de prise et dépose, d’assemblage, de dosage et de manutention. Les plateformes d’imagerie médicale et de radiothérapie en dépendent pour le positionnement des tables et le déplacement des détecteurs ; les bancs de test photoniques et optiques y recourent pour la commande fine des axes nécessaire à l’alignement de fibres, à l’interférométrie et à la caractérisation de composants optiques.
Quels matériaux entrent dans une règle de codeur linéaire optique ?
Le choix du substrat d’une règle de codeur linéaire est clé : il détermine le comportement du pas de graduation — et donc l’exactitude de position du codeur — sous contraintes thermiques, mécaniques et environnementales. Selba produit ses règles sur quatre familles de substrats. Le verre sodalime est le choix standard de la majorité des applications industrielles et d’instrumentation : bonne stabilité dimensionnelle, planéité de surface constante et compatibilité totale avec la structuration photolithographique en chrome sur les plages de température usuelles. Le quartz , dont le coefficient de dilatation thermique est environ quinze fois plus faible que celui du sodalime, est retenu pour la métrologie de haute exactitude, la lithographie pour semi-conducteurs et l’instrumentation scientifique de précision, là où une dérive thermique du pas sur la longueur limiterait l’exactitude du système.
Le film offre une alternative économique et souple à manipuler lorsque la stabilité dimensionnelle du verre n’est pas requise ; il convient particulièrement aux règles de grand format et aux programmes de prototypage où le délai prime. L’aluminium, disponible en feuilles jusqu’à 0,2 mm, répond aux applications contraintes en masse et à l’intégration compacte ; les variantes sur film aluminisé servent les systèmes combinant une surface de graduation très réfléchissante et des volumes de production à coût compétitif.
Quel niveau de précision peut-on atteindre avec une règle de codeur linéaire optique ?
La précision atteignable avec une règle de codeur linéaire optique dépend de trois facteurs en interaction : l’exactitude du pas de graduation de la règle, la capacité d’interpolation de l’électronique de la tête de lecture et la stabilité thermique du substrat en conditions d’exploitation. Nos règles sont réalisées par photo-traçage laser haute résolution, jusqu’à 50 800 dpi : traits de graduation à pas fin, largeur constante, bords nets et exactitude de pas serrée sur toute la longueur, autant de paramètres qui fixent le plancher d’exactitude du système. Au niveau de la graduation, nous maîtrisons l’exactitude de placement des traits et l’uniformité de pas à des tolérances micrométriques, vérifiées par contrôle optique avant expédition de chaque règle.
Le choix du substrat étend cette précision au domaine thermique : le verre sodalime convient aux applications tolérant une variation thermique du pas dans les plages industrielles usuelles, tandis que le quartz préserve l’exactitude de pas lors de fortes excursions de température et prévient l’erreur de positionnement systématique qu’introduirait la dilatation thermique. Pour les applications les plus exigeantes — métrologie tridimensionnelle, retour de platine en semi-conducteurs, instrumentation scientifique haute résolution — l’association du quartz, du chrome antireflet et de notre exactitude de structuration au micron permet des codeurs linéaires fonctionnant aux limites de la performance de mesure réalisable.