Composants essentiels du système de contrôle de mouvement :augmentez l'efficacité de la fabrication

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Les fabricants modernes doivent accroître l’efficacité de leurs opérations pour rester compétitifs. Les systèmes de contrôle de mouvement, qui contrôlent avec précision la vitesse, l'accélération, la position et le couple dans les équipements industriels automatisés, peuvent aider les fabricants à atteindre des niveaux de productivité plus élevés. Ces systèmes sophistiqués comportent quatre composants essentiels :un contrôleur, un variateur, un moteur et un dispositif de rétroaction. Comprendre comment ils fonctionnent ensemble est essentiel pour optimiser les performances de vos machines de production automatisées.

Ce blog explorera ces composants en détail pour vous donner un aperçu de la façon dont la précision et la répétabilité fournies par un système de contrôle de mouvement bien conçu peuvent vous aider à atteindre vos objectifs de production. En tant que partenaire de confiance en matière d'automatisation, JHFOSTER est prêt à vous aider à mettre en œuvre des solutions de contrôle de mouvement afin que vous puissiez commencer à travailler plus efficacement.

Quatre composants essentiels des systèmes de contrôle de mouvement

Les quatre composants d'un système de contrôle de mouvement comprennent un contrôleur de mouvement, un entraînement moteur, un moteur et des dispositifs de rétroaction. 

Contrôleur de mouvement : Souvent appelé le cerveau du système de contrôle de mouvement, le contrôleur de mouvement coordonne les entraînements du moteur; Parfois, plusieurs lecteurs sont contrôlés en même temps. En fonction de la position cible programmée et des profils de mouvement, le contrôleur de mouvement crée les trajectoires appropriées que les moteurs doivent suivre. Comme le cerveau humain, il envoie l’ordre d’accélérer jusqu’à une vitesse précise et de ralentir jusqu’à s’arrêter à l’endroit souhaité. Le nombre de contrôleurs utilisés dans une application varie en fonction du nombre de processus individuels nécessitant un contrôle. Chaque contrôleur d'un système recevra des instructions et enverra des commentaires à l'ordinateur ou au PLC qui contrôle la machine ou la ligne.

Moteur : Le variateur sert d'interprète entre le contrôleur de mouvement et le moteur. Sa fonction est de recevoir le signal de commande du contrôleur, d'interpréter la commande, puis de fournir le niveau de puissance approprié au moteur pour assurer un mouvement précis de la machine. Les variateurs sont disponibles sous forme de variateurs numériques, analogiques, linéaires, à commutation, pas à pas et servomoteurs. Chaque type de lecteur a des caractéristiques différentes. Les lecteurs numériques contiennent des capacités d'entrée et de sortie discrètes, tandis que les lecteurs analogiques contiennent des capacités d'entrée et de sortie variables. Les entraînements linéaires sont utilisés pour les mouvements droits. Les lecteurs de commutation utilisent une technique appelée modulation de largeur d'impulsion pour activer et désactiver rapidement la tension afin de créer un mouvement ou une vitesse particulière. Les entraînements pas à pas offrent un couple faible à moyen et produisent une rotation fluide sur une large plage de vitesses. Les servomoteurs interprètent les signaux de commande et les boucles de rétroaction internes pour contrôler avec précision le mouvement dans les applications haute puissance et haute vitesse.

Moteur : Le moteur fonctionne comme un muscle. Son rôle est de recevoir l’entrée électrique du moteur d’entraînement et de la convertir en mouvement. Les deux types de moteurs électriques sont le courant alternatif et le courant continu, et ils transforment tous deux l'électricité en mouvement au moyen de champs magnétiques. Les moteurs à courant continu fonctionnent au courant continu, tandis que les moteurs à courant alternatif fonctionnent au courant alternatif. La vitesse des moteurs à courant continu est généralement contrôlée en faisant varier la quantité de tension appliquée. La vitesse des moteurs à courant alternatif est généralement contrôlée en faisant varier la fréquence de la tension appliquée.  Les moteurs à courant alternatif sont plus couramment utilisés. 

Périphériques de rétroaction : Utilisés uniquement dans les systèmes de contrôle de mouvement en boucle fermée, les dispositifs de rétroaction fournissent des informations sur la position du moteur au contrôleur de mouvement afin qu'il puisse ajuster ses commandes aux moments appropriés. Les encodeurs, qui mesurent et signalent la position, la vitesse et la direction, sont les dispositifs de rétroaction les plus populaires. Les systèmes de contrôle de mouvement en boucle fermée peuvent effectuer avec précision des mouvements complexes que les systèmes de contrôle de mouvement en boucle ouverte ne peuvent pas réaliser.

Comment fonctionne le contrôle de mouvement ?

Les systèmes de contrôle de mouvement créent une séquence précise de mouvements, appelée profil de mouvement, puis ajustent en permanence le fonctionnement du moteur pour correspondre à la séquence spécifiée. Voici comment fonctionne un système de contrôle de mouvement :

Étape 1 : Le contrôleur de mouvement reçoit la commande cible.

Étape 2 : Le contrôleur calcule la trajectoire souhaitée (le profil de mouvement).

Étape 3 : Le contrôleur envoie un signal de commande au moteur d'entraînement.

Étape 4 : Le variateur fournit la puissance électrique nécessaire au moteur.

Étape 5 : Le moteur exécute le mouvement.

Étape 6 : Dans un système en boucle fermée, le dispositif de rétroaction mesure le mouvement réel et renvoie ces informations au contrôleur.

Étape 7 : Le contrôleur compare le mouvement réel au mouvement souhaité et ajuste les commandes (la boucle de contrôle) pour corriger toute erreur, garantissant ainsi un mouvement précis.

Comprendre les capteurs de mouvement

Dans le contrôle de mouvement industriel, le « capteur de mouvement » est le dispositif de rétroaction, qui est le plus souvent un encodeur. Pour fournir un retour d'information, les encodeurs mesurent les paramètres de mouvement réels, tels que la position, la vitesse et/ou la direction, et les transmettent au contrôleur pour la correction du système.

Qu'est-ce qui déclenchera un capteur de mouvement ?

Dans un système de contrôle de mouvement industriel en boucle fermée, le capteur de mouvement (généralement un encodeur) est déclenché par le mouvement de l'arbre du moteur ou de la platine linéaire. L'encodeur est connecté au moteur de sorte que lorsque le moteur bouge, l'encodeur détecte ce mouvement et envoie un signal.

Comment savoir si votre capteur de mouvement fonctionne ?

Il existe trois façons courantes de déterminer si votre capteur de mouvement industriel fonctionne.

Surveiller les données de commentaires : La méthode la plus fiable pour vérifier que votre encodeur est opérationnel consiste à vérifier les données de position ou de vitesse envoyées au contrôleur de mouvement via l'interface homme-machine (IHM) ou le logiciel de la machine. Si la machine bouge et que les données sont mises à jour correctement, l'encodeur fonctionne.

Rechercher les défauts : Si le capteur tombe en panne dans un système de contrôle de mouvement en boucle fermée, un défaut ou une alarme sera déclenché car le contrôleur ne peut pas vérifier ou corriger la position du moteur.

Vérifier la précision du mouvement : Des problèmes tels que le fait que la machine ne parvient pas à maintenir sa position ou présente des vibrations excessives peuvent indiquer un dysfonctionnement ou un dispositif de rétroaction mal réglé.

Où le contrôle de mouvement est-il utilisé ?

Pour accroître l'efficacité et réduire les coûts opérationnels, de plus en plus de fabricants automatisent leurs lignes de production, et le contrôle de mouvement joue un rôle clé dans une automatisation efficace. Les systèmes de contrôle de mouvement peuvent être trouvés dans des applications où les mouvements complexes doivent être répétables, précis et réglables, notamment :

• Robots de prélèvement et de placement pour les tâches de palettisation et d'emballage.
• Les robots/cobots sont utilisés pour le soudage, l'assemblage, la découpe et d'autres tâches nécessitant un mouvement précis.
• Usinage CNC précis.
• Imprimantes 3D.
• Systèmes automatisés de manutention des matériaux.
• Applications d'assemblage automobile.

À mesure que l'intégration des équipements automatisés continue de croître, les systèmes de contrôle de mouvement sont essentiels pour un mouvement précis et reproductible, ce qui vous aide à maximiser la productivité et à réduire les coûts opérationnels.

JHFOSTER, votre partenaire en automatisation, est prêt à répondre à vos besoins en matière de contrôle de mouvement. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer à augmenter la précision et l'efficacité de votre application.

• Vice-président principal de l'automatisation, Tavoron

  Scott Wojciak, un cadre chevronné possédant une expertise approfondie en automatisation industrielle et en distribution, est vice-président principal de l'automatisation chez Tavoron. Il a auparavant dirigé la division Fluid Power, Automation et Engineered Solutions chez Singer Industrial et a occupé des postes de direction chez BW Rogers, notamment ceux de vice-président des ventes, directeur des ventes et directeur régional de l'unité commerciale. Connu pour son approche axée sur les résultats et son leadership axé sur le client, Scott a passé toute sa carrière à faire progresser la stratégie commerciale et la performance opérationnelle dans le secteur de l'automatisation. Il a débuté sa carrière en tant qu'ingénieur commercial et a remporté le prix du vendeur de l'année de BW Rogers au début de son mandat.

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