Édition 2- 2012 Le présent document est la propriété des entreprises qui ont co

Édition 2- 2012 Le présent document est la propriété des entreprises qui ont contribué à sa rédaction et du GIMELEC. Il est protégé par le droit d’auteur. Il ne peut être reproduit , modifié, diffusé, exploité sans l’autorisation écrite des propriétaires. 2 Cette Édition 2 du Guide Motion a été voulue par le comité de direction «Motion control» du Gimelec, qui depuis plus d’une dizaine d’années et de manière spécifique, permet aux industriels de la profession d’œuvrer ensemble en échangeant des points de vue, en comparant des expériences.... en un mot en partageant la passion du motion control car on ne met pas de l’intelligence au cœur des machines sans passion. Comme toutes les passions, celle du « Motion Control » doit se transmettre. L’Édition 2 de ce guide prend en compte les évolutions technologiques depuis l’édition 1 de 2009, ainsi que les commentaires qui ont été apportés par les nombreux lecteurs de la première version et par les représentants du Ministère de l’Éducation nationale. Pour nous tous, c’était une nouvelle occasion de faire profiter le lecteur des expériences cumulées d’en- treprises ou de groupes reconnus. Cet ouvrage couvre la totalité des aspects du contrôle du mouvement qui est, par nature, pluridiscipli- naire: mécanique, électronique de puissance, électromécanique, automatisme, traitement du signal, économie d’énergie, sécurité .... Pour cette édition, les auteurs ont essayé de rendre l’approche encore plus accessible, mais non simpliste afin que chacun puisse trouver les réponses précises à ses interrogations. Cet ouvrage a été rendu possible par la collaboration des sociétés Leroy-Somer, Bosch Rexroth, Rockwell Automation , Schneider Electric, SEW Usocome et Siemens. Il a été piloté et rédigé par la société JUXEO. Qu’un grand merci soit donné aux membres du comité de direction «Motion Control» du Gimelec pour leur engagement leur expertise et leurs conseils qui ont permis de mener à bien cet ouvrage malgré des emplois du temps plus que chargés. Saluons également l’excellent climat entre les membres: Frédéric Barbarit / Leroy-Somer Bernard Giraud et Vincent Caulet / Bosch Rexroth Michel Maissant et Manuel Ribier/ Rockwell Automation Dominique Leduc et Alexandre Perrat (Président du comité de direction) / Schneider Electric Christian Sibileau et Olivier Anacker / SEW Usocome Thierry Bouchaud et Jocelyn Peynet / Siemens Christian Duquesne / Gimelec (Directeur marketing, technique et environnement) Dominique Bazin / Gimelec (Délégué General Adjoint du Gimelec et animateur du comité) Alexandre Perrat (pour les membres du comité) Dominique Bazin (Délégué General Adjoint du Gimelec) Le présent document est la propriété des entreprises qui ont contribué à sa rédaction et du GIMELEC. Il est protégé par le droit d’auteur. Il ne peut être reproduit , modifié, diffusé, exploité sans l’autorisation écrite des propriétaires. 3 Sommaire 1- Préface ������������������������������������������������������������������������������������������������������������1 2- Introduction �����������������������������������������������������������������������������������������������������2 3- L’entraînement ������������������������������������������������������������������������������������������������6 3-1- Le guidage - - ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6 3-2- La conversion de mouvement - -  ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������7 3-3- Les réducteurs - - �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������10 3-4- Les moteurs - - �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������16 3-5- Le dimensionnement des moteurs - - ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������41 3-6- Les freins - - ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������44 3-7- Les codeurs - -  ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������46 3-8- L’offre moteur - - ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������49 4- La conversion de puissance ������������������������������������������������������������������������53 4-1- Les variateurs - - ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������53 4-2- L’offre - -  ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������63 5- Les mouvements et fonctions���������������������������������������������������������������������65 6- Le dimensionnement ������������������������������������������������������������������������������������71 6-1- La stratégie de commande - - ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������71 6-2- Les outils - -  ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������79 7- La mise en œuvre des produits�������������������������������������������������������������������82 7-1- L’installation - - ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������82 7-2- Le raccordement - - ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������84 7-3- La structure d’un système - -  ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������87 7-4- Les architectures - - ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������88 7-5- Les bus de communication - - ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������90 7-6- Les entrées-sorties des variateurs - - �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������93 Le présent document est la propriété des entreprises qui ont contribué à sa rédaction et du GIMELEC. Il est protégé par le droit d’auteur. Il ne peut être reproduit , modifié, diffusé, exploité sans l’autorisation écrite des propriétaires. 4 Sommaire 8- Le réglage de l’asservissement �������������������������������������������������������������������95 9- Les applications industrielles ���������������������������������������������������������������������98 9-1- Maximisation de la production d’électricité d’une centrale photovoltaïque - - ���������������������������������������������������99 9-2- Manutention : Système de levage d’une rame TGV complète - -  ������������������������������������������������������������������������100 9-3- Ensacheuse horizontale sur base de servomoteurs avec variateurs intégrés - -  �������������������������������������������������101 9-4- Solution complète (matériels et applicatifs) de portique de manutention - - ����������������������������������������������������102 9-5- ROBOTIQUE et PACKAGING : Intégration des robots Delta dans les lignes de machines d’emballages - -  ����������103 9-6- THERMOFORMAGE : Solution globale et ouverte d’automatisme et d’entraînement - -  �����������������������������������104 9-7- Machine d’impression sérigraphie 2 couleurs - - ����������������������������������������������������������������������������������������������105 9-8- Machine évolutive d’étiquetage de bouteilles - - �����������������������������������������������������������������������������������������������106 9-9- Convoyeur avec économies grâce à technologie Movigear® - -  �������������������������������������������������������������������������107 9-10- Installation de conditionnement et d’emballage de lames de parquet stratifié - - �������������������������������������������108 9-11- Ligne d’impression «commercial» - - ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������109 9-12- Machine de bobinage de fibres synthétiques - -  ���������������������������������������������������������������������������������������������110 10- Les économies d’énergie �������������������������������������������������������������������������111 11- La sécurité �������������������������������������������������������������������������������������������������115 11-1- Les exigences - -  �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������115 11-2- Les fonctions intégrées - - ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������116 12- Conclusion ������������������������������������������������������������������������������������������������120 13- Glossaire���������������������������������������������������������������������������������������������������122 Le présent document est la propriété des entreprises qui ont contribué à sa rédaction et du GIMELEC. Il est protégé par le droit d’auteur. Il ne peut être reproduit , modifié, diffusé, exploité sans l’autorisation écrite des propriétaires. 1 1 Le marketing produit et le design intervenant de plus en plus dans le succès commercial et financier d’un produit en orientant le choix du consommateur, les industriels doivent faire face à un marché très fluctuant et volatil. Pour répondre aux attentes du client (en terme de for- mats, de couleurs, de textures, de design, de goûts…), ils doivent investir dans des outils de production et des ma- chines évolutifs, flexibles, de plus en plus performants avec un taux de rendement synthétique (TRS) le plus élevé possible. Cet investissement doit alors se faire de façon judicieuse et doit aussi être rentabilisé au plus vite. Les cadences ma- chines doivent aussi être de plus en plus élevées, avec des précisions de plus en plus serrées afin de réduire les rebuts et augmenter la qualité du produit fini. Une maintenance facilitée et rapide est également recherchée, ainsi qu’une transparence de l’information aux différentes strates de l’entreprise afin que les décisions puissent être prises en temps réel, tant au niveau du personnel de production et maintenance, qu’au niveau direction générale de l’entre- prise. Ceci au travers d’outils de suivi de production et d’ordonnancement, d’outils qualité et de traçabilité, indis- pensables à la survie des usines. Les fabricants de machines et intégrateurs doivent appor- ter toutes les réponses à ces contraintes et enjeux ma- jeurs. C’est pourquoi les machines évoluent dans leurs architectures matérielles et logicielles. Les solutions tradi- tionnelles purement mécaniques et/ou basées essentiel- lement sur des technologies pneumatiques ou hydrauli- ques sont en perte de vitesse. Ces anciennes technologies sont inadaptées à la flexibilité exigée, sont limitées en performances en termes de vi- tesse, accélération et répétabilité, et laissent ainsi place à de nouvelles technologies articulées autour de la motori- sation électrique et des actionneurs rotatifs et linéaires associés. Face à ces exigences, les solutions de contrôle de mouve- ment communément appelées « Motion Control » appor- tent la convergence des fonctions et des matériels pour: faciliter l’interfaçage, ■ ■ simplifier le paramétrage et la mise en service, ■ ■ minimiser les coûts machine et de possession, ■ ■ mutualiser les compétences, ■ ■ réaliser une combinaison synergique et systémique de ■ ■ la mécanique, de l’électronique et de l’informatique temps réel (mécatronique), décliner l’offre en solutions par application, sur une pla- ■ ■ te-forme matérielle standard et les bibliothèques de fonc- tions technologiques . 1- Préface La structure du document doit permettre une lecture linéaire ou contextuelle et a pour vocation de répondre aux interroga- tions des industriels, fabricants de machines et intégrateurs. Il est à caractère pédagogique, et permet aux automaticiens généralistes de mieux comprendre et appréhender les pro- blématiques d’intégration de ces solutions technologiques innovantes. Les mécaniciens des bureaux d’études trouveront également dans ce référentiel un exposé exhaustif des solutions de mo- torisation électrique. Ils pourront apprécier l’approche didac- tique et applicative afin de mieux cerner le champ d’applica- tion du Motion control. Les étudiants d’écoles d’ingénieurs ou d’universités techno- logiques, ainsi que les élèves de BTS pourront également se faire une très bonne idée du sujet, et pénétrer ainsi dans le monde industriel, au sein des machines de production. Le Motion Control est l’intégration matérielle et logicielle qui s’articule autour d’un contrôleur de mouvement, appelé en- core carte d’axes ou commande numérique, qui pilote des variateurs de vitesse (ou «servodrive»), assurant le contrôle de puissance et les asservissements des moteurs ou servo- moteurs qui équipent ces machines. Les fournisseurs d’automatismes et de solutions d’entraîne- ment proposent ici de faire un état des lieux de ces solutions industrielles, en passant en revue les technologies des mo- teurs, des variateurs, des alimentations, des contrôleurs de mouvement. La mise en oeuvre de ces produits avec les tendances techno- logiques des réseaux industriels , les différentes architectures matérielles et les fonctionnalités-types du contrôle de mou- vement uploads/Industriel/ motioncontrol-guide-pdf.pdf

  • 25
  • 0
  • 0
Afficher les détails des licences
Licence et utilisation
Gratuit pour un usage personnel Attribution requise
Partager