Conception et prototypage
La conception et le prototypage de solutions d'entraînement et de positionnement constituent un processus complexe qui nécessite un équilibre minutieux entre la conception mécanique, la théorie du contrôle, l'électronique et l'ingénierie logicielle.
Dans le paysage technologique en constante évolution d'aujourd'hui, les solutions d'entraînement et de positionnement sont essentielles pour des secteurs tels que la robotique, la fabrication, l'automatisation, l'aérospatiale, la logistique interne et les équipements médicaux. Ces solutions permettent aux machines d'effectuer des tâches avec une grande précision, une grande fiabilité et une grande rapidité. Cependant, la conception et le prototypage de solutions d'entraînement sont des processus complexes qui nécessitent une compréhension approfondie de l'ingénierie mécanique, de l'électronique et des commandes logicielles.
Étapes de la conception de solutions d'entraînement
Le processus de conception d'une solution d'entraînement ou de positionnement comprend généralement plusieurs étapes qui nécessitent une planification et une analyse minutieuses. Voici un aperçu général du déroulement des opérations :
1. Définissez le problème et les exigences
- Type d'application : à quoi le système est-il destiné ? S'agit-il d'une manipulation robotisée, d'une production automatisée ou d'un équipement médical ?
- Précision et exactitude : quel niveau de précision est requis dans l'application ? Différentes applications nécessitent différentes tolérances.
- Vitesse et accélération : à quelle vitesse le système doit-il se déplacer et à quelle vitesse doit-il accélérer ou décélérer ?
- Facteurs environnementaux : déterminez si la solution doit fonctionner dans des environnements spécifiques, tels que des températures extrêmes, une humidité élevée ou des conditions dangereuses.
2. Choisir le moteur et les capteurs adaptés
- Moteurs : le choix entre des moteurs pas à pas, des servomoteurs ou des moteurs à courant continu dépend du niveau de précision et de contrôle requis. Les servomoteurs, par exemple, offrent un couple et une précision élevés dans un boîtier compact, ce qui les rend idéaux pour les applications dynamiques nécessitant un contrôle précis.
- Capteurs : les capteurs de position et les dispositifs de rétroaction garantissent le fonctionnement correct du système de mouvement. Les codeurs fournissent des informations précises sur la position d'un moteur.
3. Sélectionnez l'architecture du contrôleur
- Commande en boucle ouverte : elle est généralement utilisée dans les systèmes où une grande précision n'est pas essentielle. Le contrôleur envoie des commandes au moteur sans retour d'information afin d'ajuster le mouvement.
- Contrôle en boucle fermée : les systèmes en boucle fermée utilisent des capteurs pour fournir un retour d'information au contrôleur, ce qui permet des ajustements (en temps réel) pour un contrôle précis du mouvement.
4. Simulation et modélisation
Avant la mise en œuvre du système physique, la simulation et la modélisation jouent un rôle crucial dans la prévision des performances du système. Nos ingénieurs utilisent des programmes de simulation pour contrôler les mouvements afin de modéliser le comportement cinématique et d'optimiser les paramètres du système tels que les profils de vitesse, l'accélération et la stabilité du système. Les simulations aident les clients à détecter les problèmes potentiels à un stade précoce et à apporter les modifications nécessaires à la conception.
5. Prototypage du système
- Prototypage matériel : cela comprend l'assemblage des moteurs, capteurs, contrôleurs et composants électroniques de puissance sélectionnés. L'impression 3D, l'usinage CNC et d'autres méthodes de prototypage rapide sont souvent utilisés pour fabriquer des pièces mécaniques sur mesure. Les composants électroniques spécifiques au client (PCB) sont conçus avec Altium Designer.
- Prototypage logiciel : le logiciel qui contrôle le système doit également être développé et testé à ce stade. Cela comprend l'écriture d'algorithmes de contrôle de mouvement, l'intégration du système d'exploitation avec le matériel et le test du code en temps réel.
6. Tests et itération
- Tests de précision : vérifier que le système répond aux spécifications en matière de position, de vitesse et d'accélération.
- Tests de résistance : s'assurer que le système peut supporter des charges maximales, des températures extrêmes ou d'autres conditions de fonctionnement difficiles. Pour cela, nous utilisons notre chambre climatique.
- Tests de fiabilité : évaluer les performances à long terme du système et sa tolérance aux erreurs.
Défis liés à la conception et au prototypage du contrôle de mouvement
- Complexité des algorithmes de commande : le développement d'algorithmes qui commandent plusieurs axes ou des mouvements complexes peut s'avérer difficile et nécessite des connaissances spécialisées en ingénierie de contrôle.
- Intégration des composants : il est essentiel pour les performances du système de veiller à ce que les moteurs, les capteurs, les variateurs et les contrôleurs communiquent efficacement entre eux.
- Contraintes de temps et de coûts : les solutions d'entraînement sont souvent complexes et coûteuses à prototyper. Trouver le bon équilibre entre performances et coûts peut être difficile, en particulier pour les start-ups ou les petits fabricants.
N'hésitez pas à nous contacter. Vous pouvez nous joindre par téléphone au +31 (0)76 789 00 30 ou au +32 (0)3 328 07 60. Vous pouvez également remplir le formulaire de contact. Nous traiterons votre demande dans les plus brefs délais.
