Le « Motion control » ou « Contrôle du mouvement », est un sous-domaine de l’automation regroupant des équipements et logiciels servant à piloter les pièces mobiles d’une machine. Un système de contrôle de mouvement se compose en général d’un contrôleur de mouvement (carte d’axe ou commande numérique) pilotant des variateurs de vitesse (« servodrive ») et assurant ainsi le contrôle de la puissance et de l’asservissement des moteurs et servomoteurs. Le contrôleur de mouvement est donc le « cerveau » du système de motion control.
C’est lui qui calcule l’ensemble des consignes de vitesse et position en fonction du ou des mouvements demandés. D’abord dédié aux machines-outils, le Motion control s’est progressivement étendu à d’autres domaines comme la robotique, l’assemblage, l’emballage, le textile, l’imprimerie, le travail de la tôle ou la production de semi-conducteurs. Une des évolutions récentes du Motion control est l’exploitation de contrôleurs et variateurs dit « intelligents », capables de s’adapter automatiquement à leur environnement.
1 – Eviter l’usine à gaz. La complexité d’un système de contrôle de mouvement est extrêmement variable et n’est pas nécessairement proportionnelle aux nombres d’actionneurs à contrôler. La facilité de prise en main peut donc constituer un critère d’achat pertinent.
2- Attention à la sécurité du système. La mise en place d’un système de Motion control doit répondre à des critères de sécurité très strictes en phase avec les niveaux de sécurité requis par l’installation.. , .Les variateurs proposent depuis plusieurs années des fonctions de sécurité intégrées comme l’inhibition de l’étage de puissance sur Arrêt d’Urgence, ou plus évoluées comme d’assurer, sur une cellule robot, un fonctionnement sûr à vitesse réduite ou d’effectuer un arrêt sur un temps ou une distance donné.
3 – Eviter les goulets d’étranglement sur le réseau de communications. Le Motion control nécessite des performances réseau assurant des échanges de données temps réels de l’ordre de la milliseconde .Le réseau de communication doit etre suffisamment dimensionné pour accueillir les flux de données nécessaires à son fonctionnement et à celui de l’installation et ainsi éviter tout risque de saturation.
4 – Déterminer la configuration motion control par estimation. La configuration et la détermination des motorisations et des variateurs prennent en compte un nombre important de paramètres comme les vitesses et dynamiques recherchées mais également les couples d’accélérations et capacité de freinage ainsi les inerties des composants mécaniques entrainés La solution motion control doit donc être définie de manière précise pour atteindre les performances attendues
1 – Gagner en productivité. L’optimisation des mouvements (pas d’à-coup, adaptation des vitesses, contrôle des trajectoires et enchaînements des déplacements plus rapides) va réduire les temps de cycles et ainsi augmenter les performances globales de la machine.
2 – Réduire la consommation énergique. Par l’utilisation de servo moteurs ayant des pertes proches de zéro et de solutions multiaxes de mise en commun du bus d’alimentation des variateurs. Le Motion contrôle permet de réaliser des économies d’énergies pouvant dépasser les 60 %.
3 – Gagner en flexibilité. Les systèmes de contrôle de mouvement bénéficient d’interfaces informatisées facilitant la programmation du dispositif et apportant plus de souplesse dans la reconfiguration des machines, par exemple , automatiser les changements de formats optimisant les temps d’arrêt et permettant un retour en production plus rapide
4 – Réduire les coûts de maintenance. Les systèmes de contrôle de mouvement rallongent la durée de vie des machines, par l’utilisation de lois de mouvement évoluées (lois polynomiales par exemple) réduisant ainsi les chocs mécaniques
1 – Sur quel périmètre puis-je tester le système ? La mise en place de solutions Motion control peut se révéler complexe. Il est donc pertinent de commencer par expérimenter la solution sur quelques machines, non critiques, mais ayant des enjeux d’optimisation de mouvements.
2 – Quelles compétences puis-je mobiliser en interne ? Un système de contrôle de mouvement requiert diverses expertises, notamment en entraînement et en variateur de vitesse, ainsi que des automaticiens. Selon les compétences disponibles, il peut être nécessaire de prévoir des formations ou des recrutements.
3 – Mon réseau de communication est-il suffisamment performant et sécurisé ? Les données exploitées par le Motion control doivent disposer d’une connectivité adaptée et offrant un haut niveau de protection.
4 – Quels sont les vrais besoins de mon application ? Les fonctions Motion Control peuvent aller des plus simples aux plus complexes en intégrant des interpolations de trajectoire ou des profils de came électronique intégrant des lois de mouvement plus complexes pour des fonctions robotiques par exemple intégrant de la vision et du suivi de convoyeur de prise et dépose. Il est donc essentiel de ne pas tomber dans une complexité excessive si l’application ne le requiert pas.
