Cas en neuf étapes
1L’entreprise et la situation de départUn constructeur de machines industrielles fournit des systèmes de positionnement à l’industrie des produits semi-finis. Un client produisant en série demande une vitesse de déplacement doublée à précision constante.
2L’objectif techniquePositionner à ±0,05 mm près à vitesse doublée, dans la même empreinte machine et le même budget énergétique.
3Le goulot techniqueÀ accélérations plus élevées, le jeu de palier, la déformation élastique du support et l’excitation vibratoire entraînent des écarts de positionnement hors tolérance. Le problème s’amplifie aux fréquences de résonance situées dans la nouvelle plage de vitesse.
4Pourquoi la technique connue était insuffisanteDes systèmes de guidage linéaire standards avec des régulateurs avancés, des bâtis plus rigides et des tables de compensation disponibles dans le commerce ont été essayés. La combinaison de la dérive thermique et du déplacement des modes propres dans la plage de fonctionnement rendait ces mesures insuffisantes : le problème relevait de la conception, et non du paramétrage.
5Voies de solution étudiées(a) Amortissement vibratoire actif intégré dans une conception mécatronique du support développée en propre. (b) Support sandwich composé de panneaux renforcés de fibres, offrant une rigidité accrue pour un poids réduit. (c) Précompensation fondée sur un modèle, corrigeant la déformation de manière anticipée.
6ExpérimentationsModèles FEM du support, construction de deux prototypes expérimentaux, mesures de planéité au laser et mesures d’accélération sur toute la plage de vitesse, puis amélioration itérative des conceptions de l’amortisseur et du filtre de régulation.
7Résultat techniqueLe deuxième prototype a atteint ±0,038 mm à vitesse doublée. Le nouveau principe de construction et d’entraînement était ainsi techniquement démontré.
8Ce qui a été retenu comme S&OLe développement technique et les essais des nouveaux principes d’amortissement et d’entraînement, y compris les modèles, les conceptions, la construction de prototypes et les mesures directement nécessaires pour développer et démontrer ce nouveau principe de fonctionnement.
9Ce qui n’a pas été retenuL’ingénierie client de la version de série, la préparation de série, les achats, le montage courant, la documentation de production et le service.
10Où s’arrêtait le projet WBSODès que le prototype a démontré que le nouveau principe d’amortissement et d’entraînement pouvait techniquement atteindre la précision requise, le projet de développement s’est achevé. Ensuite, le travail sur la machine du client relevait de l’ingénierie courante. Les prototypes expérimentaux servaient exclusivement à démontrer le principe de fonctionnement ; si un prototype avait pu servir de machine au client ou de bien d’équipement, la délimitation S&O se serait décalée en fonction du moment de sa mise en service.
11Quelle documentation de projet y correspondaitVersions CAD, calculs structurels, rapports FEM, mesures vibratoires et de planéité, comptes rendus d’essai pour chaque itération du prototype et photos des dispositifs.
