Mouvement Coordonné Principal : Synchronisation des Systèmes Servo Multi-Axes

Dans le domaine de l’automatisation industrielle, déplacer un seul moteur est simple. Cependant, coordonner trois axes ou plus pour qu’ils fonctionnent comme une unité nécessite des stratégies de commande avancées. Que vous construisiez un portique sur mesure ou un robot articulé, le mouvement coordonné simplifie les calculs spatiaux complexes. Cette technologie permet à plusieurs articulations d’atteindre leur destination simultanément, garantissant des trajectoires de machine fluides et prévisibles.

Comprendre les systèmes de coordonnées articulaires et cartésiennes

Les robots industriels reposent généralement sur des articulations rotatives. Chaque moteur se déplace vers une valeur angulaire précise. Pour trouver la position finale de l’outil (X, Y, Z), le contrôleur effectue la « cinématique directe ». Inversement, la « cinématique inverse » calcule les angles des articulations nécessaires pour atteindre un point donné dans l’espace.

Lors de la programmation dans des environnements comme Studio 5000, il faut choisir votre système de coordonnées. Les systèmes cartésiens linéaires (X, Y, Z) sont souvent plus faciles à gérer pour les débutants. Ils évitent la nécessité de transformations trigonométriques complexes dans la logique de votre automate programmable industriel (API).

Mettre en place un système coordonné multi-axes

La mise en place d’un système coordonné est plus détaillée que la synchronisation classique par engrenages ou cames. Il faut d’abord regrouper vos servomoteurs dans un « Système Coordonné » au sein de votre groupe de mouvement. Cet objet logiciel sert de conteneur pour tous les axes concernés.

L’assistant du Système Coordonné vous permet de définir les paramètres essentiels. Vous pouvez spécifier le nombre d’axes, la géométrie du système et les décalages mécaniques. De plus, il faut fixer les limites de vitesse et d’accélération maximales pour l’ensemble du groupe. Cela garantit que l’axe le plus lent dicte le rythme global du trajet, évitant ainsi les contraintes mécaniques.

Logique API essentielle pour le mouvement coordonné

Pour piloter ces systèmes, les ingénieurs utilisent des instructions spécifiques de Mouvement Coordonné (MC). Contrairement aux blocs standards de Mouvement d’Axe (MAM), ces instructions considèrent le système comme une entité unique.

• MCLM (Mouvement Linéaire) : Déplace le point central de l’outil en ligne droite entre deux coordonnées.

• MCCM (Mouvement Circulaire) : Génère des arcs précis en 2D ou 3D à l’aide d’un rayon ou d’un point central défini.

• MCPM (Mouvement de Trajectoire) : Gère des trajectoires complexes pour les géométries de robots SCARA ou Delta.

Si vous devez arrêter le système, une instruction d’Arrêt de Mouvement Coordonné (MCS) est nécessaire. Cette instruction garantit que tous les axes ralentissent simultanément, préservant l’intégrité de la trajectoire même lors d’un arrêt.

Comparer mouvement coordonné et synchronisé

Beaucoup d’ingénieurs confondent « engrènement » et « mouvement coordonné ». Dans l’engrènement électronique, un axe suit un autre selon un rapport fixe. En revanche, dans le mouvement coordonné, les axes ne sont pas verrouillés rigoureusement. Vous pouvez toujours commander un axe individuel avec un bloc de mouvement standard sans affecter les autres.

La force du mouvement coordonné réside dans la synchronisation temporelle. Le contrôleur ajuste automatiquement la vitesse de chaque moteur. Ainsi, tous les axes démarrent et s’arrêtent au même instant, quelle que soit la distance que chacun doit parcourir.

Point de vue de l’auteur : pourquoi la coordination est importante

Selon mon expérience, le passage au mouvement coordonné change la donne pour la robotique amateur et l’automatisation spécialisée en usine. Autrefois, il fallait un contrôleur de robot dédié pour obtenir des trajectoires fluides. Aujourd’hui, les automates modernes réalisent ces calculs en interne. Cette convergence entre API et commande robot réduit les coûts matériels et simplifie l’architecture de communication sur le site de production.