La suppression des vibrations réduit considérablement le temps de stabilisation.

Dans une opération de prélèvement et de placement à grande vitesse, le temps de stabilisation est l'ennemi de la productivité. La vitesse est essentielle pour l’assemblage de gros volumes. Cependant, la vitesse crée également des problèmes.

Dans une opération de prélèvement et de placement, par exemple, se déplacer rapidement d'un côté à l'autre et s'arrêter en un rien de temps crée des vibrations. Pour prélever ou placer une pièce avec une quelconque précision, la machine doit faire une pause, même pendant une fraction de seconde seulement, jusqu'à ce que les vibrations s'arrêtent. C'est ce qu'on appelle le temps de stabilisation, et dans une opération à volume élevé, ces millisecondes peuvent s'additionner.

Considérons une courte opération de transfert, de 200 millimètres de diamètre, de 100 millimètres vers le bas et vers l'arrière. Chaque mouvement horizontal prend 0,5 seconde avec un temps de stabilisation de 0,05 seconde, et chaque mouvement vertical prend 0,2 seconde avec un temps de stabilisation de 0,05 seconde. Cela se traduit par 1,6 seconde par pièce, 37,5 pièces par minute ou 2 250 pièces par heure. Si chaque pièce vaut 0,1 $, l’opération génère 225 $ de revenus par heure.

Si le temps de stabilisation peut être réduit de 0,05 à 0,004 seconde, cette même opération de prélèvement et de placement prend désormais 1,416 seconde. Cela se traduit par 42,37 parties par minute ou 2 542 parties par heure. Aujourd'hui, la même opération génère des revenus de 254,24 dollars par heure, soit 29,24 dollars de plus. Dans une opération en deux équipes fonctionnant six jours par semaine, une économie de seulement 0,184 seconde en temps de stabilisation se traduit par 140 353 $ de revenus supplémentaires par an !

Les ingénieurs en automatisation peuvent résoudre le problème des vibrations et de la résonance des machines de plusieurs manières. Mécaniquement, ils peuvent concevoir une machine avec des composants robustes, des tolérances serrées et un jeu minimal.

En général, vous souhaitez que le moteur soit couplé aussi étroitement et étroitement que possible à la charge. Vous souhaitez minimiser la conformité mécanique de votre système. Toute pièce mobile entre l'arbre du moteur et la charge, telle qu'un accouplement ou une boîte de vitesses, entraîne la conformité. Tous ces composants sont sensibles à la chaleur, à la friction et à l’usure.

Les ingénieurs peuvent également résoudre le problème par voie électronique via l’amplificateur d’un système servocommandé.

Les filtres sont un moyen d’y parvenir. Les filtres passe-bas atténuent les vibrations comprises entre 1 000 et 5 000 hertz. Les filtres coupe-bande contrôlent les vibrations entre 500 et 1 000 hertz.

Le problème avec les filtres est qu’ils limitent votre bande passante. Cela limite la précision avec laquelle vous pouvez régler le système.

Une autre façon de résoudre le problème consiste à supprimer les vibrations. Le servoamplificateur Sigma-5 de Yaskawa dispose d'un algorithme unique à cet effet. L'algorithme peut supprimer les vibrations de 50 hertz ou moins sans compromettre la bande passante.

La clé est l’encodeur haute résolution 20 bits couplé au servomoteur. Avec plus d'un million de points par rotation de l'arbre du moteur, le codeur peut détecter même les petites vibrations transmises par une courroie ou une vis à billes.

L'algorithme prend les signaux de vitesse et de couple du codeur et ajuste le signal de commande pour le mouvement. Supposons que vous commandiez un profil trapézoïdal régulier : accélérez, courez à une certaine vitesse, puis arrêtez-vous. L'amplificateur suivra ce mouvement commandé aussi étroitement que possible. Mais, pendant le mouvement, toutes sortes de vibrations tenteront de pousser le moteur hors de sa trajectoire. L'algorithme de suppression des vibrations connaît la forme d'onde de cette vibration et ajuste le signal de commande dans la direction opposée, l'annulant essentiellement.

La suppression des vibrations réduit considérablement le temps de stabilisation, ce qui se traduit par un débit plus élevé. Cela permet également aux ingénieurs de concevoir des mécanismes plus petits et plus légers, ce qui réduit le coût global de la machine.

Moins de vibrations signifie également moins d’usure de la machine. Votre machine fonctionnera plus facilement et plus silencieusement et, au final, elle durera plus longtemps.