Les principales avancées dans le domaine du mouvement au cours de la dernière décennie ont concerné les systèmes de contrôle et l'électronique.

Les systèmes de positionnement actuels répondent à des exigences de production spécifiques et élevées. En effet, l'intégration personnalisée et les dernières avancées en matière de programmation de mouvement permettent d'atteindre une précision et une synchronisation exceptionnelles. De plus, les progrès réalisés dans le domaine des composants mécaniques et des moteurs aident les équipementiers à optimiser l'intégration des systèmes de positionnement multiaxes.

progrès mécaniques pour les étapes

Considérons comment les platines traditionnelles combinent des axes linéaires en actionneurs XYZ. Dans certains cas (mais pas tous), ces conceptions cinématiques en série peuvent être encombrantes et présenter des erreurs de positionnement cumulatives. À l'inverse, les systèmes intégrés (qu'ils adoptent le format d'une platine cartésienne ou d'autres configurations comme les hexapodes et les plateformes Stewart) produisent un mouvement plus précis, piloté par des algorithmes de contrôle, sans accumulation d'erreurs.

Les platines à vis classiques (avec moteur et engrenage à une extrémité) sont faciles à mettre en œuvre lorsque la charge utile ne nécessite pas d'alimentation propre et que la longueur totale n'est pas un problème. Dans le cas contraire, l'engrenage peut être intégré à la platine, côté moteur, de sorte que seule la longueur du moteur influe sur l'encombrement total de la platine de positionnement.

Au besoin, les systèmes cartésiens permettent également de minimiser les erreurs grâce à l'intégration préalable de composants spécifiques, tels que des moteurs linéaires. Ces derniers sont actuellement largement utilisés dans les machines de production pour le conditionnement à grande vitesse.

Certains de ces sous-composants adoptent des formes qui remettent en question les conceptions traditionnelles de la morphologie scénique. « Des sections de moteur linéaire incurvées permettent de réaliser des boucles ovales complètes de transmission de puissance. Ici, des galets de guidage maintiennent l'élément mobile à des distances précises des aimants pour une transmission de force optimale. Des matériaux de roues et des conceptions de roulements spéciaux sont nécessaires pour atteindre les taux d'accélération élevés — des systèmes de mouvement impossibles il y a encore quelques années. »

Sur les plateformes de positionnement plus petites, des dispositifs de retour d'information plus précis, des moteurs et des entraînements efficaces, ainsi que des roulements plus performants améliorent les performances, notamment dans les plateformes de nanopositionnement avec moteurs à entraînement direct intégrés, par exemple.

Par ailleurs, des versions personnalisées de composants rotatifs-linéaires traditionnels permettent de réduire les coûts. Pour les applications grand format, il est possible d'assembler des étages à servo-courroie sans limitation de longueur. L'alimentation de tels étages à longue course par des moteurs linéaires peut s'avérer trop onéreuse, et leur alimentation par vis ou courroies conventionnelles peut présenter des difficultés.

Le choix entre une solution sur mesure et une solution standard dépend essentiellement des exigences de l'application. Si une solution standard est disponible et répond à toutes les exigences, c'est le choix évident. En général, les solutions personnalisées sont plus coûteuses, mais parfaitement adaptées à l'application concernée.

Progrès dans l'électronique des platines de positionnement

L'électronique, grâce à un faible bruit de rétroaction et à des amplificateurs de puissance plus performants, contribue à améliorer les performances de la platine de positionnement, tandis que les algorithmes de contrôle optimisent la précision et le débit. En bref, les systèmes de contrôle offrent aux ingénieurs un choix plus vaste que jamais pour la mise en réseau et la correction des mouvements des axes de la platine de positionnement.

Les intégrateurs de lignes de conditionnement actuelles n'ont plus le temps de développer des fonctions multi-axes sur mesure. Ces ingénieurs recherchent simplement des robots capables de communiquer et un flux de produits simple à travers une série de postes de travail. De plus en plus souvent, la solution réside dans des systèmes de contrôle dédiés, notamment parce qu'ils sont bien plus économiques qu'il y a dix ans.

Les applications stimulent l'innovation en phase de positionnement

Plusieurs secteurs industriels — semi-conducteurs et électronique, médical, aérospatial et défense, automobile et fabrication de machines — sont à l'origine de changements dans les plateformes et les portiques actuels.

Bien que les fabricants proposent des solutions sur mesure à tous les secteurs, ce sont les industries de haute technologie (comme le médical, les semi-conducteurs et le stockage de données) qui privilégient les étapes de développement plus spécialisées. Cette demande est principalement motivée par la recherche d'un avantage concurrentiel.

D'autres ont une vision légèrement différente. Le besoin en composants de mouvement compacts et de haute précision est croissant pour les applications en recherche avancée, en sciences de la vie et en physique. FUYU propose désormais des platines de mouvement compactes et de haute précision, telles que la série Miniature Precision (MP), pour les applications scientifiques les plus exigeantes.

La miniaturisation à grande échelle des produits industriels a indéniablement orienté la conception, dès la phase de positionnement, vers la personnalisation. Le marché de l'électronique grand public est un moteur de cette miniaturisation, notamment en ce qui concerne le conditionnement, avec des téléphones et des téléviseurs plus fins, par exemple. Cependant, ces appareils plus petits offrent des performances accrues, comme une capacité de stockage plus importante et des processeurs plus rapides. Pour obtenir de meilleures performances, il est nécessaire d'automatiser les étapes de production de manière plus rapide et plus précise.

Cependant, les exigences en matière de conditionnement et de couplage optique sont bien inférieures au micromètre. Concilier ces tolérances avec les impératifs de cadence de production en grande série représente un défi d'automatisation de taille. Dans de nombreux cas, la ou les étapes de production – voire, plus important encore, la solution d'automatisation complète – doivent être conçues sur mesure pour répondre précisément aux besoins du client final.