Toujours plus rapide, toujours plus précis : telles sont les deux avancées de la nouvelle génération de servos (S-V) d’Omron, développée dans le cadre d’un partenariat avec Yaskawa. Il ne faut pas plus de 4 ms pour obtenir un positionnement avec une précision de 1 µm.
Après le Sigma-2, puis le Sigma-3, voici le… Sigma-5 (S-V). Pas de Sigma-4, donc. « Nous avons voulu signifier que le Sigma-5 constitue un saut technologique majeur dans les commandes de moteurs », commente Toshihiro Sawa, General Manager de la division Motion Control de Yaskawa, qui a développé ce produit dans le cadre de son partenariat avec Omron. En fait, le nom attribué à ce “saut de génération” a une autre explication, plus prosaïque. En Japonais, “4” a un homonyme qui signifie “mort”. Les responsables japonais ont donc préféré éviter de donner le fouet pour se faire battre. Quoi qu’il en soit, le Sigma-5 constitue réellement une avancée : « Il assure une grande précision de positionnement (de jusqu’à 10 nm), avec un temps d’établissement 12 fois plus court que celui obtenu avec d’autres produits de notre gamme », explique M. Sawa. La bande passante de la boucle “vitesse” est de 1,6 kHz (c’est parmi ce qui se fait de mieux sur le marché, selon Yaskawa), autorisant une stabilisation du positionnement en moins de 4 ms, là où il fallait jusqu’à 50 ms pour les servo de la génération précédente. Concrètement, une machine de câblage automatique de composants électroniques qui posait 1 000 fils à la minute avec le S-III en posera 1 200 avec le S-V.
Conjuguée avec la bande passante de la boucle, la grande puissance de calcul (215 MIPS) a permis de réduire de moitié le niveau du cogging (c’est-à-dire les à-coups) et des oscillations. 5 algorithmes différents (sélectionnés automatiquement) contribuent par ailleurs à réduire les vibrations de manière importante (dans un rapport 10) et dans une large gamme de fréquences (jusqu’à 5 kHz) : la charge déplacée est donc plus stable et le fonctionnement est plus silencieux.
Quant à la grande précision du positionnement, elle est assurée par la sortie d’un codeur incrémental ou absolu (équipé d’une pile d’une autonomie de 5 ans) d’une résolution de 20 bits, soit 1 million d’impulsions par tour. A noter que le codeur dispose d’une mémoire interne dans laquelle sont mémorisées toutes les caractéristiques du moteur sur lequel il est monté.
Dans l’absolu, la précision du positionnement dépend bien évidemment des caractéristiques mécaniques de la machine. Typiquement, elle est de 1 µm mais elle peut atteindre 10 nm dans certains cas.
Pour le reste, Yaskawa/Omron indique avoir fait un gros effort pour simplifier les réglages et la mise en route. « Avec le S-V, il faut environ 2 heures pour régler une machine 2 axes, alors qu’habituellement, il faut un jour, voire deux. Et surtout, grâce à l’aide des algorithmes d’autoréglage, il n’est pas nécessaire d’être un expert », indique M. Sawa.
Ajoutons enfin que le servo-drive est doté de fonctions de sécurité intégrées, permettant de réaliser des arrêts de catégorie 0 (coupure de la puissance), 1 (rampe de décélération suivie d’une coupure de la puissance) ou 2 (rampe de décélération suivie d’un arrêt contrôlé).
En plus des amplificateurs et des codeurs, la gamme Sigma-V comprend des moteurs (aussi bien rotatifs que linéaires), couvrant des puissances de 50 W à 15 kW. 5 nouvelles familles de moteurs rotatifs ont été introduites (déclinées en 42 tailles de 50 W à 15 kW) ainsi que 3 familles de moteurs linéaires (de 40 N à 7 500 N).