Plusieurs axes de servocommande

La synchronisation de plusieurs axes est l'un des principaux défis de l'automatisation industrielle moderne. Les demandes croissantes de productivité, de précision et de flexibilité des lignes de production poussent les fabricants de machines à s'appuyer de plus en plus sur des systèmes d'entraînement avancés et des contrôleurs PLC dotés de fonctionnalités de contrôle de mouvement. Siemens, en tant que fournisseur d'un écosystème complet — des contrôleurs PLC et servomoteurs à l'environnement d'ingénierie TIA Portal — fournit des outils complets qui permettent la conception de systèmes multiaxes simples et très complexes.

Les machines industrielles modernes, en particulier dans des secteurs tels que l'emballage, l'assemblage, le traitement des matériaux et la logistique, nécessitent un mouvement parfaitement synchronisé de plusieurs axes. Atteindre un haut niveau de précision nécessite l'utilisation d'algorithmes de mouvement avancés, la communication à grande vitesse entre le contrôleur et les lecteurs, et du matériel soigneusement sélectionné capable de fournir ces fonctions.

1. Servomoteurs SINAMICS

Fondement de la synchronisation des axes

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Un lecteur rentable pour les applications à axe unique et multiaxe

SINAMICS S200 est un servomoteur conçu pour les applications typiques d'assemblage, d'emballage, de prélèvement et de place et les machines de production simples. Il prend en charge les modes de contrôle de position, de vitesse et de couple, fonctionne avec des codeurs absolus, s'intègre au réseau PROFINET IRT et est entièrement compatible avec les contrôleurs S7‑1200 G2 et S7-1500, y compris les versions technologiques. Dans les systèmes multiaxes, il fonctionne particulièrement bien en tant qu'axe esclave.

2. Contrôleurs

Respect des exigences de synchronisation des axes

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Une plateforme de contrôle économique avec fonctionnalité de contrôle de mouvement

Les contrôleurs SIMATIC S7‑1200 de deuxième génération offrent une puissance de calcul considérablement accrue, la prise en charge de la synchronisation des axes, le cammage électronique et le positionnement. Ils s'intègrent nativement aux variateurs SINAMICS S200 et S210, permettant la mise en œuvre de systèmes multiaxes de base tout en maintenant une haute précision.

3. Aspects clés

Synchronisation des axes

Synchronisation électronique — Engrenage électronique

La synchronisation permet la réplication d'une connexion mécanique entre deux arbres. L'axe esclave suit l'axe maître avec un rapport d'engrenage défini. Cette fonctionnalité est essentielle dans les machines d'impression, d'emballage et de convoyage.

Caméras électroniques — Caméra électronique

Les caméras électroniques définissent la relation entre les mouvements d'axe de manière non linéaire. Ils permettent un contrôle précis des couteaux de coupe, des modules d'emballage et des postes de formage. TIA Portal fournit un environnement graphique pour créer et configurer des profils de caméras électroniques.

Interpolation multiaxe

L'interpolation est essentielle dans les applications CNC, la découpe laser, l'impression industrielle et les manipulateurs de prélèvement et de place avancés. Les contrôleurs SIMATIC S7‑1500T permettent l'interpolation linéaire, circulaire et multiaxe.

Cinématique robotique

Les contrôleurs T‑CPU permettent la configuration des robots cartésiens, SCARA, delta et personnalisés en définissant la structure cinématique. Les calculs de cinématique inverse sont effectués automatiquement par le contrôleur.

4. Intégration TIA Portal

Avantage d'un écosystème unique

L'écosystème Siemens TIA Portal

Au sein d'un seul projet, les PLC, les IHM, les lecteurs et les réseaux peuvent être conçus et gérés ensemble. Tous les composants partagent des diagnostics unifiés, un modèle de données commun et une compatibilité mutuelle totale.

Temps de mise en service réduit

Les assistants automatiques pour les axes, les cames et la cinématique, ainsi que les blocs de mouvement prêts à l'emploi, réduisent considérablement le temps de mise en service de la machine.

Coût de propriété réduit

Un environnement d'ingénierie unique, un fournisseur et une documentation unifiée simplifient considérablement l'entretien, la modernisation et le support technique.

Cybersecurity

Les contrôleurs TIA Portal et S7, ainsi que les derniers systèmes d'entraînement, offrent des mécanismes de protection avancés tels que la communication sécurisée, les rôles des utilisateurs, le cryptage et les certificats — tout ce qui est nécessaire pour répondre aux exigences de la directive NIS2.

Exemples d'applications de synchronisation

Machines d’emballage

synchronisation des modules de film, découpe et formage

PCB dans la machine de cueillette et de place dans l'usine d'assemblage de PCB

Cueillette et place

synchronisation dynamique de mouvement, interpolation multiaxe et cinématique delta

Référence client MAKA - Centre d'usinage CNC MAKA PM 270 dans une installation industrielle, montré avec panneau de commande et table de travail de précision pour le traitement automatisé des matériaux.

Traitement des matériaux

contrôle en temps réel de plusieurs axes de mouvement

Une machine à portique multibroches chez NWI Aerostructures.

Robots à portique cartésiens

Cinématique cartésienne et interpolation multidimensionnelle

Summary

La synchronisation de plusieurs axes d'entraînement est un élément clé des systèmes d'automatisation modernes. En fournissant un écosystème complet — contrôleurs PLC, entraînements SINAMICS, moteurs SIMOTICS et environnement d'ingénierie TIA Portal — Siemens permet la conception de systèmes offrant les plus hauts niveaux de précision, de flexibilité et de performance. Une plateforme unifiée simplifie l'intégration, raccourcit le temps de mise en service, assure la stabilité du système et réduit les coûts d'exploitation. En conséquence, les ingénieurs peuvent développer des machines qui répondent aux normes industrielles les plus exigeantes.

Bartosz Toczko
Siemens Sp. z o.o.
décembre 2026