Une transmission fluide des données même en cas de vibrations

Les forces et les couples qui s’exercent sur les machines et les systèmes, notamment au niveau des axes, doivent être contrôlés en permanence. C’est là la seule façon de garantir un fonctionnement sûr et précis. Dans cette optique, la méthodologie consistant à utiliser des jauges de déformation a fait ses preuves. Toutefois, en raison de la taille très réduite des capteurs, la connectique nécessite elle aussi d’être miniaturisée. En même temps, la transmission des données doit rester stable, même en cas de vibrations. Pour ses capteurs, l’entreprise allemande ME-Meßsysteme GmbH, située à Hennigsdorf dans le Brandebourg, s’appuie donc sur les connecteurs de la gamme Fischer MiniMax™ Series, connus pour leur compacité et leur robustesse.

Des données de mesure fiables sont essentielles pour garantir le fonctionnement sûr et efficace des systèmes et des machines utilisés dans les domaines de la robotique, du médical ou encore de l’industrie automobile. Les données sur les forces et les couples qui s’exercent au niveau des axes sont, à cet égard, particulièrement importantes. C’est pour cela que les capteurs K6D de ME-Meßsysteme s’appuient sur une combinaison de six jauges de déformation indépendantes, montées en pont complet. Grâce aux signaux envoyés par ces six jauges, les forces dans les trois axes de l’espace ainsi que les trois moments autour de ces axes sont calculés précisément au moyen d’une règle de calcul spécifique. Ces dernières années, les exigences en termes de précision des mesures et de temps de réponse des capteurs n’ont cessé de croître. Offrant un énorme avantage en matière de vitesse de conversion des signaux, les technologies analogiques sont celles que l’on privilégie généralement dans la pratique. Outre leur grande précision, elles garantissent également des temps de réponse très courts: un aspect essentiel quand il est question de processus rapides ou robotisés.

Les capteurs de force à six axes utilisent les puissants et robustes connecteurs MP11 de la gamme Fischer MiniMax™ Series.

 

La transmission, vers l’ordinateur de commande, des petits signaux analogiques sensibles provenant du processus doit se faire de plus en plus vite. C’est là un défi majeur, en particulier pour les capteurs à faibles proportions mécaniques et intégrant plusieurs dimensions – et c’est notamment le cas pour le connecteur situé entre le capteur et le module de transmission. La jonction entre le connecteur et le capteur est la partie la plus critique de tout le système. En effet, les vibrations ou les mouvements au niveau des soudures peuvent provoquer une perte de connexion, avec pour résultat des erreurs de mesure et une immobilisation des machines pour y remédier: deux écueils que l’on préférerait éviter. Ce problème de connexion est particulièrement critique dans le cas des capteurs de force/couple, comme par exemple les capteurs K6D de ME-Meßsysteme. Au total, vingt-quatre contacts (6x4) sont nécessaires pour connecter les jauges de déformation. Pour répondre aux exigences de miniaturisation, les connecteurs doivent être de plus en plus petits, tout en restant puissants. Jusqu’à présent, une transmission fiable des signaux émis par les jauges de déformation n’a été possible qu’en utilisant un seul connecteur par jauge. Avec les capteurs de force/couple, il a donc fallu relever le défi d’intégrer les vingt-quatre contacts dans un seul et unique connecteur. Parallèlement à cela, le poids des connecteurs a dû être réduit afin de garantir une fiabilité maximale des contacts, même en cas de fortes accélérations et vibrations. Les connecteurs conventionnels ne répondent généralement pas aux exigences d’une telle application, étant soit sensibles aux vibrations, soit non étanches aux liquides, ou encore trop lourds ou d’un montage trop complexe. Les connecteurs de la gamme Fischer MiniMax™ Series permettent de résoudre ces problèmes.

 

ENJEUX ET OPPORTUNITÉS

Petit connecteur, grand impact

Les puissants et robustes connecteurs MP11 de la gamme Fischer MiniMax™ Series équipent les capteurs de force à six axes. Ce qui fait la spécificité de ces connecteurs c’est que, lors de l’assemblage des câbles, chaque brin est encapsulé plusieurs fois et la gaine du câble est surmoulée au moyen d’une technologie de moulage spécifique, permettant ainsi d’éviter les variations de résistance en cas de vibrations ou de mouvements des câbles. Lorsqu’il est soumis à des contraintes thermiques et mécaniques, le câble allant du capteur à l’amplificateur doit présenter un comportement stable en termes de résistance. Pour cela, on utilise généralement un câble de conception spéciale, compatible avec les chaînes porte-câbles, ainsi qu’un processus de moulage spécifique. Cette combinaison offre une excellente résistance aux vibrations.

Ce système de connectique permet également de brancher et de débrancher le câble d’interconnexion en toute sécurité et fiabilité. Les techniciens gagnent ainsi un temps précieux lors de l’assemblage, de l’installation, de l’entretien ou de l’étalonnage du système. En outre, les connecteurs MiniMax se distinguent par leur légèreté, leur très faible encombrement et leur étanchéité aux liquides jusqu’à IP68.

La société ME-Meßsysteme propose également d’autres capteurs, encore plus petits: le capteur de force/couple à trois axes K3R et le capteur de force à trois axes K3D. Elle était donc également à la recherche d’une solution adaptée aux exigences de ces capteurs. Le K3R et le K3D mesurent les forces sur les axes X, Y et Z. Pour cela, douze contacts sont nécessaires, à savoir quatre par jauge de déformation. Pour ces applications, encore plus petites que le K6D, il fallait à nouveau trouver une solution spéciale. Grâce à ses connecteurs MiniMax, Fischer Connectors a pu, là aussi, proposer une solution adaptée à la spécificité et à la taille très réduite de ces capteurs. Cela a nécessité de réduire encore le diamètre du bloc de contacts, de 8 mm à 6 mm. Les douze contacts offrent les mêmes avantages, sur les trois axes de mesure, que ceux de la famille de capteurs K6D. Même le plus petit des connecteurs de la gamme Fischer Minimax™ Series garantit une transmission robuste du signal. Quant aux vibrations émises par les machines, elles n’ont aucune influence sur les résistances de transmission et donc sur la stabilité du signal.

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« Par le passé, nous avions essayé divers connecteurs, de fabricants différents, mais, à chaque fois, nous nous étions heurtés aux mêmes problèmes: soit les connecteurs étaient sensibles aux vibrations, soit ils n’étaient pas étanches aux liquides, ou encore ils étaient trop lourds ou d’un montage trop compliqué. Lorsque nous avons découvert les connecteurs de la gamme Fischer MiniMax™ Series, nous avons compris que nous avions enfin trouvé LA solution qu’il nous fallait. Ce qui nous a particulièrement séduits dans les connecteurs MiniMax, c’est leur légèreté, leurs dimensions très compactes et leur résistance aux liquides conformément à la norme d’étanchéité IP68. »

Dr. Holger Kabelitz, Directeur général de ME-Meßsysteme GmbH

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LE PROJET EN BREF

Description du projet

Pour garantir un fonctionnement sûr et précis des machines et des systèmes, les forces et les couples qui s’exercent, notamment au niveau des axes, doivent être contrôlés en permanence. La méthodologie consistant à utiliser des jauges de déformation a fait ses preuves. Toutefois, en raison de la taille très réduite des capteurs, la connectique nécessite elle aussi d’être miniaturisée. Quant à la transmission des données, elle doit rester stable, même en cas de vibrations. C’est pour cela que les capteurs K6D de ME-Meßsysteme s’appuient sur une combinaison de six jauges de déformation indépendantes, montées en pont complet. Grâce aux signaux envoyés par ces six jauges, les forces dans les trois axes de l’espace ainsi que les trois moments autour de ces axes sont calculés précisément au moyen d’une règle de calcul spécifique. Ces dernières années, les exigences en termes de précision des mesures et de temps de réponse des capteurs n’ont cessé de croître.

Les connecteurs de la gamme Fischer MiniMax™ Series sont parfaitement adaptés à ce type d’applications. En effet, de conception compacte, ils sont suffisamment petits pour pouvoir s’intégrer facilement dans les capteurs, tout en offrant le nombre de contacts nécessaires, en étant étanches aux liquides jusqu’à IP68 et en garantissant une transmission fiable des données même en cas de vibrations.

Principaux enjeux

  • Nécessité d’intégrer plusieurs contacts dans un espace très restreint
  • Résistance aux liquides
  • Transmission fiable des données, même en cas de vibrations

Principaux critères techniques

Robustesse, fiabilité, longévité, faible encombrement

 

LA SOLUTION

Solution de connectivité choisie

Fischer Minimax™ Series

Avantages commerciaux

  • Robustesse
  • Longévité
  • Fiabilité
  • Faible encombrement