Applications complexes et systèmes d'entraînement sur mesure

Tout autour de nous est en mouvement : des appareils et machines aux lignes d'assemblage et portes coulissantes. Ce mouvement constant nécessite des solutions sophistiquées et fiables pour garantir un fonctionnement fluide et efficace dans diverses applications. Sander van Vliet, ingénieur mécanique au sein du département Precision Motion & Control, partage ses connaissances sur la manière dont ERIKS développe ces solutions de pointe. Il illustre également, à travers plusieurs études de cas, comment ce département collabore avec ses clients pour concevoir et mettre en œuvre des systèmes d'entraînement qui mettent en mouvement des machines et des appareils.

Les systèmes d'entraînement électriques sont présents dans presque toutes les applications. Une combinaison de mécanique et de logiciels complète ces systèmes. Le contrôle de l'entraînement est souvent une interaction entre électronique, mécanique et logiciel. Dans presque tous les projets menés par le département Precision Motion & Control, ces disciplines convergent. Par conséquent, le segment d'ingénierie de Precision Motion & Control comprend des équipes dédiées à l'électronique, à la mécanique et aux logiciels, chacune composée d'ingénieurs spécialisés.

« Alors que les ingénieurs en électronique développent et testent les systèmes de contrôle — comme la conception de circuits imprimés et les simulations électroniques — les ingénieurs mécaniques se concentrent sur la conception des composants mobiles, tels que les réducteurs, les courroies crantées et les boîtiers », explique Sander. « Les ingénieurs logiciels finalisent ensuite le processus en programmant la logique de contrôle appropriée. »

Precision Motion & Control propose une large gamme de produits et de services, allant de la fourniture de composants standard et de la personnalisation à la co-ingénierie de solutions complètes. Dans le premier cas, des produits standard sont sélectionnés pour répondre au mieux aux spécifications requises. Dans le cadre de la personnalisation, les produits standard sont adaptés aux besoins supplémentaires des clients. Pour les solutions sur mesure co-conçues, les ingénieurs d’ERIKS accompagnent le client de A à Z tout au long du processus de développement, y compris la conception, les itérations et l’implémentation finale de la solution.

L’ingénierie repose toujours sur les besoins du client. « Presque chaque demande de système d’entraînement est unique », explique Sander. « Parfois, la machine existe déjà, et le client souhaite intégrer un système d’entraînement existant ou nouveau. D’autres fois, la machine n’existe pas encore, et un système d’entraînement doit être conçu pour une implémentation ultérieure. En plus du système d’entraînement, de nombreuses exigences supplémentaires peuvent s’appliquer en fonction du secteur industriel, de l’environnement de production spécifique ou des normes de l’industrie. »

Pour maximiser les chances de succès d’un projet pour toutes les parties, ERIKS suit un processus d’ingénierie structuré :

La première étape du processus d'ingénierie consiste à évaluer la complexité et la faisabilité de la demande du client. L'équipe d'ingénierie évalue également si elle dispose des capacités suffisantes pour exécuter le projet dans les délais impartis.

Sander explique : « Il existe-t-il une solution standard ou le projet nécessite-t-il une personnalisation ? Souvent, un produit standard de nos fournisseurs suffit. Par exemple, s'il existe une combinaison moteur-boîte de vitesses qui répond aux exigences du client, c'est souvent l'option la plus efficace. Sur la base des spécifications du client, nous effectuons des analyses et des calculs pour déterminer les spécifications nécessaires du produit. Bien que cela puisse paraître simple, cela nécessite des connaissances techniques importantes, en particulier pour la sélection des moteurs : Quelle est la puissance requise ? Quels sont les accouplements et les raccordements nécessaires ? Comment le produit sélectionné sera-t-il utilisé par le client ?

Pour les projets plus importants, nous nous rendons toujours sur place pour voir où l'entraînement sera utilisé. « Une analyse de faisabilité détermine si le projet peut être réalisé. La demande du client est-elle réalisable ? Nous commençons par vérifier les problèmes courants irréalisables, tels que des besoins en énergie excessifs dans un espace restreint ou des facteurs environnementaux qui compliquent le projet. Par exemple, l'industrie alimentaire a des règles de conception strictes et des exigences en matière de matériaux pour éviter la prolifération des bactéries. Ces facteurs peuvent augmenter considérablement les coûts, ce dont nous informons les clients dès le début du processus ».

« Dans certaines applications, la résistance à l'eau et à la poussière est cruciale. Bien qu'il existe des solutions, les options offertes par les produits standard sont souvent limitées. Notre équipe d'ingénieurs apporte une valeur ajoutée en développant des boîtiers étanches sur mesure, ce qui soulage le client. Une autre question clé est de savoir comment minimiser le coût total de possession (TCO) pour le client. Par exemple, des coûts de développement plus élevés peuvent-ils réduire la consommation d'énergie, simplifier l'installation ou prolonger la durée de vie du produit ? »

Si le projet est techniquement réalisable et peut être exécuté avec succès conformément aux normes applicables et aux exigences de qualité, nous présentons une proposition de projet. Celle-ci comprend un avant-projet et une estimation des coûts, ce qui permet au client d'avoir une vue d'ensemble claire. Les composants techniques importants sont développés de manière conceptuelle et un budget pour les composants, le développement et les coûts d'assemblage est préparé. Nous établissons également une liste restreinte de fournisseurs potentiels afin d'explorer différentes solutions pour le client.

Une fois que le client a approuvé la proposition, une réunion de lancement est organisée. L'équipe d'ingénieurs commence alors à développer des concepts pour le système d'entraînement souhaité.

« L'élément central du système d'entraînement est souvent le type de moteur », explique M. Sander. « Nous concevons les composants nécessaires autour de lui. Parfois, plusieurs solutions sont possibles et nous développons plusieurs concepts afin que le client puisse choisir la meilleure option avec nos conseils. Par exemple, nous pouvons envisager des moteurs pas à pas, qui fournissent un couple élevé à faible vitesse, ou des moteurs à balais, qui fournissent une puissance élevée à grande vitesse. En fonction de l'application, nous pouvons également incorporer une réduction de vitesse pour un couple plus élevé à des vitesses plus faibles.

« Après avoir optimisé et combiné tous les composants nécessaires, le développement commence. Aujourd'hui, nous utilisons souvent des dessins en 3D, que les clients peuvent intégrer directement dans leurs systèmes existants pour en vérifier la compatibilité. Cette approche réduit les erreurs, accélère les ajustements et garantit un processus de développement plus rapide et plus rentable. »

Pour la production à grande échelle, des prototypes et une série pilote sont créés pour des essais à petite échelle. Une fois que le client a approuvé la série pilote, la production en série commence.

L'innovation est le moteur des produits et services d'ERIKS. En développant des solutions uniques, rentables et de pointe, adaptées aux défis actuels ou futurs, ERIKS se distingue dans les services industriels. La co-ingénierie est la base de chaque projet réussi, guidant les clients étape par étape, de la conception à la livraison.

Un client international fabriquant des portes intérieures pour des yachts de luxe souhaitait améliorer un système d'entraînement existant et a demandé l'avis d'ERIKS. « Pour tester la faisabilité, nous avons d'abord déterminé les spécifications et les exigences strictes du système d'entraînement », explique M. Sander. « Les yachts de luxe font souvent appel à des technologies complexes, mais l'espace est limité. Il était donc essentiel de disposer d'un système d'entraînement compact.

« Le système d'entraînement devait également éviter d'être autobloquant, ce qui est courant dans les systèmes d'entraînement compacts avec des rapports d'engrenage élevés. Sur les yachts, les portes doivent pouvoir être actionnées manuellement en cas d'urgence, par exemple en cas de panne de courant. En outre, le système devait fonctionner silencieusement, ce qui est indispensable pour les yachts de luxe. Ces exigences ont nécessité une conception sophistiquée ».

Après avoir exploré plusieurs solutions avec le client, ERIKS a affiné de manière itérative le meilleur concept. « Nous avons effectué de nombreux calculs pour créer un système compact, non autobloquant et doté de la puissance nécessaire. Le choix des matériaux était un facteur essentiel. Le métal est généralement utilisé pour les engrenages, mais il génère un bruit important. En collaboration avec nos experts en matières plastiques, nous avons sélectionné un matériau présentant une résistance similaire mais des niveaux sonores nettement inférieurs. La solution finale est vraiment unique sur le marché, et nous en sommes fiers !

De nombreux clients d'ERIKS utilisent des systèmes d'entraînement dans des environnements difficiles, où les conditions affectent considérablement les performances et la durée de vie. « Par exemple, dans le secteur agricole, le fumier peut corroder les composants. Nous concevons des systèmes étanches pour protéger les engrenages, les moteurs et les composants électroniques de ces dommages », explique M. Sander. « Dans d'autres cas, c'est le nettoyage qui pose problème. Nous avons développé des solutions avec des joints multiples pour assurer la résistance à l'eau, ce qui permet le nettoyage avec des jets d'eau à haute pression ».

« La conception d'un boîtier et d'un joint efficaces est complexe. La forme et le matériau adéquats sont essentiels à leur bon fonctionnement. Nous possédons cette expertise et  sommes impatients de la partager avec le client afin de parvenir à la solution optimale. »

Trouver le bon système d'entraînement pour une application spécifique peut présenter des défis importants. « Il est difficile de traduire les besoins et les exigences des clients en un produit final », explique M. Sander. « C'est particulièrement vrai lorsque des exigences apparemment simples nécessitent une technologie complexe. Il est essentiel de travailler en étroite collaboration avec le client afin d'identifier clairement les exigences critiques et celles qui sont moins importantes. Une bonne communication avec le client est cruciale pour le résultat. Des réunions régulières pour discuter des progrès et des ajustements nécessaires sont indispensables. Nous parvenons à une co-ingénierie efficace en impliquant le client tout au long du processus et en le faisant participer à des réunions régulières au cours desquelles notre équipe d'ingénieurs fournit des mises à jour. »

« Selon moi, la valeur ajoutée d'ERIKS réside véritablement dans notre connaissance approfondie des matériaux, des technologies et de leurs applications. Notre capacité à développer, tester et même produire des solutions en interne fait de nous un fournisseur de premier plan pour tous les types de solutions de systèmes d'entraînement. Cette combinaison unique nous permet d'impliquer pleinement nos clients dans le processus de développement. Ainsi, nous parvenons toujours à donner vie à des technologies complexes et à les appliquer avec succès en collaboration avec nos clients !