A2V développe un variateur EtherCAT sur mesure pour bras robotique 6 axes dans le secteur nucléaire
Une carte compacte et personnalisée, basée sur un variateur Elmo TWITTER 80 A sélectionné pour son extrême compacité et sa très faible dissipation thermique, intégrant EtherCAT, gestion resolver, connectique spécifique et pilotage de moteurs BLDC sous 48 Vdc.
En bref
| Client | Acteur industriel du secteur nucléaire, anonymisé |
|---|---|
| Secteur | Nucléaire, robotique spéciale, machines industrielles critiques |
| Application | Bras robotique 6 axes |
| Solution A2V | Variateur sur mesure basé sur Elmo TWITTER 80 A, avec communication EtherCAT, gestion resolver et connectique imposée |
| Motorisation | Moteurs BLDC pilotés sous 48 Vdc, courants applicatifs de 16 à 35 Arms selon les axes |
| Fonctions intégrées | Elmo TWITTER 80 A, EtherCAT IN / OUT, RS232, resolver, E/S 24 V, STO, entrées analogiques, alimentation puissance et auxiliaire |
| Projet | Implantation 3D, design carte, fabrication, essais finaux avant livraison |
| Budget et délai | Environ 5 000 € ; premières pièces reçues en environ 3 mois |
Contexte du projet
Dans le cadre d’une application de bras robotique 6 axes destinée au secteur nucléaire, le client recherchait un variateur moteur compact, personnalisable et directement intégrable dans son architecture machine. L’environnement d’utilisation imposait une solution fiable, robuste et adaptée à une intégration mécanique fortement contrainte.
L’application devait piloter plusieurs moteurs BLDC alimentés en 48 Vdc, avec des niveaux de courant de 16 à 35 Arms selon les axes. Le système devait également s’intégrer dans une architecture de communication temps réel EtherCAT et exploiter un retour position par resolver.
Le besoin client
Le client ne souhaitait pas adapter mécaniquement un variateur standard après coup. Il avait besoin d’une carte personnalisée, compatible avec son architecture électrique et mécanique, et équipée d’un type de connecteur imposé afin de faciliter l’intégration dans le bras robotique.
Les contraintes principales portaient sur la communication EtherCAT, la gestion du resolver, le pilotage de moteurs BLDC sous 48 Vdc, l’intégration d’une connectique de puissance spécifique, la dissipation thermique et la validation de l’encombrement avant lancement des fabrications.
La réponse A2V
A2V a d’abord procédé à une implantation 3D complète du variateur afin de valider l’architecture mécanique, la position des connecteurs, la plaque de dissipation et l’encombrement global. Cette étape a permis de sécuriser l’intégration avant de lancer le design de la carte électronique.
Après validation de l’implantation, A2V a réalisé le design de la carte puis les essais finaux avant livraison. La solution s’appuie sur un variateur Elmo TWITTER 80 A, retenu pour son extrême compacité, sa très faible dissipation thermique et ses performances de pilotage dans une architecture robotique multi-axes.
L’ensemble reprend les interfaces nécessaires au bus EtherCAT, à la gestion du resolver, aux entrées/sorties et aux fonctions de sécurité.
Points clés de la solution
- Carte personnalisée basée sur un variateur Elmo TWITTER 80 A pour associer compacité, faible dissipation thermique et intégration simplifiée dans un bras robotique 6 axes.
- Communication EtherCAT IN / OUT pour intégration dans une architecture multi-axes temps réel.
- Gestion du resolver pour le retour position moteur.
- Pilotage de moteurs BLDC sous 48 Vdc, avec des courants applicatifs de 16 à 35 Arms.
- Connectique de puissance imposée par le client, dont un connecteur prévu pour des fils de 6 mm².
- Implantation 3D préalable pour valider l’encombrement, la dissipation et l’accessibilité des connecteurs.
- Dimensions indicatives de l’ensemble : environ 69 × 48 × 47 mm.
Caractéristiques techniques principales
| Alimentation application | 48 Vdc |
|---|---|
| Plage de puissance carte | 10 à 75 Vdc selon configuration technique |
| Courant application | 16 à 35 Arms selon les axes |
| Capacité courant carte | Variateur Elmo TWITTER 80 A ; jusqu’à 56,5 A RMS continu, amplitude jusqu’à 80 A |
| Communication | EtherCAT, RS232 |
| Feedback | Resolver ; compatibilité avec d’autres retours selon architecture |
| Entrées / sorties | 6 entrées digitales 24 V, 4 sorties digitales 24 V, entrées analogiques ±10 V et 0-3 V |
| Sécurité | Entrées STO 24 V |
| Encombrement indicatif | Environ 69 × 48 × 47 mm |
Bénéfices obtenus
| Intégration facilitée | La connectique imposée et l’implantation 3D ont permis de sécuriser l’intégration du variateur dans le robot. |
|---|---|
| Architecture adaptée | La carte répond aux besoins de communication EtherCAT, de pilotage BLDC et de gestion resolver. |
| Compacité | Le choix du variateur Elmo TWITTER 80 A permet de conserver une solution très compacte avec une très faible dissipation thermique. |
| Réduction du risque projet | La validation 3D avant routage a limité les risques d’erreur mécanique et d’implantation. |
| Délai maîtrisé | Les premières pièces ont été obtenues en environ 3 mois pour un budget projet d’environ 5 000 €. |
Ce que ce projet démontre
Cette réalisation illustre la capacité d’A2V Mécatronique à transformer une base variateur performante, ici un Elmo TWITTER 80 A, en une carte réellement adaptée à une intégration client spécifique.
La valeur ajoutée repose sur la maîtrise combinée de l’implantation mécanique, de la connectique, de la dissipation thermique, du design PCB et des essais fonctionnels.
Le projet démontre également la capacité d’A2V à intervenir rapidement sur des développements de cartes spécifiques pour des applications robotiques exigeantes, avec un niveau de personnalisation cohérent avec les contraintes d’intégration terrain.
« L’enjeu était de transformer une architecture variateur performante en une solution directement intégrable dans un bras robotique 6 axes, avec la bonne connectique, la bonne implantation mécanique et les interfaces attendues par le client. »
Fiche projet
| Client | Acteur industriel du secteur nucléaire, anonymisé |
|---|---|
| Application | Bras robotique 6 axes |
| Technologie | Variateur sur mesure basé sur Elmo TWITTER 80 A, avec EtherCAT, resolver et E/S intégrées |
| Motorisation | Moteurs BLDC 16 à 35 Arms sous 48 Vdc |
| Interfaces | EtherCAT, RS232, resolver, E/S 24 V, STO, entrées analogiques |
| Contribution A2V | Choix et intégration du variateur Elmo TWITTER 80 A, implantation 3D, design de la carte, adaptation connectique, fabrication et essais finaux |
| Budget | Environ 5 000 € |
| Délai | Environ 3 mois jusqu’à la réception des premières pièces |
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