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Découvrez le prototypage virtuel avec

LabVIEW NI SoftMotion et SolidWorks

Maxime RENAUD

Ingénieur marketing

National Instruments

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Sommaire

• Les défis de la mécatronique

• Prototypage virtuel

• Avantages économiques et techniques du prototypage

virtuel

Conception et validation des profils de commande d’axes

Simulation du système de commande d’axes

Dimensionnement des moteurs et des composants mécaniques

Développement parallèle

Déploiement du système de contrôle

• Prototypage virtuel avec NI SoftMotion pour SolidWorks

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Composantes d’un système mécatronique

Mécanique• Cinématique

• Dimensionnement

• Placement des capteurs et actionneurs

Électronique• Type de moteur

• Dimensionnement des moteurs

• Choix des capteurs

Contrôle/commande• Logique, cadencement,

séquencement

• Commande d’axes

Système embarqué• PAC, automates, ordinateur

monocarte, ou personnalisé

• Interface de puissance et système de commande d’axes

• Sélection des modules d’E/S

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Les défis de la mécatronique

• Connaissances pluridisciplinaires requises

• Beaucoup d’outils de conception

• Interactions entre les outils

• Passer du prototype à la plate-forme de déploiement

• Coût élevé des prototypes physiques

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Prototypage virtuel

• Simuler l’aspect mécanique,

électronique et le système

de contrôle de votre système

• Évaluer différentes solutions avant de construire un

prototype coûteux

Mécanique

Électronique

Contrôle /

commande

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Avantages

• Visualiser le système

• Concevoir et valider la

cinématique

• Calcul des temps de

cycle machine

• Calculer les efforts et

les contraintes

• Dimensionner des

moteurs

• Estimer le coût

• Communiquer avec les

clients

• Découvrir l’inconnu

• Accélérer les choix de

conception

• Améliorer la

communication des

équipes

Économiques Techniques

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Conception

électroniqueDéfinition du

système

Conception

mécanique

Contrôle/

commande

Conception

embarquée

Conception du

système de test

en production

Production

Support

et

service

Prototype

virtuel

Prototype

physique

• Cycle de développement réduit

• Améliore la qualité, la fiabilité et les performances

• Augmente l’innovation

Développement parallèle et amélioration de

la communication

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NI SoftMotion pour SolidWorks

• Contrôle/commande

• Intégration des E/S

• Cibles embarquées

• Intégration de vision

• Communication industrielle

SolidWorks

• Conception mécanique 3D

• Assemblages mécaniques

• Simulation mécanique

• Analyse vibratoire

• Charges répétées

Outils de conception de prototype virtuel

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Conception et validation des profils de

commande d’axes

• Simuler et visualiser précisement des

profils de mouvements et la logique

• Détecter des collisions

• Estimer des temps de cycle

• Comparer plusieurs concepts

• Identifier les problèmes de conception

combinant la mécanique et l’électronique

• Prévenir des erreurs de conception

coûteuses

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Choix des moteurs et des composants

mécaniques

• Estimation précise des efforts et des

contraintes du système

• Estimation des temps de boucle

• Analyse fréquentielle, modes propres

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Interfaçage entre LabVIEW et SolidWorks

Configurer un assemblage SolidWorks pour la simulation

• Créer un modèle 3D de CAO

• Définir les liaisons mécaniques

• Définir les éléments de la simulation

Interfacer NI LabVIEW à SolidWorks

• Créer un projet LabVIEW

• Ajouter l’assemblage SolidWorks

• Créer des axes NI SoftMotion

• Concevoir le profil de commande d’axes

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Modèle CAO du système

Prototypage virtuel avec le module NI

SoftMotion pour LabVIEW et SolidWorks

Projet LabVIEW

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Module LabVIEW NI SoftMotion

• Blocs de fonctions basés sur

PLCopen

• Pour les applications simples

à un axe jusqu’à des profils

de commande complexes en 3D

• Connectivité directe à des centaines d’interfaces de puissance

pour la commande de moteurs

• Intégration des modèles SolidWorks

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Démonstration

Interfaçage entre NI LabVIEW et SolidWorks

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Déploiement du système de contrôle

• Déploiement sur un CompactRIO

• Déploiement sur des automates

• Passage du prototype virtuel au matériel de commande d’axes

depuis le projet LabVIEW

• Pour les automates, réécriture du code en se basant sur les blocs

de fonctions PLCopen

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Présentation du CompactRIO Contrôleur d’Automatisme Programmable(PAC)

• Robustesse et fiabilité des automates

• Flexibilité et performances du PC

• Matériel personnalisé via le FPGA

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Architecture d’un système NI CompactRIO

I/O I/O

I/O

I/O

I/OI/O

I/O

I/O

Rea

l-T

ime

Co

ntr

olle

r

Contrôleur temps-réelFPGA reconfigurable

Modules d’E/SConnectivity ADC

Signal Conditioning

• Modules d’E/S : conditionnement du signal intégré et connexion directe des capteurs

• FPGA reconfigurable : E/S rapides, cadencement, déclenchement et contrôle personnalisés

• Contrôleur temps réel pour l’analyse, le contrôle et la communication avec l’hôte

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Développement d’une application CompactRIO

avec LabVIEW

CompactRIO

Cible FPGA, temps

réel

1. Développement sur

l’ordinateur hôte

2. Téléchargement sur la cible

3. Déploiement pour des

applications autonomes ou avec une

communication Ethernet avec l’hôte

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Applications industrielles utilisant NI CompactRIO

Contrôle de machines

•Conditionnement/traitement Contrôle industriel haute vitesse,

contrôle par lot, contrôle discret

•Contrôle de machines lourdes Traitement du signal temps réel,

contrôle d’électronique de puissance et de systèmes hydrauliques

•Semiconducteur/médical Inspection personnalisée en

commande d’axe et vision, manutention de matériel

Surveillance de machines

• Surveillance d’état de machines Analyse d’ordre de roulements,

contrôle de lubrification, refroidissement, combustion, …

• Mobile/portable DSA, NVH Bruit, vibration, rudesse, analyse de

signaux dynamiques, acoustique

• Acquisition distribuée Contrôleur avec des nœuds d’E/S

distribués par Ethernet/Sans fil

Acquisitions embarquées

• Acquisition de données embarquées Automobiles, motos, avions, trains

• Cellules de test d’ECU et de

moteurs Test HIL de moteurs et de calculateurs,

simulation de capteurs avec FPGA

• Prototypage de contrôle rapide Prototypage de contrôle

automobile/aérospatiale

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Du prototype virtuel au déploiement

Modèle 3DProjet LabVIEW

CompactRIO et matériel NI Motion

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• Réduire le nombre de

prototypes physiques

• Réutiliser le code entre les

différentes phases de conception

• Réduire le temps de développement

• Plus de temps pour la conception et la

validation

• Réduire le temps de mise sur le marché

Cycle de conception et de mise sur le

marchéAnalyser

Co

ncevo

ir

Construire

Teste

r

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Pour plus d’informations

• http://www.ni.com/mechatronics/f

• http://www.ni.com/fr