Contexte
L'asservissement d'un axe maintient la position et la vitesse conformes à la consigne, même lorsque la mécanique évolue. Autrement dit, ce qui change côté machine ne se lit presque pas dans le mouvement. Ce qui change, c'est l'effort nécessaire pour le produire. Les variations de charge, l'évolution des frottements et les efforts de coupe ou de serrage se manifestent dans le courant de l'axe. Lire ce signal est simple, en isoler la part utile beaucoup moins. À chaque instant, l'essentiel du courant sert à déplacer l'axe le long de la trajectoire commandée. Ce qui mérite attention est le reste, et l'isoler exige une référence : le couple qu'aurait demandé le seul mouvement.
Ce que nous avons validé
Nous avons construit un modèle qui estime le courant de l'axe, grandeur proportionnelle au couple, à partir des signaux de mouvement dont le variateur dispose déjà : vitesse de consigne et vitesse réelle, accélération et position. Aucun capteur supplémentaire n'intervient. L'écart entre le courant mesuré et l'estimation correspond alors au couple que la consigne de mouvement n'explique pas. Le modèle s'appuie sur la famille de techniques d'apprentissage automatique légères (reservoir computing) que nous mettons en œuvre dans l'ensemble de nos projets. La validation repose sur des données d'usinage publiques.
Ce que la validation montre
Le courant de l'axe a pu être reproduit sur des passes d'usinage que le modèle n'avait jamais vues. Ce qui échappe à cette reproduction est précisément la grandeur recherchée : c'est là qu'apparaissent les efforts de coupe et de serrage, l'évolution des frottements et les charges imprévues, sans platine dynamométrique dans la machine.
Cela pourrait s'appliquer à vos équipements
Si vous concevez ou exploitez des machines où l'effort du procédé compte, mais où l'installation d'un capteur de couple ou d'une platine dynamométrique n'est pas réaliste, l'approche mérite peut-être d'être examinée : machines-outils, axes de manutention et de serrage, presses, robots. Les signaux nécessaires sont ceux que votre variateur remonte déjà. Une brève discussion suffit généralement à déterminer si votre cas se prête à cette approche.