Cours: Les systèmes mécatroniquesChapitre 1: La mécatronique

Dr. Ing Mohammed BENBRAHIM

Académie Internationale Mohammed VI de l’Aviation Civile

Année Universitaire: 2010/2011

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Objectifs

Après lecture de ce chapitre, vous allez être en mesure de :

Définir la mécatronique ;Comprendre l’importance de la mécatronique dans lesdesigns contemporains ;Identifier les différentes composantes de chaque systèmemécatronique.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Objectifs

Après lecture de ce chapitre, vous allez être en mesure de :

Définir la mécatronique ;Comprendre l’importance de la mécatronique dans lesdesigns contemporains ;Identifier les différentes composantes de chaque systèmemécatronique.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Objectifs

Après lecture de ce chapitre, vous allez être en mesure de :

Définir la mécatronique ;Comprendre l’importance de la mécatronique dans lesdesigns contemporains ;Identifier les différentes composantes de chaque systèmemécatronique.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Objectifs

Après lecture de ce chapitre, vous allez être en mesure de :

Définir la mécatronique ;Comprendre l’importance de la mécatronique dans lesdesigns contemporains ;Identifier les différentes composantes de chaque systèmemécatronique.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Historique

Avant 1950, les machines sont des ensemblesélectromécaniques.Dans les années 60-70, l’apparition de calculateurs fiablespermet le contrôle des machines par logiciel.En 1969, invention du mot MECATRONIQUE par un ingénieurde la compagnie Japonaise, Yaskawa Electric Corporation.En 1971 tous les droits de ce mot ont été accordé à lacompagnie YaskawaEn 1982, la compagnie Yaskawa a décidé d’abandonner sesdroits sur le mot, à cause de sa grande popularité, pourencourager son utilisation.Le terme mécatronique est apparu officiellement en Francedans le Larousse en 2005.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Historique

Avant 1950, les machines sont des ensemblesélectromécaniques.Dans les années 60-70, l’apparition de calculateurs fiablespermet le contrôle des machines par logiciel.En 1969, invention du mot MECATRONIQUE par un ingénieurde la compagnie Japonaise, Yaskawa Electric Corporation.En 1971 tous les droits de ce mot ont été accordé à lacompagnie YaskawaEn 1982, la compagnie Yaskawa a décidé d’abandonner sesdroits sur le mot, à cause de sa grande popularité, pourencourager son utilisation.Le terme mécatronique est apparu officiellement en Francedans le Larousse en 2005.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Historique

Avant 1950, les machines sont des ensemblesélectromécaniques.Dans les années 60-70, l’apparition de calculateurs fiablespermet le contrôle des machines par logiciel.En 1969, invention du mot MECATRONIQUE par un ingénieurde la compagnie Japonaise, Yaskawa Electric Corporation.En 1971 tous les droits de ce mot ont été accordé à lacompagnie YaskawaEn 1982, la compagnie Yaskawa a décidé d’abandonner sesdroits sur le mot, à cause de sa grande popularité, pourencourager son utilisation.Le terme mécatronique est apparu officiellement en Francedans le Larousse en 2005.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Historique

Avant 1950, les machines sont des ensemblesélectromécaniques.Dans les années 60-70, l’apparition de calculateurs fiablespermet le contrôle des machines par logiciel.En 1969, invention du mot MECATRONIQUE par un ingénieurde la compagnie Japonaise, Yaskawa Electric Corporation.En 1971 tous les droits de ce mot ont été accordé à lacompagnie YaskawaEn 1982, la compagnie Yaskawa a décidé d’abandonner sesdroits sur le mot, à cause de sa grande popularité, pourencourager son utilisation.Le terme mécatronique est apparu officiellement en Francedans le Larousse en 2005.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Historique

Avant 1950, les machines sont des ensemblesélectromécaniques.Dans les années 60-70, l’apparition de calculateurs fiablespermet le contrôle des machines par logiciel.En 1969, invention du mot MECATRONIQUE par un ingénieurde la compagnie Japonaise, Yaskawa Electric Corporation.En 1971 tous les droits de ce mot ont été accordé à lacompagnie YaskawaEn 1982, la compagnie Yaskawa a décidé d’abandonner sesdroits sur le mot, à cause de sa grande popularité, pourencourager son utilisation.Le terme mécatronique est apparu officiellement en Francedans le Larousse en 2005.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Historique

Avant 1950, les machines sont des ensemblesélectromécaniques.Dans les années 60-70, l’apparition de calculateurs fiablespermet le contrôle des machines par logiciel.En 1969, invention du mot MECATRONIQUE par un ingénieurde la compagnie Japonaise, Yaskawa Electric Corporation.En 1971 tous les droits de ce mot ont été accordé à lacompagnie YaskawaEn 1982, la compagnie Yaskawa a décidé d’abandonner sesdroits sur le mot, à cause de sa grande popularité, pourencourager son utilisation.Le terme mécatronique est apparu officiellement en Francedans le Larousse en 2005.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Etapes du développement de la mécatronique

Etape 1 : Introduction du mot mécatronique en 1969.Etape 2 : Début des années 1980. Emergence de l’intégration

de différentes technologies.Exemple : introduction de l’opto-électronique(intégration de l’optique et de l’ électronique) etde quelques designs utilisant l’intégration dusoftware/hardware.

Etape 3 : Début des années 1990. Les développementsnotables :

Le développement de machines intelligentes ;Miniaturisation des composantes(micro-actionneurs, micro-capteurs).

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Etapes du développement de la mécatronique

Etape 1 : Introduction du mot mécatronique en 1969.Etape 2 : Début des années 1980. Emergence de l’intégration

de différentes technologies.Exemple : introduction de l’opto-électronique(intégration de l’optique et de l’ électronique) etde quelques designs utilisant l’intégration dusoftware/hardware.

Etape 3 : Début des années 1990. Les développementsnotables :

Le développement de machines intelligentes ;Miniaturisation des composantes(micro-actionneurs, micro-capteurs).

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Etapes du développement de la mécatronique

Etape 1 : Introduction du mot mécatronique en 1969.Etape 2 : Début des années 1980. Emergence de l’intégration

de différentes technologies.Exemple : introduction de l’opto-électronique(intégration de l’optique et de l’ électronique) etde quelques designs utilisant l’intégration dusoftware/hardware.

Etape 3 : Début des années 1990. Les développementsnotables :

Le développement de machines intelligentes ;Miniaturisation des composantes(micro-actionneurs, micro-capteurs).

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Etapes du développement de la mécatronique

Etape 1 : Introduction du mot mécatronique en 1969.Etape 2 : Début des années 1980. Emergence de l’intégration

de différentes technologies.Exemple : introduction de l’opto-électronique(intégration de l’optique et de l’ électronique) etde quelques designs utilisant l’intégration dusoftware/hardware.

Etape 3 : Début des années 1990. Les développementsnotables :

Le développement de machines intelligentes ;Miniaturisation des composantes(micro-actionneurs, micro-capteurs).

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Qu’est ce que la mécatronique ?

Définition 1

La mécatronique est l’intégration de :Electronique-Automatique-Ordinateurs (microcontrôleurs, DSP,...) envue de contrôler des mécanismes de différentes tailles allant du nanojusqu’au macro en passant par le micro.

Définition 2

La mécatronique est l’intégration de :Electronique-Commande-Technologie de l’information en vue desolutionner des problèmes du génie mécanique. Elle est en quelquesorte la combinaison de la commande électronique et le géniemécanique.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Qu’est ce que la mécatronique ?

Définition 1

La mécatronique est l’intégration de :Electronique-Automatique-Ordinateurs (microcontrôleurs, DSP,...) envue de contrôler des mécanismes de différentes tailles allant du nanojusqu’au macro en passant par le micro.

Définition 2

La mécatronique est l’intégration de :Electronique-Commande-Technologie de l’information en vue desolutionner des problèmes du génie mécanique. Elle est en quelquesorte la combinaison de la commande électronique et le géniemécanique.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Qu’est ce que la mécatronique ?

Définition 3La mécatronique est la discipline qui intègre les composantesmécaniques à un contrôle électronique.

Définition 4

La mécatronique est la combinaison synergique et systémiquede la mécanique, de l’électronique et de l’informatique tempsréel. L’intérêt de ce domaine d’ingénierie interdisciplinaire est deconcevoir des systèmes automatiques puissants et de permettrele contrôle de systèmes complexes.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Qu’est ce que la mécatronique ?

Définition 3La mécatronique est la discipline qui intègre les composantesmécaniques à un contrôle électronique.

Définition 4

La mécatronique est la combinaison synergique et systémiquede la mécanique, de l’électronique et de l’informatique tempsréel. L’intérêt de ce domaine d’ingénierie interdisciplinaire est deconcevoir des systèmes automatiques puissants et de permettrele contrôle de systèmes complexes.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Pluridisciplinarité de la conception

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Approche multidisciplinaire de design

La mécatronique est en quelque sorte l’intégration de :

Capteurs et systèmes de mesure ;Actionneurs ;L’analyse du comportement des systèmes ;L’électronique ;La commande ;Systèmes à base de microprocesseurs.

Mécatronique :

Une approche interdisciplinaire de l’ingénierie qui s’occupe dudesign des produits dont les fonctions reposent sur l’intégrationde composantes mécaniques, électriques et électroniques,connectées par une architecture de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Approche multidisciplinaire de design

La mécatronique est en quelque sorte l’intégration de :

Capteurs et systèmes de mesure ;Actionneurs ;L’analyse du comportement des systèmes ;L’électronique ;La commande ;Systèmes à base de microprocesseurs.

Mécatronique :

Une approche interdisciplinaire de l’ingénierie qui s’occupe dudesign des produits dont les fonctions reposent sur l’intégrationde composantes mécaniques, électriques et électroniques,connectées par une architecture de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Approche multidisciplinaire de design

La mécatronique est en quelque sorte l’intégration de :

Capteurs et systèmes de mesure ;Actionneurs ;L’analyse du comportement des systèmes ;L’électronique ;La commande ;Systèmes à base de microprocesseurs.

Mécatronique :

Une approche interdisciplinaire de l’ingénierie qui s’occupe dudesign des produits dont les fonctions reposent sur l’intégrationde composantes mécaniques, électriques et électroniques,connectées par une architecture de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Approche multidisciplinaire de design

La mécatronique est en quelque sorte l’intégration de :

Capteurs et systèmes de mesure ;Actionneurs ;L’analyse du comportement des systèmes ;L’électronique ;La commande ;Systèmes à base de microprocesseurs.

Mécatronique :

Une approche interdisciplinaire de l’ingénierie qui s’occupe dudesign des produits dont les fonctions reposent sur l’intégrationde composantes mécaniques, électriques et électroniques,connectées par une architecture de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Approche multidisciplinaire de design

La mécatronique est en quelque sorte l’intégration de :

Capteurs et systèmes de mesure ;Actionneurs ;L’analyse du comportement des systèmes ;L’électronique ;La commande ;Systèmes à base de microprocesseurs.

Mécatronique :

Une approche interdisciplinaire de l’ingénierie qui s’occupe dudesign des produits dont les fonctions reposent sur l’intégrationde composantes mécaniques, électriques et électroniques,connectées par une architecture de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Approche multidisciplinaire de design

La mécatronique est en quelque sorte l’intégration de :

Capteurs et systèmes de mesure ;Actionneurs ;L’analyse du comportement des systèmes ;L’électronique ;La commande ;Systèmes à base de microprocesseurs.

Mécatronique :

Une approche interdisciplinaire de l’ingénierie qui s’occupe dudesign des produits dont les fonctions reposent sur l’intégrationde composantes mécaniques, électriques et électroniques,connectées par une architecture de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Approche multidisciplinaire de design

La mécatronique est en quelque sorte l’intégration de :

Capteurs et systèmes de mesure ;Actionneurs ;L’analyse du comportement des systèmes ;L’électronique ;La commande ;Systèmes à base de microprocesseurs.

Mécatronique :

Une approche interdisciplinaire de l’ingénierie qui s’occupe dudesign des produits dont les fonctions reposent sur l’intégrationde composantes mécaniques, électriques et électroniques,connectées par une architecture de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Approche multidisciplinaire de design

La mécatronique est en quelque sorte l’intégration de :

Capteurs et systèmes de mesure ;Actionneurs ;L’analyse du comportement des systèmes ;L’électronique ;La commande ;Systèmes à base de microprocesseurs.

Mécatronique :

Une approche interdisciplinaire de l’ingénierie qui s’occupe dudesign des produits dont les fonctions reposent sur l’intégrationde composantes mécaniques, électriques et électroniques,connectées par une architecture de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Disciplines utilisées lors du design de systèmesmécatroniques

La mécanique ;L’électronique ;L’automatique ;L’informatique industrielle.

Afin que le design final soit conforme à l’objectif désirée, leconcepteur d’un système mécatronique doit assembler des :

Circuits analogiques et digitaux ;Microprocesseurs et des ordinateurs ;Capteurs et des actionneurs ;Algorithmes de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Disciplines utilisées lors du design de systèmesmécatroniques

La mécanique ;L’électronique ;L’automatique ;L’informatique industrielle.

Afin que le design final soit conforme à l’objectif désirée, leconcepteur d’un système mécatronique doit assembler des :

Circuits analogiques et digitaux ;Microprocesseurs et des ordinateurs ;Capteurs et des actionneurs ;Algorithmes de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Disciplines utilisées lors du design de systèmesmécatroniques

La mécanique ;L’électronique ;L’automatique ;L’informatique industrielle.

Afin que le design final soit conforme à l’objectif désirée, leconcepteur d’un système mécatronique doit assembler des :

Circuits analogiques et digitaux ;Microprocesseurs et des ordinateurs ;Capteurs et des actionneurs ;Algorithmes de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Disciplines utilisées lors du design de systèmesmécatroniques

La mécanique ;L’électronique ;L’automatique ;L’informatique industrielle.

Afin que le design final soit conforme à l’objectif désirée, leconcepteur d’un système mécatronique doit assembler des :

Circuits analogiques et digitaux ;Microprocesseurs et des ordinateurs ;Capteurs et des actionneurs ;Algorithmes de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Disciplines utilisées lors du design de systèmesmécatroniques

La mécanique ;L’électronique ;L’automatique ;L’informatique industrielle.

Afin que le design final soit conforme à l’objectif désirée, leconcepteur d’un système mécatronique doit assembler des :

Circuits analogiques et digitaux ;Microprocesseurs et des ordinateurs ;Capteurs et des actionneurs ;Algorithmes de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Disciplines utilisées lors du design de systèmesmécatroniques

La mécanique ;L’électronique ;L’automatique ;L’informatique industrielle.

Afin que le design final soit conforme à l’objectif désirée, leconcepteur d’un système mécatronique doit assembler des :

Circuits analogiques et digitaux ;Microprocesseurs et des ordinateurs ;Capteurs et des actionneurs ;Algorithmes de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Disciplines utilisées lors du design de systèmesmécatroniques

La mécanique ;L’électronique ;L’automatique ;L’informatique industrielle.

Afin que le design final soit conforme à l’objectif désirée, leconcepteur d’un système mécatronique doit assembler des :

Circuits analogiques et digitaux ;Microprocesseurs et des ordinateurs ;Capteurs et des actionneurs ;Algorithmes de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Disciplines utilisées lors du design de systèmesmécatroniques

La mécanique ;L’électronique ;L’automatique ;L’informatique industrielle.

Afin que le design final soit conforme à l’objectif désirée, leconcepteur d’un système mécatronique doit assembler des :

Circuits analogiques et digitaux ;Microprocesseurs et des ordinateurs ;Capteurs et des actionneurs ;Algorithmes de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Disciplines utilisées lors du design de systèmesmécatroniques

La mécanique ;L’électronique ;L’automatique ;L’informatique industrielle.

Afin que le design final soit conforme à l’objectif désirée, leconcepteur d’un système mécatronique doit assembler des :

Circuits analogiques et digitaux ;Microprocesseurs et des ordinateurs ;Capteurs et des actionneurs ;Algorithmes de commande.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Configuration générale d’un système mécatronique

Système commandé :

Composante mécanique à commander et qui est en contact avecle monde extérieur par tous ses capteurs et ses actionneurs.

Système commandant (ou système de commande) :

C’est le coeur du système mécatronique. Son rôle est d’utiliserles informations issues des capteurs pour fournir les décisionsappropriées au système commandé afin d’accomplir la tâchedésirée. Il possède trois composantes :

Perception ;Représentation des connaissances ;Planification du contrôle.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Configuration générale d’un système mécatronique

Système commandé :

Composante mécanique à commander et qui est en contact avecle monde extérieur par tous ses capteurs et ses actionneurs.

Système commandant (ou système de commande) :

C’est le coeur du système mécatronique. Son rôle est d’utiliserles informations issues des capteurs pour fournir les décisionsappropriées au système commandé afin d’accomplir la tâchedésirée. Il possède trois composantes :

Perception ;Représentation des connaissances ;Planification du contrôle.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Configuration générale d’un système mécatronique

Système commandé :

Composante mécanique à commander et qui est en contact avecle monde extérieur par tous ses capteurs et ses actionneurs.

Système commandant (ou système de commande) :

C’est le coeur du système mécatronique. Son rôle est d’utiliserles informations issues des capteurs pour fournir les décisionsappropriées au système commandé afin d’accomplir la tâchedésirée. Il possède trois composantes :

Perception ;Représentation des connaissances ;Planification du contrôle.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Configuration générale d’un système mécatronique

Système commandé :

Composante mécanique à commander et qui est en contact avecle monde extérieur par tous ses capteurs et ses actionneurs.

Système commandant (ou système de commande) :

C’est le coeur du système mécatronique. Son rôle est d’utiliserles informations issues des capteurs pour fournir les décisionsappropriées au système commandé afin d’accomplir la tâchedésirée. Il possède trois composantes :

Perception ;Représentation des connaissances ;Planification du contrôle.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Configuration générale d’un système mécatronique

Système commandé :

Composante mécanique à commander et qui est en contact avecle monde extérieur par tous ses capteurs et ses actionneurs.

Système commandant (ou système de commande) :

C’est le coeur du système mécatronique. Son rôle est d’utiliserles informations issues des capteurs pour fournir les décisionsappropriées au système commandé afin d’accomplir la tâchedésirée. Il possède trois composantes :

Perception ;Représentation des connaissances ;Planification du contrôle.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Ancienne démarche de conception :

2 principes de décomposition :

Décomposition séquentielle du cycle de vie du produit(conception, fabrication, commercial...).Découpage du produit en sous-systèmes « métiers »(mécanismes, motorisations, capteurs, énergie,commande...).

Cette démarche n’est plus compatible avec ce qu’imposent lesmarchés actuels (qualité, coût, délais, miniaturisation etintégration, maintenance, recyclage, mondialisation...)

D’où la nécessité d’une nouvelle démarche de conception

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Ancienne démarche de conception :

2 principes de décomposition :

Décomposition séquentielle du cycle de vie du produit(conception, fabrication, commercial...).Découpage du produit en sous-systèmes « métiers »(mécanismes, motorisations, capteurs, énergie,commande...).

Cette démarche n’est plus compatible avec ce qu’imposent lesmarchés actuels (qualité, coût, délais, miniaturisation etintégration, maintenance, recyclage, mondialisation...)

D’où la nécessité d’une nouvelle démarche de conception

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Ancienne démarche de conception :

2 principes de décomposition :

Décomposition séquentielle du cycle de vie du produit(conception, fabrication, commercial...).Découpage du produit en sous-systèmes « métiers »(mécanismes, motorisations, capteurs, énergie,commande...).

Cette démarche n’est plus compatible avec ce qu’imposent lesmarchés actuels (qualité, coût, délais, miniaturisation etintégration, maintenance, recyclage, mondialisation...)

D’où la nécessité d’une nouvelle démarche de conception

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Modélisation globale classique des systèmesautomatisés

Ce découpage n’est pas conseillé pour l’étude globale dessystèmes mécatroniques car il sépare les métiers de lamécanique et les métiers du contrôle-commande (électronique,électromécanique et informatique).

D’où la nécessité d’une nouvelle modélisation des systèmes

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Modélisation globale classique des systèmesautomatisés

Ce découpage n’est pas conseillé pour l’étude globale dessystèmes mécatroniques car il sépare les métiers de lamécanique et les métiers du contrôle-commande (électronique,électromécanique et informatique).

D’où la nécessité d’une nouvelle modélisation des systèmes

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Modélisation globale classique des systèmesautomatisés

Ce découpage n’est pas conseillé pour l’étude globale dessystèmes mécatroniques car il sépare les métiers de lamécanique et les métiers du contrôle-commande (électronique,électromécanique et informatique).

D’où la nécessité d’une nouvelle modélisation des systèmes

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Nouvelle démarche de conception

2 approches complémentaires :

Ingénierie concurrente ou simultanée

Conception produit (BE)Conception process (BM)Fabrication Commercialisation

Approche mécatronique ou système

Conception de fonctions couplées par intégration du conceptd’ingénierie collaborative (codéveloppement du système mécanique,du hardware, du software et des interfaces par travail en réseau, miseen commun d’une base de données techniques et d’une maquettenumérique, démarche de conception et outils de modélisationcommuns...)

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Nouvelle démarche de conception

2 approches complémentaires :

Ingénierie concurrente ou simultanée

Conception produit (BE)Conception process (BM)Fabrication Commercialisation

Approche mécatronique ou système

Conception de fonctions couplées par intégration du conceptd’ingénierie collaborative (codéveloppement du système mécanique,du hardware, du software et des interfaces par travail en réseau, miseen commun d’une base de données techniques et d’une maquettenumérique, démarche de conception et outils de modélisationcommuns...)

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Nouvelle démarche de conception

2 approches complémentaires :

Ingénierie concurrente ou simultanée

Conception produit (BE)Conception process (BM)Fabrication Commercialisation

Approche mécatronique ou système

Conception de fonctions couplées par intégration du conceptd’ingénierie collaborative (codéveloppement du système mécanique,du hardware, du software et des interfaces par travail en réseau, miseen commun d’une base de données techniques et d’une maquettenumérique, démarche de conception et outils de modélisationcommuns...)

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Nouvelle démarche de conception

2 approches complémentaires :

Ingénierie concurrente ou simultanée

Conception produit (BE)Conception process (BM)Fabrication Commercialisation

Approche mécatronique ou système

Conception de fonctions couplées par intégration du conceptd’ingénierie collaborative (codéveloppement du système mécanique,du hardware, du software et des interfaces par travail en réseau, miseen commun d’une base de données techniques et d’une maquettenumérique, démarche de conception et outils de modélisationcommuns...)

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Nouvelle démarche de conception

2 approches complémentaires :

Ingénierie concurrente ou simultanée

Conception produit (BE)Conception process (BM)Fabrication Commercialisation

Approche mécatronique ou système

Conception de fonctions couplées par intégration du conceptd’ingénierie collaborative (codéveloppement du système mécanique,du hardware, du software et des interfaces par travail en réseau, miseen commun d’une base de données techniques et d’une maquettenumérique, démarche de conception et outils de modélisationcommuns...)

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Nouvelle démarche de conception

2 approches complémentaires :

Ingénierie concurrente ou simultanée

Conception produit (BE)Conception process (BM)Fabrication Commercialisation

Approche mécatronique ou système

Conception de fonctions couplées par intégration du conceptd’ingénierie collaborative (codéveloppement du système mécanique,du hardware, du software et des interfaces par travail en réseau, miseen commun d’une base de données techniques et d’une maquettenumérique, démarche de conception et outils de modélisationcommuns...)

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

La démarche d’analyse mécatronique

La démarche mécatronique est une approche de conceptionpluridisciplinaire basée sur l’analyse des systèmes, leur réalisation etleur contrôle

Plusieurs niveaux hiérarchiques d’analyse du système :

Niveau fonctionnelNiveau systèmeNiveau composant

Il est essentiel de partir de la fonctionnalité demandée, le choix destechnologies, des capteurs et des actionneurs ne pouvant être quedu second ordre.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

La démarche d’analyse mécatronique

La démarche mécatronique est une approche de conceptionpluridisciplinaire basée sur l’analyse des systèmes, leur réalisation etleur contrôle

Plusieurs niveaux hiérarchiques d’analyse du système :

Niveau fonctionnelNiveau systèmeNiveau composant

Il est essentiel de partir de la fonctionnalité demandée, le choix destechnologies, des capteurs et des actionneurs ne pouvant être quedu second ordre.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

La démarche d’analyse mécatronique

La démarche mécatronique est une approche de conceptionpluridisciplinaire basée sur l’analyse des systèmes, leur réalisation etleur contrôle

Plusieurs niveaux hiérarchiques d’analyse du système :

Niveau fonctionnelNiveau systèmeNiveau composant

Il est essentiel de partir de la fonctionnalité demandée, le choix destechnologies, des capteurs et des actionneurs ne pouvant être quedu second ordre.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Proposition de démarche pour la conception d’unsystème mécatronique

A ce jour, il n’y a pas de théorie unifiée de la mécatronique.Dans le domaine des outils de modélisation et de simulation, toutou presque reste à faire, que ce soit pour la modélisationfonctionnelle, structurelle ou temporelle. Les tendances actuellessont les modélisations basées sur les graphes, les langagesinformatiques orientés objets (UML...). Quelques outilsinformatiques cependant utilisables : Matlab-Simulink,...

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Outils de la modélisation mécatronique

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

Nous proposons la démarche suivante :

1- Niveau fonctionnel : Conduire une analyse fonctionnelle complètedu système :

Définir la fonction globale du système.Etablir le graphe des interactions.Etablir la liste des fonctions mécatroniques du système.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

Nous proposons la démarche suivante :

1- Niveau fonctionnel : Conduire une analyse fonctionnelle complètedu système :

Définir la fonction globale du système.Etablir le graphe des interactions.Etablir la liste des fonctions mécatroniques du système.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

Nous proposons la démarche suivante :

1- Niveau fonctionnel : Conduire une analyse fonctionnelle complètedu système :

Définir la fonction globale du système.Etablir le graphe des interactions.Etablir la liste des fonctions mécatroniques du système.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

Nous proposons la démarche suivante :

1- Niveau fonctionnel : Conduire une analyse fonctionnelle complètedu système :

Définir la fonction globale du système.Etablir le graphe des interactions.Etablir la liste des fonctions mécatroniques du système.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

2- Niveau système : Définir les relations entre les différentesfonctions mécatroniques. C’est le « mapping » du système.

Les flux d’informations.Les flux d’énergie.Les liens structurels (géométrie, positionnement,assemblages...).Les liens temporels, causalité...

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

2- Niveau système : Définir les relations entre les différentesfonctions mécatroniques. C’est le « mapping » du système.

Les flux d’informations.Les flux d’énergie.Les liens structurels (géométrie, positionnement,assemblages...).Les liens temporels, causalité...

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

2- Niveau système : Définir les relations entre les différentesfonctions mécatroniques. C’est le « mapping » du système.

Les flux d’informations.Les flux d’énergie.Les liens structurels (géométrie, positionnement,assemblages...).Les liens temporels, causalité...

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

2- Niveau système : Définir les relations entre les différentesfonctions mécatroniques. C’est le « mapping » du système.

Les flux d’informations.Les flux d’énergie.Les liens structurels (géométrie, positionnement,assemblages...).Les liens temporels, causalité...

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

2- Niveau système : Définir les relations entre les différentesfonctions mécatroniques. C’est le « mapping » du système.

Les flux d’informations.Les flux d’énergie.Les liens structurels (géométrie, positionnement,assemblages...).Les liens temporels, causalité...

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

3- Niveau composants :

Pour chaque fonction mécatronique identifiée, définir lemécanisme agissant, la motorisation, les capteurs, l’électroniquede commande, l’électronique de puissance et la stratégie decontrôle-commande informatique.Pour chaque fonction mécatronique, on choisira les technologiesles plus adaptées fonctionnellement et économiquement parmiun choix de solutions mécaniques, électroniques et,ouinformatiques.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

3- Niveau composants :

Pour chaque fonction mécatronique identifiée, définir lemécanisme agissant, la motorisation, les capteurs, l’électroniquede commande, l’électronique de puissance et la stratégie decontrôle-commande informatique.Pour chaque fonction mécatronique, on choisira les technologiesles plus adaptées fonctionnellement et économiquement parmiun choix de solutions mécaniques, électroniques et,ouinformatiques.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Démarche mécatronique : suite...

3- Niveau composants :

Pour chaque fonction mécatronique identifiée, définir lemécanisme agissant, la motorisation, les capteurs, l’électroniquede commande, l’électronique de puissance et la stratégie decontrôle-commande informatique.Pour chaque fonction mécatronique, on choisira les technologiesles plus adaptées fonctionnellement et économiquement parmiun choix de solutions mécaniques, électroniques et,ouinformatiques.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Example1 : éolienne

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Example1 : éolienne

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Example1 : éolienne

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Example2 : convoyeur

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Example3 : gouvernail de navire

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Example4 : gouvernail d’avion

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Plan

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1

Objectifs Historique Etapes Mécatronique ? Approche Disciplines Configuration Conception Exemples Conclusion

Remarques en guise de conclusion

La compréhension de la complexité d’un système mécatronique nepeut être envisagée que si les acteurs ont des connaissances debase communes en mécanique, électronique et informatique.Il est également nécessaire d’intégrer ce que l’on entend paringénierie concourante et ingénierie collaborative.Au delà des outils classiques d’analyse des systèmes, il convientégalement d’envisager des outils plus adaptés à l’étude dessystèmes mécatroniques à base de langages informatiques orientésobjets et base de données. Cependant, ceux-ci ne sont pour l’instantque très peu employés.Enfin, il ne s’agit pas de plaquer de l’électronique et de l’informatiquesur un mécanisme existant ; une reconception complète du systèmeest impérative afin d’optimiser l’intégration des différentestechnologies.

M. BENBRAHIM AIMAC

Chapitre 1