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Ingénierie des machines et des installations : développement d'une carte porteuse pour le Raspberry Pi CM4

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Prévenir les temps d'arrêt avant qu'ils ne surviennent : une solution de surveillance basée sur l'IoT suit en permanence l'usure des flexibles des robots, détecte les problèmes à un stade précoce et permet une maintenance prédictive, ce qui améliore la disponibilité du système tout en réduisant les coûts de maintenance.

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Quel problème le client rencontrait-il ?
Le client était confronté à un problème récurrent dans le fonctionnement de ses systèmes robotiques : le faisceau de câbles et de conduites guidé sur le robot était soumis à des contraintes mécaniques, car il était souvent entraîné dans un mouvement incontrôlé pendant le fonctionnement du robot. Cela entraînait souvent que le câble pendait dans la zone de travail, s’emmêlait ou subissait des dommages dus à des flexions et des tensions constantes. Cela entraînait non seulement une usure accrue et des défaillances des câbles, mais aussi des temps d’arrêt imprévus et des travaux de maintenance supplémentaires. Afin de garantir le bon fonctionnement du faisceau de câbles, une surveillance continue de son état devait être mise en place pour détecter toute usure potentielle à un stade précoce et ainsi minimiser les temps d’arrêt.

À quoi ressemble la solution ?
Une unité de rétraction du faisceau de flexibles a été intégrée au système ; celle-ci est équipée d’un capteur infrarouge à sortie analogique ou d’un capteur à ultrasons avec une sortie de type « temps de vol ». Ces capteurs servent à mesurer la distance parcourue. Les données enregistrées par les capteurs sont traitées et analysées en temps réel. Cette tâche est assurée par un Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4), monté sur une carte porteuse sur mesure développée par esd electronics. Cette configuration lit les données des capteurs, les pré-traite et calcule l’usure à l’aide d’un algorithme. Les informations collectées et traitées sont ensuite transférées vers un service cloud. La connexion au cloud permet le stockage centralisé des données, des évaluations complémentaires, des visualisations et l’intégration dans un système de maintenance ou de surveillance de niveau supérieur.

En quoi cette solution est-elle avantageuse pour le client ?
En mettant en œuvre le système de surveillance basé sur le Raspberry Pi CM4, le client bénéficie d’une augmentation significative de la disponibilité du système et d’une réduction des temps d’arrêt imprévus. Un élément clé est la carte porteuse sur mesure développée par esd electronics, qui permet à la fois la connexion et l’évaluation des capteurs, tout en servant d’interface centrale pour la surveillance de l’état du faisceau de flexibles.
L’enregistrement et l’analyse en continu des données d’état permettent d’identifier précocement l’usure ou les anomalies du faisceau de flexibles avant qu’une défaillance ne se produise. La connexion IoT permet de transmettre ces données de manière transparente vers une infrastructure cloud, offrant ainsi au client un accès centralisé à toutes les données d’exploitation et de diagnostic pertinentes, où qu’il se trouve. Cela facilite non seulement la planification de la maintenance, mais constitue également la base d’une maintenance prédictive, ce qui réduit les coûts de maintenance et permet un déploiement plus ciblé des ressources.

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