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Prototyper avec la plateforme mécatronique

Présentation – Missions

Un système mécatronique est capable de percevoir son milieu environnant, de traiter l’information, de communiquer, d’agir dans et sur son milieu, et présente un niveau complet d’intégration du point de vue fonctionnel, physique et disciplinaire.

La plateforme mécatronique est animée par une équipe permanente de huit personnes dont trois ingénieurs, 4 techniciens et 1 assistante administrative.

Les missions de la plateforme mécatronique

  • Soutenir un enseignement de qualité dans les disciplines de la mécatronique (formation d’ingénieur  généraliste et de spécialité mécatronique par apprentissage). Encadrer les travaux d’élèves (pédagogiques et travaux personnels) dans ce domaine en liaison avec les entreprises clientes.
  • Mener des actions de recherche et de développement pour les entreprises.

Notre offre de compétences et savoirs faire

L’originalité de la PFM est son approche interdisciplinaire et collaborative de la résolution de problème de conception et sa capacité à couvrir l’ensemble du cycle de développement du produit, depuis l’analyse du besoins jusqu’à la validation d’un prototype opérationnel.

Les compétences présentes sur le PFM sont :

A partir des besoins exprimés par les parties prenantes en interaction avec le produit  tout au long de son cycle de vie, sont définies des architectures fonctionnelles et organiques ainsi que les actions de vérification et de validation. Cette phase d’ingénierie système fournit les cahiers des charges (CdC) des composants métiers qui, une fois réalisés, sont intégrés pour constituer le produit final.

La conception mécanique sur CAO prend en compte les exigences du CdC mais aussi les contraintes de fabrication (usinage, moulage, impression 3D) et permet une visualisation 3D pour faciliter l’analyse. Après calculs de structure et simulation les données pour la fabrication sont générées (FAO).

La PFM dispose de savoir faire en fraisage/tournage/découpe à jet d’eau/ impression 3D/soudage pour réaliser des prototypes fonctionnels pour ses clients. Différents outils de contrôle dimensionnel dont une machine à mesurer 3D sont utilisés pour vérifier et  valider les pièces et montages réalisés.

Que ce soit pour valider des principes de solutions autour d’une maquette 3D du produit ou pour réaliser certaines pièces complexes, la fabrication par ajout de matière (technologie FDM ou SLS) s’est désormais imposée. des reprises sur machines outil sont possibles en conception hybride.

Un système mécatronique perçoit son environnement (par l’intermédiaire de capteurs), traite l’information, communique et réagit sur et dans son environnement (par l’intermédiaire d’actionneurs). Ces aptitudes font largement appel aux technologies des systèmes microélectroniques qui ont un rôle croissant dans les systèmes ‘intelligents’.

La cyber-physique connecte les objets des plus simples aux plus complexes à des applications informatiques déportées dans le ‘nuage’ afin d’offrir de nouveaux services. Ces technologies mettent en œuvre des systèmes électroniques communicants à haut niveau d’intégration et à faible consommation énergétique.

Nos principales réalisations

Nous travaillons dans différents domaines d’application illustrés ci-dessous avec nos clients qu’ils soient créateurs d’entreprise au sein de l’incubateur d’IMT Mines Ales, ou partenaires industriels  :

Depuis une vingtaines d’années, des projets ont été menés pour répondre aux besoins des personnes à mobilité réduite avec des adaptations d’appareillage existant, des développements spécifiques ou des conceptions de produits innovants. Nos dernières réalisations dans le domaine de la santé  concernent des aides techniques au personnel de santé (clou chirurgical, bancs de test, simulateur pour la chirurgie de l’oreille, ergomètre, ...).

Pour limiter les rejets carbones dans l’environnement, les véhicules électriques connaissent un fort engouement. Avec l’IUT de Nîmes, nous avons développé des moteurs brushless puissants fonctionnant en basse tension (<100V). Ils nous ont permis de développer des véhicules électriques  innovants : Kart, PGO e-Hemera, le premier prototype de tracteur vigneron électrique (pour l’association FGVI de vignerons du gard FGVI), engin nautique, ...

Nous nous avons réalisés des applications en cobotique (pour la société  Fadilec : démonstrateur d’un robot de contrôle de radioactivité de fût de déchet) et en robotique mobile (développement de robot d’inspection de site contaminé pour le CEA).

De plus en plus d’objets techniques sont connectés sur le “cloud” pour fournir toujours plus d’information. Nous   avons réalisé un système de contrôle à distance d’armoires électriques isolées en campagne (pour la société Cannon) et un dispositif de bâtonnage automatisé (pour la Maison S. Delafont).

Nous avons étudié et réalisé différentes machines spéciales telles qu’une machine à tester les matelas (pour la société Asklé Santé), une machine d’assemblage par clinchage (pour la société Sobat).

Nous développons pour nos laboratoires de recherche  des dispositifs tels que : collecteur de fraction, robot de trempage, bancs de test, machine de test d’usure d’implant dentaire...

Réalisations d’élèves

Dans le cadre des formations d’ingénieur généraliste et formations par apprentissage en Mécatronique , nos élèves sont mis en situation de développement de produits innovants sur des sujets émanant de nos partenaires industriels, de nos laboratoires ou des élèves eux-mêmes. Les élèves trouvent sur la PFM les conseils et l’encadrement nécessaires à l’aboutissement de ces projets.

Le Cévennes Car Club est une association étudiante ayant pour but de concevoir et réaliser des véhicules éco-innovants en participant à des évènements et compétitions autour du sport automobile. Les élèves d’IMT Mines d’Alès, de l’IUT de Nîmes et du CFA d’Alès s’associent à de nombreux partenaires industriels pour contribuer au développement de l’éco-mobilité de demain.

Au cours de l’exercice pédagogique ‘fil rouge’ sur trois ans,  les ingénieurs apprentis Mécatronique doivent développer un système mécatronique complexe tel qu’un un robot d’investigation pour le CEA.

La machine de mise à l’épreuve pour des prothèses médicales trapézo-métacarpienne est un exemple de travail pédagogique mené pour la société OSD, en dernière année de formation d’ingénieur en option mécatronique.

La robotique mobile permet d’initier les élèves de façon ludique à de nombreuses disciplines : microélectronique, informatique, systèmes embarqués … Les possibilités d’exercices sont aussi nombreuses que les idées sorties de  l’imagination de nos élèves.

Nos équipements

La PFM dispose d’équipements professionnels pour mener pour ces clients les différentes phases de développement d’un produit  depuis l’idée jusqu’au  prototype fonctionnel. Elle offre en particulier aux projets issus des Fablabs,  la possibilité  d’une réalisation opérationnelle  pour validation en vue d’une industrialisation future.

Outils de développement Usage

3Dexperience / Dassault 

CAO, Ingénierie Système (RFLP), PLM, Simulation
Symdesigner Analyse dynamique des solides
ANSYS Calcul par éléments finis
Eagle CAO Electronique
Programmation microprocesseurs Microchip, Arduino, Rasberry Pi
Matlab/Simulink Traitement de signal , Contrôle commande
Amesym Simulation multiphysique

 

Equipement Caractéristiques

Fraiseuse 5 axes

DMG DMU 40

  • Volume de travail : 450x400x480mm
  • Vitesse rotation broche : 20 à 15000 trs/mn
  • Vitesse usinage maxi : 30m/mn, 60tr/mn
  • CN : Heidenhain iTNC530

Tour 2,5 axes

SOMAB

Deltamab 400P

  • Diamètre maxi tournage : 415 mm
  • Diamètre mandrin de serrage : 10 à 250 mm
  • Course longitudinale : 820 mm
  • Course transversale : 290 mm
  • Puissance : 30 kW
  • CN : Siemens 840D

Machine découpe jet d’eau

Flow Mach2 1313b

  • Zone de découpe : 1300x1300x180 mm
  • Vitesse de découpe : < 7500mm/mn
  • Pression : 69 à 4150 bar
  • Puissance : 30Cv
  • Matériaux découpé : multiples
Construction additive
  • Technologie FDM, diamètre fil 3mm, plateau chauffant, Dimensions externes : 357x342x488 mm, vitesse maxi : 300 mm/s, précision  300 à 20  microns, fichiers STL/OHJ/DAE/AMF
  • Coulée sous vide 

Fraiseuse à plaques

Mecanumeric

Mecapro 1015 X2

  • Course utile : 1010x1520x250 mm
  • Vitesse d’avance : < 417 mm/s
  • Couple : 5 à 6 Nm à 1200 tr/mn
  • CN : CN7000 ISO
  • Puissance : 9 kW
Soudage / Découpe
  • TIG, MIG, torche à plasma
Autres équipements prototypage
  • Scie ruban, tour manuel Pinacho S90, petit tour manuel  Rosilio, sableuse, grugeuse, cintreuse, perceuse à colonne, meuleuse
Atelier circuit imprimé
  • Four de refusion, machine de gravure anglaise LPKF Protomat, Machine de métallisation LPKF 

 

Equipement Caractéristiques / Usage

Machine de Mesure Tridimensionnelle

SEIV 684

  • mesure avec contact
  • Dimension : 600x800x450 mm
  • Précision :  5 microns
  • logiciel PCDMIG

Salle de métrologie

régulée en temperature et hygrométrie

  • Métrologie de base (colonne de mesure, mesure de circularité,...)
Labview, Matlab/Simulink
  • Acquisition et traitement des données
Appareils de mesure
  • Alimentations oscilloscopes, générateurs de signaux,…

Cobot UR5 Cb3

Universal Robot

  • 6 axes, dimension 475x423x268 mm, 850 mm rayon de travail, répétabilité +/-0.1 mm, ethernet modbus

 

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