La multiplication des robots, des capteurs et des contrôleurs embarqués augmente les besoins de connexion dans les usines et les entrepôts. Pour les concepteurs, l’enjeu consiste à intégrer davantage de fonctions dans des équipements compacts, tout en assurant la continuité de l’alimentation électrique et des communications.
Selon le rapport World Robotics 2025 de l’International Federation of Robotics, 542 000 robots industriels ont été installés dans le monde en 2024, soit une quatrième année consécutive au-dessus de 500 000 unités. Ces déploiements renforcent les exigences imposées aux infrastructures de puissance et de données, jusque dans le choix des connecteurs.
Réunir puissance et données dans un espace réduit
Les architectures d’automatisation embarquent un nombre croissant de capteurs, d’actionneurs et de contrôleurs. À mesure que les fonctions se multiplient, l’espace disponible pour les interconnexions devient plus contraint. La robustesse et la simplicité d’un connecteur ne suffisent donc plus à déterminer son adéquation à l’application : son encombrement et sa capacité d’intégration comptent également.
Les connecteurs hybrides regroupent des contacts de puissance et de données dans une même interface. Ils réduisent le nombre de câbles indépendants, simplifient leur cheminement et facilitent la reconfiguration des machines. Cette intégration présente notamment un intérêt pour les lignes de production et les entrepôts dont l’organisation évolue régulièrement.
La proximité entre circuits de tensions différentes impose toutefois une conception rigoureuse. La séparation des contacts de puissance et de signal, les barrières isolantes ainsi que les distances de fuite et d’isolement doivent préserver l’intégrité électrique de l’ensemble, même lorsque quelques millimètres seulement séparent les circuits.
Adapter la résistance mécanique aux mouvements des robots
Une interconnexion défaillante peut immobiliser une installation. Les connecteurs doivent donc être sélectionnés en fonction des vibrations, des chocs, des torsions et du nombre de cycles de connexion et de déconnexion attendus.
Les modèles hybrides ont longtemps été considérés comme plus fragiles que les connecteurs industriels traditionnels, notamment en raison de leur densité de contacts et de leur coût de remplacement. Différents dispositifs permettent cependant de renforcer leur tenue mécanique : couplage indexé, filetage à triple entrée ou verrouillage à baïonnette, selon la conception retenue.
Ces mécanismes contribuent à l’alignement des contacts et à leur maintien. Des boîtiers présentant un indice de protection IP68 ou IP69K peuvent également répondre aux contraintes de pénétration d’eau propres à l’application.
Choisir les contacts et maîtriser l’échauffement
Les matériaux des contacts et leurs traitements de surface influencent la résistance électrique, l’échauffement et la durée de vie de l’interconnexion. Des contacts en alliage de cuivre, associés à un placage or ou argent adapté, contribuent à maintenir une faible résistance et à maîtriser les effets des micromouvements provoqués par les vibrations.
Ces choix participent aussi à la tenue aux cycles répétés de connexion et de déconnexion. Le matériau conducteur intervient dans la dissipation de la chaleur produite lors des sollicitations électriques. En robotique, le dimensionnement doit notamment tenir compte des transitoires associés au freinage régénératif, susceptibles de provoquer des pics de tension dans le faisceau.
La stabilité thermique et électrique de l’interface contribue ainsi à la fiabilité du système au-delà de sa seule résistance mécanique.
Préserver l’intégrité des données à haut débit
Les communications à haut débit interviennent dans la coordination des mouvements, l’évitement des collisions et les décisions en temps réel. Dans un connecteur hybride, elles doivent conserver leurs performances malgré la proximité des contacts de puissance.
Une géométrie maîtrisée permet aux paires différentielles de préserver l’impédance de 100 Ω nécessaire aux liaisons Ethernet concernées. La continuité du blindage sur 360° contribue également à maintenir l’intégrité du signal et les performances en perte de retour pendant les mouvements du robot.
L’offre de PEI-Genesis comprend des connecteurs circulaires et rectangulaires assemblés selon les spécifications du client, notamment les familles MIL-DTL-38999 et MIL-DTL-26482, ainsi que des versions hybrides M12 et M23. Plusieurs configurations de contacts, options de placage et solutions d’étanchéité permettent d’adapter l’interconnexion aux contraintes de l’équipement.
Le choix d’un connecteur hybride repose donc sur l’examen conjoint de l’encombrement, de l’isolation, de la tenue mécanique et des performances de transmission. Ces paramètres déterminent sa capacité à accompagner l’évolution d’une architecture d’automatisation.
A propos de l'auteur: Robert Brodie est le responsable produit Europe (European Product Manager) chez PEI-Genesis, leader mondial de la conception et de l'assemblage de connecteurs sur mesure. Basé au Royaume-Uni à Eastleigh, à proximité immédiate du siège européen de Southampton, il s'est imposé comme un expert et un référent technique incontournable dans le domaine de la connectivité industrielle.
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