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Des entraînements de positionnement intelligents pour un haut degré d'automatisation

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Braun Sondermaschinen GmbH fait confiance aux entraînements de positionnement haute performance de SIKO

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L'automatisation, l'industrie 4.0 et le Big Data sont les principales tendances technologiques dans le secteur industriel. Braun Sondermaschinen GmbH a reconnu très tôt ces tendances et les utilise pour développer des lignes de production entièrement automatisées - notamment dans les secteurs de l'automobile et de l'électromobilité - afin d'augmenter la productivité de ses clients et de réaliser des économies potentielles. La construction de machines spécialisées nécessite des concepts individuels et des solutions flexibles. C'est pourquoi l'entreprise a développé, par exemple, le concept d'automatisation modulaire MAK, un ensemble qui comprend à la fois des logiciels et du matériel. Des composants intelligents sont également utilisés pour rendre les processus au sein des systèmes encore plus efficaces et plus sûrs. Parmi ces composants figurent également les entraînements de positionnement AG24 de SIKO GmbH, un fabricant de capteurs et de systèmes de positionnement. Ils permettent un changement de taille automatisé pour des ajustements plus précis lors du changement de produit, ainsi que des temps de rééquipement plus rapides.

Manuel S. Gander, M. Sc., responsable de la gestion de la chaîne d'approvisionnement et de la gestion du matériel chez Braun Sondermaschinen GmbH, explique les exigences liées à la construction de machines spécialisées : "Les lignes de production automatisées que nous mettons en œuvre sont développées en fonction des besoins spécifiques et individuels des clients - généralement sous forme de prototype, puis de réplique adaptée du prototype. Il n'existe pas deux systèmes identiques ; il y a toujours des exigences particulières." Pour garantir le maintien d'un certain niveau de normalisation, l'entreprise propose un concept d'automatisation modulaire : "Le système MAK se compose d'une traverse en aluminium et d'un boîtier de protection. Selon les besoins du client, les différents processus sont reliés de manière modulaire et un logiciel est installé sur l'ensemble du système. Même après des années, les processus de cette conception peuvent être remplacés et modifiés, sans qu'il soit nécessaire de redessiner toute la ligne à partir de zéro."

Changement de format automatisé grâce à l'entraînement de positionnement

Un autre aspect pris en compte dans la planification du système est le nombre croissant de variantes que les machines doivent être en mesure de traiter, même avec les plus petites tailles de lots. Les entraînements de positionnement compacts permettent des changements de taille automatisés et rapides sans intervention majeure dans les programmes PLC. Braun Sondermaschinen GmbH utilise toujours les entraînements de positionnement AG24 de SIKO lorsque des postes de travail manuels à automatiser nécessitent des changements de taille précis. Il s'agit par exemple de systèmes d'équilibrage (machines d'assemblage et d'équilibrage) pour la production de ventilateurs de refroidissement destinés à l'industrie des équipementiers automobiles. Jusqu'à présent, l'équilibrage était un processus manuel dans lequel le fabricant de machines spéciales utilisait déjà les indicateurs de position mécaniques de SIKO pour le changement de format manuel. Avec l'entraînement de positionnement AG24, ce module peut être converti rapidement et précisément pour gérer le nombre croissant de variantes de modèles. Les postes de travail manuels existants peuvent également être équipés ultérieurement d'un entraînement SIKO grâce à un montage simple via l'arbre creux

Une réserve de puissance élevée pour les applications exigeantes

L'actionneur SIKO AG24 a été choisi en partie pour son couple élevé et les réserves de puissance associées. Cette plage de puissance n'est pas toujours nécessaire pour les systèmes, mais l'option de réserve joue un rôle important - par exemple, si les composants deviennent plus difficiles à déplacer en raison de la saleté et des contraintes - et l'entraînement peut alors fournir plus de puissance. Les intervalles de maintenance peuvent également être prolongés si le variateur ne fonctionne pas constamment à la limite de la charge.

Les servomoteurs sont une alternative aux entraînements de positionnement et se justifient dans la plupart des processus, mais moins lorsque la compacité et les opérations manuelles sont importantes. Avec l'AG24, toutes les fonctions essentielles, telles que le moteur CC sans balais, le codeur de position ou l'électronique de puissance et de contrôle sont déjà intégrées dans le dispositif. Il peut être connecté directement à la commande de la machine, il est compact et, contrairement à un servomoteur, qui nécessite des composants supplémentaires tels que des variateurs de fréquence ou des onduleurs, il ne nécessite aucun câblage. L'entraînement de positionnement dispose également d'un codeur absolu intégré qui enregistre la position à tout moment, même lorsque l'alimentation est coupée, et ne nécessite aucun référencement

Pour Jürgen Schuh, Business Unit Manager of Changeover Solutions chez SIKO, cela démontre également les avantages pour un fabricant de machines spéciales comme Braun : "Chaque projet est accompagné d'un nouveau cahier des charges, avec des variantes supplémentaires possibles, qui impliquent à leur tour des exigences spéciales. Avec l'AG24, Braun Sondermaschinen GmbH a dans sa manche un appareil qui, grâce à sa réserve de fonctionnement, peut servir une large gamme d'applications pour le changement de taille et peut donc être un outil standard."

L'entraînement comprend également une fonction de sécurité supplémentaire grâce au frein à ressort en option. Même lorsque l'alimentation est coupée, le frein maintient l'axe dans sa position spécifiée - une fonction intéressante, par exemple, pour les broches positionnées verticalement d'un certain poids. En cas de panne de courant, le poids pourrait exercer une pression vers le bas, mais l'entraînement ne serait plus en mesure de s'y opposer sans alimentation électrique. Dans ce cas, la force de freinage est activée et le frein se ferme automatiquement lorsqu'il est désactivé, maintenant ainsi la broche en place.

Des réglages manuels effectués directement sur l'appareil

Manuel S. Gander est également impressionné par un autre aspect de l'AG24 de SIKO que ses clients apprécient : la possibilité de commander l'entraînement non seulement via le bus de terrain et l'API, mais aussi d'utiliser l'option permettant de modifier les réglages manuels directement sur l'écran de l'appareil à l'aide de boutons de commande. Dans certaines applications, il est plus judicieux de modifier les réglages et le positionnement manuellement à l'avance via l'apprentissage, c'est-à-dire de se déplacer progressivement jusqu'à la dimension appropriée avec l'entraînement de positionnement, puis d'enregistrer ces positions comme valeurs cibles dans le système de commande de la machine. De cette manière, les positions finement ajustées peuvent être atteintes directement lors de la mise en service. L'entraînement de positionnement AG24 combine les deux aspects - le réglage fin manuel et le processus automatisé et efficace.

"Du point de vue de la conception électrique, l'intégration de l'actionneur est également très simple, y compris l'intégration dans le système de commande de la machine", déclare Manuel S. Gander. "Si nous utilisons généralement EtherNET ou EtherCAT, SIKO dispose également de nombreuses autres normes d'interface dans le domaine de l'Ethernet en temps réel, ainsi que des outils logiciels correspondants."

Maintenance prédictive grâce aux données de diagnostic

Selon Manuel S. Gander, un autre aspect qui deviendra plus important pour ses clients à l'avenir est la collecte et l'évaluation des données sur les lignes de production, ce qui est soutenu par la fonctionnalité intelligente de l'entraînement de positionnement AG24. Outre la détermination de la position, l'entraînement peut également afficher des données de diagnostic supplémentaires, telles que la consommation de courant ou la température, à la fois sur l'écran et via l'interface. Ces données permettent de tirer des conclusions en termes de maintenance prédictive, ce qui permet de planifier à l'avance les intervalles de maintenance. Le variateur prend donc également en charge les exigences liées à l'industrie 4.0 et à l'évaluation des données via l'IA.

"L'automatisation complète devient la norme"

Manuel S. Gander voit un grand potentiel futur dans cette capacité de diagnostic, car son idée de la ligne d'automatisation idéale est "un système dans une salle obscure, dans lequel la production peut fonctionner 24 heures sur 24, sept jours sur sept, 365 jours par an, sans intervention humaine". Cette vision n'est pas très éloignée ; le jugement humain est encore obligatoire pour certains processus, mais plus le nombre d'étapes de processus inutiles, fastidieuses ou sujettes aux erreurs qui peuvent être automatisées est élevé, plus la production peut être réalisée efficacement. Pour le fabricant de machines spéciales, une chose est claire : "Non seulement l'automatisation complète ne cesse de progresser, mais elle est en train de devenir la norme dans la production industrielle." Les composants périphériques intelligents tels que les entraînements de positionnement jouent un rôle de plus en plus important.

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