L’avenir des valves hydrauliques sera connecté

Nous assistons actuellement à une transition qui voit les traditionnels composants hydrauliques analogiques progressivement remplacés par des technologies numériques connectables. Les constructeurs de machines européens, en particulier, tendent de plus en plus à digitaliser leurs modèles afin de permettre une intégration parfaite dans les nouveaux environnements connectés. Les composants hydrauliques permettent ainsi d’obtenir les mêmes niveaux d’automatisation que les entraînements électromécaniques. Une évolution qui passe notamment par l’intégration de valves hydrauliques intelligentes dans différentes topologies d’automatisation par le biais de normes ouvertes telles que des interfaces Ethernet multiples.

Des contrôleurs mono-axe intelligents permettent déjà de réguler les mouvements à distance dans les systèmes en boucle fermée. En outre, un dispositif de commande de mouvement hautes performances est intégré dans l’électronique de la valve. Il effectue une comparaison entre mouvements attendus et mouvements réels sur site et réalise des ajustements avec une précision de quelques micromètres. La qualité de commande du système est déterminée exclusivement par la résolution des systèmes de mesure. Ces types de dispositifs sans armoire de commande sont de plus en plus utilisés dans les scieries, les usines de papier et les machines-outils. Nous proposons également des entraînements de pompe à vitesse de rotation variable et des systèmes de régulation de pompe intelligents. Ces dispositifs permettent de remplacer les systèmes d’étranglement, jusqu’ici majoritairement utilisés, par des commandes de déplacement offrant une meilleure efficacité énergétique. De cette façon, les fonctions auparavant exécutées au niveau de la valve sont maintenant gérées via un logiciel.

La production en masse de capteurs pour les secteurs de l’automobile et des produits de grande consommation a drastiquement réduit le coût de ces technologies. Résultat : les capteurs sont de plus en plus fréquemment utilisés dans les dispositifs hydrauliques. L’intégration de ces technologies aux valves déjà installées constitue pour nous la prochaine étape logique. Les capteurs pourraient ainsi collecter des informations sur la qualité des fluides, la température, les vibrations et la périodicité de démarrage. Grâce à des algorithmes de deep learning, les utilisateurs pourraient alors détecter les signes d’usure avant qu’ils n’entraînent des dysfonctionnements.

Le degré de liberté dont nous disposons pour les géométries de connecteurs est déjà limité par les exigences standard. Le secteur de l’hydraulique s’est déjà penché en profondeur sur la question du numérique il y a quelque temps. L’idée était (et est toujours) de réguler les débits par paliers ou intervalles à l’aide de stratégies mono ou multibits. Dans certaines applications, cette approche peut présenter des avantages par rapport aux technologies de transmission variable de façon continue.

La question n’est plus de savoir si les valves hydrauliques prendront le train du tout connecté, mais de savoir quand. Les discussions actuelles autour de l’Industrie 4.0 montrent clairement l’importance d’une définition précise de toutes les fonctions et fonctionnalités requises. La mise en place d’une véritable connectivité et d’une réelle communication passera nécessairement par une standardisation des mécanismes et des capteurs entre fabricants. Même à l’avenir, toutes les valves de pression hydromécaniques ne seront pas dotées de dispositifs électroniques numériques et ne seront pas connectées à un système de commande ou à d’autres valves. Un code QR fournissant des informations sur les paramètres d’usine, des descriptions fonctionnelles ou des informations sur les joints de rechange constituent un premier pas vers plus de connectivité. Dans le domaine des nouveaux matériaux et des nouvelles technologies de production, Rexroth a de nombreuses innovations dans ses tiroirs. L’impression 3D de l’intérieur des valves pour les boîtiers moulés ou l’impression directe permettent de réduire considérablement la consommation d’énergie lors de l’utilisation des valves. Si la divisibilité du moule devait auparavant être prise en compte dans la conception de la partie intérieure de la valve, cela n’est aujourd’hui plus nécessaire grâce aux technologies d’impression. Nous pouvons ainsi avoir recours à d’autres conceptions de canaux permettant de réduire les pertes de pression et d’optimiser la consommation d’énergie. Pour une valve ayant un débit de 10 000 L/min, la baisse de la résistance à l’écoulement de 10 à 20 % réduit considérablement les frais d’exploitation.

Avec les valves IAC (Integrated Axis Controller), Bosch Rexroth vous offre un dispositif de commande de mouvement complètement intégré à l’électronique de la valve, sans armoire de commande. Il peut être entièrement connecté via des interfaces ouvertes. Le même principe s’applique à nos axes servo-hydrauliques, dotés de leur propre circuit de fluide. Dans ces axes prêts à assembler, la pompe, les valves et les vérins forment un ensemble que le fabricant n’a plus qu’à connecter à l’alimentation et au système de commande. Ils utilisent les mêmes outils de mise en service et les mêmes interfaces utilisateurs, donnant une forme d’homogénéité à toutes vos technologies d’entraînement. Cependant, les servodistributeurs classiques peuvent eux aussi être améliorés. De nouveaux amplificateurs type plug-in avec modulation de largeur d’impulsions pour les valves tout ou rien Rexroth réduisent la température de surface des connecteurs de plus de 80 degrés à seulement 50 degrés. Une technologie particulièrement intéressante pour les scieries, où la sciure de bois, hautement inflammable, représente un risque d’explosion.

Dans 10 ans, les valves permettront une planification plus simple des projets et une mise en service plus pratique. Elles offriront aussi un rendement supérieur et des informations de maintenance plus détaillées. Si une opération d’entretien est nécessaire, la valve sera peut-être même capable de commander elle-même les pièces de rechange.