Technologies linéaires
Robot et servopresse : le pressage de frittes en un éclair
Pour le montage automatisé de frittes dans l’industrie chimique, le fabricant suisse de machines spéciales Cerasus GmbH a mis en œuvre une cellule robotisée flexible. La servopresse de Bosch Rexroth intégrée dans la cellule augmente la productivité, la qualité du processus et la flexibilité du montage de frittes.
Il n’y a rien de standard dans la construction de machines spéciales. Pourtant, les packs de solutions standardisées sont d’une grande aide pour gagner un temps précieux en matière d’ingénierie et de mise en œuvre. La société Cerasus, dont le siège se trouve dans la commune suisse de Steinen, simplifie les tâches de montage complexes grâce à un sous-système mécatronique de Bosch Rexroth pour les applications de pressage et d’assemblage. Celui-ci est fourni prêt à être installé et peut également mapper les fonctions de mesure grâce au capteur de force intégré.
Le pack mécatronique complet de Bosch Rexroth est utilisé dans une cellule pour le montage de frittes et est développé pour le compte de Cerasus. Les frittes sont de petits éléments d’étranglement cylindriques en métal qui sont pressés dans un manchon afin de produire des limiteurs de débit pour la technologie médicale et chimique.
Cellule robotisée flexible avec un robot à six axes et le Smart Function Kit Pressing
La cellule de montage CERAFLEX se compose d’un robot à six axes de Fruitcore Robotics et du Smart Function Kit Pressing, une servopresse prête à être installée de Bosch Rexroth qui permet de mettre en œuvre facilement et rapidement différentes fonctions d’assemblage et de mesure. La fonctionnalité spéciale de la solution Rexroth : le sous-système mécatronique est constitué de composants individuels préconfigurés et coordonnés de manière optimale et est fourni avec un logiciel d’exploitation préinstallé.
En outre, les utilisateurs ont la possibilité de configurer, de concevoir et de commander le Smart Function Kit pour des applications en ligne de pressage et d’assemblage en utilisant des outils électroniques intelligents ou, comme Cerasus, de le personnaliser pour des applications spécifiques en coordination avec Bosch Rexroth. Les deux options réduisent les délais d’ingénierie. Les données CAO et la documentation peuvent ensuite être téléchargées par le biais du configurateur en ligne.« Pour nos solutions spécifiques au client, nous apprécions l’assistance d’ingénierie dédiée et compétente de Bosch Rexroth », déclare Gabriel Bösch, directeur général de Cerasus.« Ce n’est pas une évidence dans l’industrie et cela fait la différence pour nous ».
Un travail de précision : la servopresse basée sur le Smart Function Kit de Bosch Rexroth (à gauche) presse des petits éléments d’étranglement de l’ordre du millimètre, connus sous le nom de frittes, dans des manchons métalliques. (Image : Cerasus GmbH)
Servopresses en un rien de temps
Avec le Smart Function Kit Pressing, les intégrateurs de systèmes et les utilisateurs finaux peuvent rapidement mettre en œuvre des servopresses pour une large gamme de tâches d’assemblage normalisées avec des forces nominales allant jusqu’à 70 kN (forces maximales allant jusqu’à 72 kN). La solution modulaire complète et prête à être installée combine des composants mécaniques et électriques de Bosch Rexroth parfaitement adaptés dans un sous-système muni d’un logiciel d’exploitation préinstallé. La mise en service guidée et la création de processus graphique pratique ne prennent que quelques minutes. Le capteur de force intégré peut également mapper les fonctions de mesure pour l’assurance qualité. Les données de processus peuvent être facilement visualisées par le biais de l’interface homme-machine (HMI) et transmises au moyen d’interfaces ouvertes.
La cellule de montage CERAFLEX compacte avec une servopresse modulaire de Bosch Rexroth fonctionne de manière autonome pendant 10 heures. (Source de l’image : Cerasus GmbH)
Smart Function Kit : flexibilité et gain de temps
À l’aide de la cellule de montage CERAFLEX mise en service, Cerasus a automatisé le montage de frittes, autrefois monotone et manuel, pour ses clients. En conséquence, de plus grandes quantités peuvent être produites en moins de temps. En plus de l’insertion, du pressage et de la mesure, la catégorisation des éléments d’étranglement fabriqués est maintenant entièrement automatique. Après avoir mesuré la résistance à l’écoulement, un robot à axes place les produits dans différents réservoirs pour séparer les rebuts des pièces correctes et stocker temporairement des éléments d’étranglement avec des valeurs mesurées spécifiques pour d’autres applications.
Processus précis et reproductibles avec la servopresse modulaire
Par rapport au montage de frittes manuel, la servopresse modulaire de Bosch Rexroth fonctionne avec une précision et une stabilité de processus nettement supérieures.« Le processus de pressage nécessite donc des valeurs exactes de mouvement et de force », explique Gabriel Bösch. Grâce à la fonction intégrée de contrôle de la qualité avec mesure de déplacement de force, Cerasus peut analyser le processus et l’améliorer en permanence. Dès à présent, des tolérances trop importantes peuvent être reconnues par la force initiale à appliquer. Les pièces défectueuses sont ainsi détectées à un stade précoce et l’endommagement de l’outil est évité.
Production annuelle en trois mois d’automatisation
La cellule CERAFLEX peut fonctionner de manière autonome pendant dix heures et en deux équipes, jour et nuit. Avec une durée de cycle d’environ une minute, le robot et la servopresse peuvent maintenant gérer la production annuelle précédente en très peu de temps. Compte tenu de ce gain de temps, le fabricant a ajouté une deuxième tâche à la cellule CERAFLEX. Pour cela, Cerasus utilise un autre Smart Function Kit avec une force nominale de 12 kN et un vérin électromécanique correspondant plus grand. Le reste de l’équipement reste inchangé, de sorte que la cellule peut être convertie en une demi-journée. La seconde application de pressage dispose d’un contrôle de longueur intégré. La mesure de distance nécessaire est effectuée à l’aide de l’enregistrement de déplacement de force, y compris la hauteur de pressage.
En utilisation : des petits éléments d’étranglement de l’ordre du millimètre, appelés frittes, sont pressés dans des manchons métalliques par la servopresse basée sur le Smart Function Kit de Bosch Rexroth (à gauche). (Image : Cerasus GmbH)
Flexibilité élevée grâce à la plateforme de contrôle ouverte ctrlX CORE
La cellule robotisée doit son haut degré d’automatisation et de productivité à la fois au logiciel de commande développé par Cerasus et à la combinaison d’une servopresse flexible et de la plateforme de contrôle ctrlX CORE ouverte de Bosch Rexroth.« Nous avons opté pour le Smart Function Kit Pressing non seulement en raison de son efficacité économique, mais aussi pour son ajustement simple et rapide du processus de pressage », explique Gabriel Bösch.« La plateforme de contrôle ctrlX CORE nous a impressionnés avec un délai de livraison extrêmement court et sa large gamme d’interfaces ouvertes et d’options d'extension flexibles par le biais d’applications, ce qui nous fournit une base durable pour divers projets ».
Pressage, formage et essai efficaces : le Smart Function Kit Pressing est une solution mécatronique complète pour des forces nominales allant jusqu’à 70 kN (force maximale allant jusqu’à 72 kN). Le logiciel d’exploitation préinstallé permet une mise en service, une configuration et une surveillance des processus rapides et faciles. (Source de l’image : Bosch Rexroth AG)
Configuration facile d’interfaces Web HMI
Logiciel modulaire programmé Cerasus pour la cellule robotisée, incluant une interface HMI.« La solution deux-en-un est bien accueillie par notre client, car elle permet d’économiser de l’espace pour une machine séparée et rend la production plus flexible », rapporte Gabriel Bösch. Dans les deux cas, le système complet est contrôlé par le biais de la plateforme de contrôle ctrlX CORE et des modules E/S ctrlX correspondants. Le logiciel CERAFLEX programmé dans CODESYS prend en charge l’interaction des composants individuels. L’interface WebIQ HMI intègre également le logiciel d’exploitation indépendant de la plateforme du Smart Function Kit dans la vue d’ensemble de la machine. À l’aide de WebIQ, il est possible de créer des interfaces Web HMI pour ctrlX AUTOMATION sans avoir à vous familiariser avec la programmation, ce qui inclut des commandes de processus simples avec peu d’écrans. L’application WebIQ du partenaire ctrlX World Smart HMI fonctionne directement sur le ctrlX CORE. Le réseau partenaire, ctrlX World, étend la boîte à outils d’automatisation ctrlX AUTOMATION avec du matériel et de nouvelles applications et offre ainsi une flexibilité maximale.
La base pour les futures cellules de montage
Cerasus utilise désormais le concept CERAFLEX éprouvé avec son processus de pressage normalisé et réglable en force comme base flexible pour la création efficace de nouvelles solutions clés en main.« Notre kit de solution pour le pressage et la mesure est équipé de tout ce qui est nécessaire pour l’assemblage avec la surveillance de la distance et de la force de pressage », déclare Gabriel Bösch.« D’autres étapes du processus, telles que le marquage, la sortie ou l’essai des composants, peuvent être facilement intégrées. Le logiciel d’exploitation est très intuitif et permet une mise en service simple et rapide. En outre, la plateforme d’automatisation ctrlX AUTOMATION nous offre un niveau élevé d’intégration et de viabilité future ».
Avec du recul, Gabriel Bösch est très satisfait du Smart Function Kit et de la plateforme de contrôle ctrlX CORE de Bosch Rexroth :« Les solutions matérielles et logicielles répondent aux caractéristiques de performances promises. L’assistance locale en Suisse et l’assistance de programmation en Allemagne ont bien fonctionné, et tout a été livré à temps. Avec le Smart Function Kit et ctrlX AUTOMATION, nous pouvons développer des solutions particulièrement économiques, fiables et flexibles pour nos clients ».
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Auteur : Markus Geiger
Poste : responsable du développement des canaux de distribution d’automatisation industrielle en Suisse