Connecter les E/S et les terminaux de distributeurs flexible

« Oh ! Je viens juste de dire qu’il s’agit d’une installation de chargement et de déchargement de paniers », plaisante Bauke Van den Akker en réponse à son collègue Gerard Lourens qui la qualifie de ‘basket loader/unloader’. Quel que soit le nom de l’animal, c’est l’une des dernières réalisations d’automatisation d’Apollo Engineering. Celle-ci collecte des récipients avec leur contenu, les amène vers l’autoclave où ils sont stérilisés puis les récupère. Bauke Van de Akker est l’un des directeurs – il n’aime pas ce titre – du bureau d’ingénierie établi à Aldeboarn dans la province de la Frise et Gerard Lourens est un des ingénieurs. Officiellement donc, il s’agit d’un ‘basket loader/unloader’, l’installation sera dénommée ainsi après sa mise en service. L’oeuvre d’art doit parcourir un long voyage avant d’atteindre sa destination finale, la Côte d’Ivoire. Cela aurait pu être l’Indonésie ou la Nouvelle-Zélande, pour ne citer que quelques régions, car la clientèle d’Apollo Engineering est active dans le monde entier. Sur place, parler l’anglais ‘universel’ facilite les choses.

Chargeur/déchargeur de paniers

Comme son nom l’indique, l’installation automatisée charge et décharge des paniers remplis de récipients qu’il faut stériliser. La stérilisation a lieu sous pression et à la vapeur dans un autoclave. Quand la procédure est terminée, les récipients sont retirés de l’autoclave et il faut décharger le panier.

Jusqu’à présent, les paniers étaient chargés et déchargés manuellement. Mais les récipients avec leurs contenus peuvent facilement peser un kilo et un panier peut contenir, selon les formats, jusqu’à 400 récipients empilés en couches avec des feuilles intercalaires. Le client a alors pensé à automatiser cette manipulation. Comme il avait déjà eu de bonnes expériences avec le bureau d’ingénierie Apollo Engineering, il lui a demandé d’automatiser le chargement/déchargement des paniers.

À partir d’une machine modulaire, les récipients sont acheminés sur un tapis convoyeur. Quand ils heurtent la butée et qu’il y en a assez pour former une couche complète, l’acheminement des récipients est arrêté. La couche formée est transférée plus loin où les récipients arrivent sur une plaque magnétique dont la structure est dissimulée. À l’aide de vérins DSBC de Festo qui se déplacent de bas en haut, la plaque magnétique prélève la couche de récipients et une feuille est intercalée dans le panier en attente. La couche de récipients est recouverte d’une feuille intercalaire qui est saisie et déposée à l’aide d’un système sous vide. La procédure est répétée jusqu’à ce que le panier soit rempli.

La manipulation des feuilles intercalaires à l’aide du préhenseur a lieu via un générateur de vide OVEM qui surveille activement le vide à l’aide d’un capteur IO-Link intégré et IO-Link. Une fonction d’économie d’air coupe l’air comprimé quand le niveau de vide est atteint. La consommation d’air comprimé est ainsi limitée au minimum.

Une traverse électrique

Quand le panier est rempli de récipients, il est évacué sur un convoyeur à chaîne. De l’espace est ainsi libéré pour le panier suivant qui arrive également via un convoyeur à chaîne. Mais il fallait encore solutionner le transfert des paniers remplis vers l’autoclave, et leur retour. Le client a alors demandé à Apollo Engineering de se charger de ce défi supplémentaire car le déplacement des paniers remplis est fastidieux. Une solution a été élaborée à partir d’une traverse électrique qui peut déplacer un ‘train’ de maximum cinq paniers venant du chargeur/déchargeur de paniers vers l’autoclave. Après la procédure de stérilisation, les paniers retournent à l’installation.

Une construction modulaire et décentralisée

Outre le placement des récipients dans le panier, la machine doit également les retirer. La manœuvre a lieu de l’autre côté de l’installation et les étapes mentionnées plus haut sont réalisées dans l’ordre inverse. Bien que la construction diffère au niveau des détails, les modules fonctionnels sont identiques et un tampon est prévu pour les paniers vides.

Apollo Engineering mise résolument sur la modularité, même si Bauke Van den Akker admet qu’il est rare qu’un concept antérieur soit utilisé à l’identique pour une autre tâche. Il souligne toutefois que cela facilite la construction. Le traitement décentralisé des signaux est directement couplé à la configuration modulaire. Gerard Lourens en est un fervent défenseur et il bénéficie du support en interne : « Prenez un tel convoyeur qu’il faut intégrer. N’est-il pas formidable de pouvoir le construire sur l’établi avec tous les composants utiles, y compris les E/S décentralisées ? Quand tout est prêt, il suffit de l’assembler, de le raccorder et le tour est joué. »

‘Rester le plus simple possible’

« Cela permet d’économiser du câblage », poursuit Bauke Van den Akker, ce que confirme Gerard Lourens : « Nous réfléchissons toujours à la manière de simplifier les choses au maximum. Les capteurs doivent être câblés, on ne peut l’éviter. C’est aussi l’une des raisons pour lesquelles nous avons choisi la plateforme d’automatisation CPX AP-I. »

Apollo Engineering a déjà utilisé de nombreuses interfaces CPX de Festo. L’architecture modulaire permet d’intégrer à la fois le nœud de bus, les E/S décentralisées et les distributeurs dans un seul composant. Il est donc possible d’utiliser les distributeurs de manière centralisée et décentralisée et de câbler divers éléments. Quelle était la meilleure technologie pour le chargeur/déchargeur de paniers ?

Pour cette application, Festo a proposé aux ingénieurs d’Apollo Engineering la plateforme d’automatisation CPX AP-I à E/S décentralisées qui connecte de manière souple et évolutive les modules E/S et les terminaux de distributeurs décentralisés de Festo avec tous les contrôleurs courants. La technologie CPX-AP-I permet une construction modulaire et décentralisée ‘sur mesure’, selon le concept de la machine. Gerard Lourens ajoute : « Avec la plateforme CPX AP-I, je peux par exemple prendre deux unités et connecter quatre capteurs sur l’une et deux sur l’autre. Vous les positionnez sur la machine, vous les raccordez avec le reste et c’est prêt. » Les terminaux de distributeurs VTUG dans le chargeur/déchargeur de paniers disposent en interne du même bus AP que la plateforme CPX-AP-I et peuvent donc être intégrés dans le système sans aucun problème.

Bauke Van Akker comprend la manière dont la plateforme d’automatisation CPX AP-I à E/S décentralisées soutient l’approche d’Apollo Engineering. Sur le terrain, il s’agit de coupler et de raccorder l’alimentation en énergie. Les tâches fonctionnelles de la machine peuvent être préparées pendant le montage chez Apollo Engineering avec les terminaux E/S et les terminaux de distributeurs utiles. Le câblage sur le terrain est ainsi réduit au minimum.

vérins DSBC de Festo

Via les vérins DSBC de Festo, la plaque magnétique, dont la structure est dissimulée, prélève la couche de récipients et la place dans le panier. De l’autre côté de l’installation, l’opération inverse est réalisée.

Primeur

Apollo Engineering recherche en permanence des solutions permettant de faciliter la vie des clients et du bureau. L’utilisation de la plateforme d’automatisation CPX AP-I à E/S décentralisées est une première pour le bureau de Frise. À l’issue d’une visite au Festo Experience Center à Delft et d’entretiens avec les spécialistes produits, Gerard Lourens était convaincu de la valeur ajoutée de ce système introduit en 2020. Ceci alors que les premiers ‘contours’ du chargeur/déchargeur de panier se dessinaient.

C’est ce qui marque la confiance mutuelle. Gerard Lourens: « On fait des affaires avec un fournisseur, mais ce sont avant tout des personnes, des représentants. » Bauke Van den Akker ajoute: « Nous avons des contacts étroits avec les collaborateurs de Festo et c’est primordial. Nous bénéficions d’un bon support et ils sont toujours prêts à nous aider et enthousiastes à l’idée de venir nous voir. La sélection des terminaux de distributeurs est par exemple toujours assez particulier. »

CPX-AP-I

Gerard Lourens d’Apollo Engineering (à gauche) et Mark van Meurs (key account manager, Festo) devant le terminal de distributeurs avec l’interface électrique CPX-AP-I.

Tout simplement

Festo répond donc parfaitement aux souhaits du bureau d’ingénierie Apollo Engineering qui, comme l’explique Gerard Lourens, n’est pas trop grand et peut donc rapidement s’adapter. Le fournisseur doit alors pouvoir suivre. « Il faut dire que le matériel est excellent », lance Bauke Van den Akker en riant. « Nous essayons de faire du bon travail afin que les clients nous soient fidèles. Nos clients exigent de la qualité et nous la leur offrons, en ne travaillant qu’avec des marques de qualité. Festo en est un bel exemple et nous entretenons d’excellents contacts avec les personnes qui sont derrière la marque. C’est une marque A. Tout simplement. »

Vue d'ensemble