Cellro aide les clients à passer à Industrie 4.0

Dans son ambition d’amener ses solutions d’automatisation pour les machines cnc au niveau d’Industrie 4.0, Cellro a analysé minutieusement les hardware et software de ses systèmes. Une transition importante s’en est suivie, où le Motion Terminal de Festo joue un rôle majeur.

« Dans le secteur de l’usinage, les entreprises en croissance recherchent généralement plus de mains et de machines. » Dans la salle de réunion de l’entreprise Cellro à Veenendaal, le directeur Arnoud de Kuijper nous explique que les entreprises actives dans l’usinage n’ont pas la réaction standard de se tourner vers l’automatisation et la digitalisation. « L’adoption d’Industrie 4.0 dans ce milieu est relativement faible et nous avons donc toutes nos chances. Notre mission consiste à implémenter l’innovation chez ces entreprises et à jouer un rôle de premier plan. »

Arnoud de Kuijper est conscient que c’est plus facile à dire qu’à faire. L’industrie s’oriente de plus en plus vers des petits lots et de nombreux produits différents dans diverses tailles. « Comment soutenir cela correctement ? Il faut répondre à la flexibilité demandée par les clients mais il ne faut pas non plus réinventer la roue à chaque mission », explique-t-il. « Nous devons donc évoluer vers des standards et un modèle ‘configure-to-order’ avec de nombreux variables. C’est la base de notre manière d’aborder aujourd’hui la robotique, la préhension et nos technologies. » Pour Cellro, spécialisée depuis de nombreuses années dans l’offre de solutions d’automatisation pour les machines à commande numérique, cette perspective annonçait une transition importante. « Le software est notre plus grand différenciateur », poursuit Arnoud de Kuijper. « Nous installons le hardware chez nos clients et nous leurs proposons de nouvelles fonctionnalités grâce aux logiciels toujours plus performants. » L’accent est mis sur la grande Europe. « Certainement dans les pays germanophones qui comptent de nombreuses entreprises d’usinage et dont le degré d’automatisation est relativement faible. Il y a aussi des opportunités aux Etats-Unis et en Asie, mais nous voulons d’abord desservir notre région. »

Le tournage sans soucis

Dans l’atelier, le product manager Bram De Koning nous montre l’Elevate de Cellro, un système imposant entièrement automatisé, capable de charger une ou plusieurs machines de tournage, de fraisage ou autres. « L’Elevate est une solution logistique puissante », souligne Bram De Koning en montrant la tour haute de quatre mètres. « Nous proposons une capacité de stockage élevée qui permet aux utilisateurs d’effectuer des travaux de tournage durant la nuit voire le week-end. »

Pour les armoires électriques, Bram De Koning nous explique que lui et ses collègues ne se sont pas croisés les bras pendant la période du coronavirus. « Jadis, tout était rangé dans une grande armoire et un seul grand projet logiciel était exécuté. La mise à l’échelle était donc complexe », explique-t-il. « La communication vers les machines cnc – toujours un travail sur mesure – y était incluse. Nous avons estimé que l’on pouvait faire mieux. »

Cellro a reconsidéré les hardware et software et les a répartis sur plusieurs armoires électriques. « A gauche, il y a l’armoire de base avec la majeure partie de l’intelligence », explique-t-il. « C’est là que s’exécutent les processus essentiels comme la gestion des tâches, le planning, etc. Cette armoire est la même pour chaque machine et chaque cellule d’usinage. » Les ingénieurs de Veenendaalse continuent d’affiner le logiciel et peuvent actualiser les systèmes à distance et apporter des améliorations.

Cello a retiré la commande du lift Elevate et l’a placée dans une armoire distincte avec un plc spécifique. D’autres familles de produits de la gamme Cellro ont leur propre armoire de commande. La communication machine est désormais séparée du hardware de base. « L’armoire d’interface traduit les instructions de nos systèmes dans le format souhaité par les machines cnc et inversement », détaille Bram De Koning. « L’avantage d’une telle configuration est que nous pouvons envoyer l’interface au préalable au constructeur de machines ou l’intégrateur système afin qu’il puisse en tenir compte. Cela permet de gagner énormément de temps. Nous sommes devenus plus modulaires.”

Course longue

Au vu de la grande variété des produits que doivent traiter les systèmes de Cellro, l’accent est mis sur les temps de conversion. Arnoud De Kuijper: « Passer à un autre produit nécessite souvent un autre préhenseur. Ces conversions ne sont pas toujours entièrement automatisées et vous perdez donc un temps de production précieux. Si nous arrivons à optimiser les temps de conversion et à les réduire au minimum, alors nos clients bénéficient d’un bel avantage. »

Une grande partie de la solution de Cellro est hébergée dans le préhenseur à course longue qui choisit automatiquement la taille de préhension souhaitée sur toute sa plage. « Vous ne couvrez peut-être pas la gamme complète du client » admet Arnoud de Kuijper, « mais vous lui offrez de la flexibilité pour finir une série de produits avec un seul préhenseur. Et de nombreuses entreprises manufacturières fonctionnent avec un tel agencement en production. »

Le développement de la commande du préhenseur à course longue fut assez délicat. « Un préhenseur normal n’exige pas de calculs savants », explique Arnoud De Koning en montrant un préhenseur pneumatique simple. « Dans le coude du bras du robot, vous placez un terminal de distributeurs classique qui assure l’ouverture et la fermeture des mâchoires. »

Le choix du coude comme emplacement est un juste milieu. Dans le poignet, près du préhenseur, le terminal serait dans le chemin et cela ajouterait du poids à l’endroit qui est le plus en mouvement. Le placer à la base du bras du robot serait un défi pour les câbles et les conduites qui seraient étirés par le bras mobile et rotatif.

Motion Terminal

Le préhenseur à course longue, que Cellro avait en tête, a plus de fonctionnalités. Il doit pouvoir s’ouvrir et se refermer mais aussi positionner précisément les doigts. « Nous visons la précision millimétrique », souligne Bram De Koning. « Difficile d’y arriver avec une pneumatique standard». Cellro s’est alors tourné vers Festo, le partenaire et spécialiste du mouvement industriel.

Festo a suggéré de remplacer le terminal de distributeurs classique par un Motion Terminal. « Ce système fonctionne sur base d’applications, de fonctions préprogrammées qui permettent de définir toutes sortes de mouvements », détaille Bram De Koning. « Les capteurs intégrés dans la tête du préhenseur fournissent un retour de la position des mâchoires qui permet au Motion Terminal de régler le mouvement avec une grande précision. »

Cellro positionne désormais les doigts du préhenseur selon une précision millimétrique. La tête de préhension peut prélever des objets proches les uns des autres. Cela peut sembler anodin mais le client peut serrer les produits au stockage et ainsi augmenter la capacité de production.

« Nous pouvons aussi régler la force et la vitesse avec précision », continue Bram De Koning. « Il suffit d’adapter quelques paramètres et le Motion Terminal réalise les mouvements effectifs. Nous pouvons générer des profils de mouvement spéciaux qui correspondent aux objets à prélever. »

Le Motion Terminal s’adapte aussi aux conditions fluctuantes. Une petite fuite entre le distributeur et le préhenseur est par exemple détectée par les capteurs de pression interne. Le Motion Terminal qualifie alors la fuite et prévoit une compensation. Il en va de même lorsqu’une friction se produit ou diminue dans la mécanique au fil du temps. Grâce au réglage en boucle fermée, le Motion Terminal lisse les rides.

« Le Motion Terminal fournit de l’information précieuse et utile pour la maintenance prédictive », explique Arnoud De Kuijper. « Cela correspond parfaitement à notre ambition de tendre vers une digitalisation complète qui nécessite des données et de l’intelligence. Avec le Motion Terminal, nous faisons un pas important dans cette direction et nous pouvons continuer à nous développer sur base de cela. Je sais avec certitude que dans quelques années nous serons toujours sur la bonne voie », conclut Arnoud De Kuijper.

Vue d'ensemble