La plantation de roses à l’aide d’un robot est possible depuis un certain temps déjà. Mais John van de Ven, fondateur d’Aventec, va encore plus loin avec cette technologie. Avec Festo comme partenaire, il met en œuvre les technologies et les innovations les plus récentes. Et pour cela, le terminal de distributeurs VTUX est exactement ce qu’il faut.
En tant qu’ingénieur électricien, Van den Ven connaît parfaitement les robots et le traitement d’images et réalise avec Aventec différents projets d’automatisation de processus. En 2013, aux débuts d’Aventec, Van de Ven s’occupait principalement de missions de gestion de projets intérimaires. Aujourd’hui, il travaille beaucoup sur le thème de l’horticulture en serre. Les clients de son ancien employeur, dont l’entreprise n’existait plus, l’ont contacté et il s’est rapidement retrouvé à travailler à plein temps avec une machine pour la culture de roses en pot. Ces machines étaient en service depuis plusieurs années et nécessitaient un entretien et une remise en état urgents. Après un premier bilan, il s’est avéré qu’il fallait aller plus loin et Van de Ven s’est lancé dans le développement.
« Pour assurer la continuité de ces machines de découpe, il fallait les modifier avec de nouveaux composants. Parmi les pièces utilisées, beaucoup avaient déjà atteint la fin de leur durée de vie. Nous avons alors décidé de reconstruire la machine avec une servotechnologie moderne, commandée par la plateforme Festo CPX-E plc. En même temps qu’un système de vision moderne. » De nombreuses pièces ont dû être programmées à partir de zéro, avec la vision d’une machine rapide et fiable sur laquelle les clients pourront compter pendant de nombreuses années.
Pour mieux contrôler les livraisons et la fiabilité future des machines, il a décidé de les fabriquer lui-même. Pour que vous puissiez vous faire une idée de la complexité, nous expliquons brièvement ce que fait exactement la machine. Au début de la ligne, les branches de roses sont accrochées à la main dans un système de transport. Chaque bouture est suspendue dans un support et transportée vers l’une des cellules de traitement. Là, ils sont positionnés devant le système de traitement d’images, où ils sont tournés à 180° afin de créer un scan 3D d’eux. On obtient ainsi des boutures optimales. Ceux-ci sont ensuite découpés par un robot et plantés directement dans de nouveaux pots. Tout cela se fait à une vitesse fulgurante et avec une extrême précision. La machine complète avec quatre « stations de coupe » peut couper et planter jusqu’à 5 200 boutures par heure.
Lors du développement de la machine, Van de Ven est entré en contact avec Festo. « On m’a aidé dès le début à choisir et à intégrer les différents domaines. Le tournage et le découpage sont la partie la plus passionnante. Pour voir comment nous pouvions réaliser cela avec des composants Festo, nous avons envoyé des branches de roses et leurs supports au centre de développement de Festo à Delft. Une semaine plus tard, j’ai reçu une vidéo de l’équipe avec les derniers résultats. J’ai été surpris de voir le chemin parcouru en une semaine ! Nous avons alors commencé à construire un module de test avec des composants Festo et avons invité nos clients à le voir de leurs propres yeux. »
Van de Ven souhaite se procurer autant de composants que possible auprès d’un seul et même fournisseur. « Chaque fois que c’est possible, j’utilise Festo. Sinon, les fournisseurs risquent de s’accuser mutuellement si quelque chose ne fonctionne pas. Et c’est justement le client final qui en pâtit. Les modules comprennent désormais des guidages linéaires et des systèmes pneumatiques de Festo, des API, une IHM et des terminaux de distributeurs. Entre-temps, nous avons transformé et mis en service une machine complète avec nos nouveaux modules. Chaque module a son propre API, car cette puissance de calcul est nécessaire pour le traitement des images. Pour la commande principale, nous avons utilisé une IHM et de nouveaux terminaux de distributeurs. Pendant le développement de la machine, le développement de produits chez Festo s’est poursuivi comme d’habitude, ce qui nous a permis de passer à la toute dernière IHM. Le travail effectué jusqu’alors par la génération précédente a été étonnamment facile à transférer à la nouvelle génération. La plateforme est devenue beaucoup plus rapide, nous avons conservé la structure. » Pendant le processus, Van de Ven a trouvé le soutien de Festo très précieux. « Festo prend en compte le besoin d’une solution spécifique. Pourquoi utiliser un moteur pas à pas alors qu’il est possible d’exécuter une fonction avec un système pneumatique ? »
L’un des composants les plus spécifiques que Van de Ven utilise dans sa cueilleuse de roses est le nouveau terminal de distributeurs VTUX de Festo. Jeroen Holt de Festo en dit plus sur la technique de ce terminal de distributeurs. « La particularité de ce terminal est qu’il se prête aussi bien à une installation décentralisée qu’à une installation centralisée des machines. Dans ce cas, cette commande est décentralisée. Ici, ce terminal n’a pas besoin d’être placé dans une armoire de commande séparée, mais peut être facilement installé dans un espace ouvert, notamment grâce à son degré de protection IP. Et c’est un produit très compact avec un espace d’installation beaucoup plus petit que ses prédécesseurs, ce qui offre de grands avantages en termes de design. » Van de Ven a choisi d’utiliser une commande décentralisée principalement en raison de la réduction du câblage dans la machine : « On peut être plus proche des capteurs avec ses points de connexion », moins d’E/S dans l’armoire de commande, ce qui signifie moins de place dans cette dernière et donc moins de travail sur celle-ci. « Même si un câble doit être remplacé, il n’est pas nécessaire de passer par une chape de tige dans l’armoire, mais seulement vers le terminal VTUX. »
Van de Ven raconte que lors du premier développement, il a travaillé avec le prédécesseur du VTUX, le VTUG. « Celle-ci avait une plaque de base en aluminium et peut être démontée en pièces détachées. Cette évolution fait du VTUX l’avenir du terminal de distributeurs », acquiesce-t-il. « Ce VTUX est plus polyvalent et plus léger. » Grâce au connecteur femelle série interne, il est possible d’attribuer jusqu’à 128 fonctions de distributeur. « Nous n’avons pas besoin de câbler chaque distributeur et chaque capteur séparément. Il y a un raccordement au terminal pour l’air, l’électricité et la communication. Et là où nous avions besoin de deux armoires de commande pour tout ranger, une seule armoire suffit désormais. Grâce à la commande décentralisée, tout peut être commandé de manière indépendante. »
Selon Van de Ven, la plus grande valeur ajoutée est le gain de temps. « Nous économisons des heures de travail, ce qui permet d’amortir très rapidement la valeur d’achat. » Mais Holt et Van de Ven ne veulent pas non plus passer sous silence les informations relatives à la communication des données. La nouvelle plateforme d’automatisation Festo CPX-AP-A offre différentes possibilités de communication pour une IO rapide et sans erreur entre les composants et avec des fonctions de diagnostic étendues. Holt : « Si un câble se rompt quelque part, par exemple dans l’un des capteurs, le point de rupture est immédiatement visible. » Et c’est très simple, explique-t-il : « Toutes les balises sont lues dans le VTUX, il suffit de les attribuer soi-même. » Van de Ven utilise neuf de ces nouveaux terminaux de distributeurs par machine. Pour chaque module de coupe de rosiers, il y a un terminal en haut, un autre en bas et un troisième sur l’unité principale.
La vitesse est souvent déterminante pour la force et la course requises. Mais il faut aussi tenir compte de l’encrassement d’un vérin, car on travaille finalement dans un environnement sale et poussiéreux. Le VTUX est classé IP 67, ce qui est un facteur important et décisif dans les conditions de fonctionnement de cette application.
Van de Ven a été l’un des premiers clients de VTUX en novembre 2023. « Si Festo développe quelque chose comme ça, je ne veux pas l’utiliser tout de suite. Je suis allé à l’usine d’Esslingen. Quand on voit à quel point tout y est testé en profondeur et de manière approfondie, j’ai une confiance totale dans l’équipe de Festo. » Et la collaboration avec Holt se déroule également très bien. « Je montre ce dont j’ai besoin et Jeroen m’indique les possibilités. Nous avons passé ensemble toute la machine en revue. Nous définissons alors ensemble ce que nous voulons faire et il vient avec les réponses et d’autres informations. Nous voulons que la machine soit encore opérationnelle dans dix ans, donc l’anticipation de la fin de vie est importante et Jeroen réfléchit avec nous aux nouveaux développements. » Holt hoche la tête en signe d’approbation. « La participation à la réflexion est vraiment déterminante, je connais tout le processus et nous partons d’une idée de base avec des questions ouvertes. J’aime bien faire ça. »
Van de Ven est satisfait, comme on peut le constater. « Nous avons élaboré notre propre algorithme pour accélérer l’ensemble du processus. Pour cela, nous avions besoin de plus de puissance de calcul que dans l’ancien système. Nous y sommes parvenus. Nous voulions également séparer deux processus uniques qui se déroulent simultanément. Pour cela, nous avons deux files d’attente, chacune avec son propre noyau dans l’API. Le temps de cycle est et reste déterminant. Nous sommes maintenant à quatre millisecondes et nous visons deux millisecondes. »
Aventec est une entreprise de construction mécanique qui conçoit, construit et met en service des machines. Spécialisée dans les solutions d’automatisation pour l’horticulture, Aventec développe des solutions techniques et les met en œuvre depuis la conception jusqu’à la mise en service, en passant par le prototype et l’ingénierie : électrique, mécanique et logicielle.
Depuis son propre atelier à Heesch/Pays-Bas, Aventec propose tous les domaines d’expertise nécessaires pour apporter un soutien complet à ses clients.