L’homme et la machine travaillent ensemble, en toute sécurité, grâce à la combinaison de l’interface de sécurité Flexi Soft avec un contrôleur de mouvement intégré et le scrutateur laser de sécurité S300 mini

Sécurité machines versus productivité – Voilà un thème toujours d’actualité dans les applications semi-automatiques, où l’homme et la machine travaillent étroitement ensemble. VPS Engineering de Machelen-Zulte a réussi à combiner ces deux aspects lors du développement d’un manipulateur pour le montage de roues sur les voitures, par la mise en œuvre du tout nouveau Motion Control Monitor MOC issu de la gamme de contrôleurs de sécurité Flexi Soft. Le client Nedcar est extrêmement satisfait du résultat.

 

 VPS Engineering est une jeune entreprise spécialisée dans la construction de machines qui n’hésite pas à relever les défis technologiques les plus complexes. L’administrateur, Steven Van Parys, s’est lancée dans cette activité il y a quelques années en tant qu’indépendant à titre complémentaire. Au début, il se concentrait sur la conception mécanique, mais comme les clients demandaient de plus en plus de construire effectivement les machines, il fonda l’entreprise VPS Engineering. Aujourd’hui, cinq ingénieurs travaillent dans l’entreprise, qui souhaiterait en engager un sixième.

 

 « Nous nous distinguons sur le marché par notre focalisation sur les machines spéciales pour lesquelles il n’existe pas encore de solution prête à l’emploi sur le marché », explique Steven Van Parys. « Nous recevons une demande d’un client, nous imaginons un concept puis nous le développons et nous construisons la machine. L’ingénieur qui a imaginé le concept travaillera ultérieurement à l’assemblage de la machine. Cela lui donne une satisfaction supplémentaire, et les plans dessinés sont toujours réalisés en gardant l’assemblage de la machine en arrière-plan.  Chez nous, les problèmes de communication entre les développeurs et la production sont inexistants. »

 

Cette passion pour la technologie et une approche pragmatique, orientée résultat, est à l’origine de la signature, à court terme, de nombreux contrats avec des clients connus actifs dans l’industrie, principalement pour le secteur de l’automobile. VPS Engineering a ainsi récemment développé une installation chez Nedcar aux Pays-Bas pour le montage semi-automatique de roues sur les voitures. La machine est intégrée dans une nouvelle ligne de production qui assure, depuis le 1er juin, l’assemblage de la nouvelle Mini Coopers.
 

La synchronisation du manipulateur
 

La machine est un petit bijou de mécatronique, tant au niveau de la mécanique, de l’entraînement que de la sécurité machines. Les roues qui arrivent sur le convoyeur de manière séquentielle sont séparées les unes des autres, puis basculées et placées dans un manipulateur. Ce manipulateur se déplace à une vitesse élevée le long de la ligne de production jusqu’à ce que la roue soit synchronisée avec la voiture sur laquelle elle doit être montée. L’opérateur reprend alors la main et positionne la roue puis les boulons. Le serrage des boulons a lieu à l’aide d’une seconde machine suspendue, à hauteur des roues. Le manipulateur de roues retourne entretemps à une vitesse élevée vers le point de départ pour prendre la roue suivante et la synchroniser avec le châssis, ce qui doit être finalisé lorsque l’opérateur a terminé le montage de la roue précédente.

 

Les voitures sur la chaîne passent devant le poste de travail à une vitesse de 10 m/min. Pour amener les roues une par une sans que le convoyeur ne doive attendre, le manipulateur dispose de 50 secondes par voiture, la vitesse pouvant atteindre jusqu’à 40 m/min.

 

La commande du manipulateur mesure la vitesse du convoyeur à l’aide d’un encodeur qui détecte, en une position donnée, une voiture qui arrive. Sur base de cela, on peut calculer l’endroit où le manipulateur doit positionner la roue par rapport à la voiture. Le manipulateur se déplace à une vitesse élevée pour rattraper la voiture sur la chaîne, puis se synchronise à la vitesse de déplacement de la voiture pour positionner la roue là où elle doit être montée sur la voiture.

 

Flexi Soft surveille la sécurité des opérateurs

Un défi supplémentaire est que l’opérateur se trouve dans la zone du manipulateur. Pour que le travail se déroule en toute sécurité, la vitesse de la machine ralentit automatiquement dès qu’une personne s’approche trop près de la machine. Le manipulateur est équipé pour cela d’un scrutateur laser de sécurité S300 mini qui détecte toute personne pénétrant dans une zone définie autour de la machine en mouvement. Quand c’est le cas, le PLC réduit la vitesse à 16 m/min et un signal indique clairement à l’opérateur qu’il est trop proche de la machine. Dès que l’opérateur sort de la zone de sécurité, la vitesse est à nouveau augmentée et le manipulateur peut se synchroniser sur la ligne de production.

Pour surveiller cette fonction de sécurité, VPS Engineering met en œuvre le contrôleur de sécurité Flexi Soft de SICK, lequel est équipé du Drive Monitor FX3-MOC. A l’instar du PLC classique, il reçoit le signal du scrutateur laser de sécurité S300 mini et contrôle si la vitesse est effectivement réduite dès qu’une situation à risque se présente. Si ce n’est pas le cas, le manipulateur s’arrête et la roue d’entrainement est désaccouplée pour éviter qu’une personne ne soit coincée.

L’avantage de l’utilisation du logiciel de conception Flexi Soft est une flexibilité supérieure par rapport à d’autres systèmes de sécurité et une implémentation aisée de cette logique supplémentaire. Ce logiciel peut d’ailleurs être téléchargé gratuitement sur www.sens-control.com.
 

Un fonctionnement à une vitesse réduite
 

Dans cette application, il y avait notamment un problème lorsque les roues sont serrées à la voiture car le manipulateur, à ce moment-là, est physiquement couplé à la ligne de production. Ce qui signifie que lors de la détection d’une collision, non seulement le manipulateur mais toute la ligne est arrêtée. Via le contrôleur de sécurité Flexi Soft, ceci peut être programmé aisément et le signal de sécurité nécessaire peut être transmis à la commande supérieure de la ligne. A d’autres moments, le manipulateur fonctionne de manière totalement indépendante par rapport à la ligne et la commande reçoit de l’information sur l’état d’avancement via les capteurs.

 

Le module MOC
 

Le module MOC – qui signifie Motion Control – permet, via le concept de vitesse réduite, de satisfaire aux dispositions légales en matière de sécurité des machines. Prévoir un coffrage complet n’est pas possible dans un projet de semi-automatisation. L’opérateur doit pouvoir approcher le manipulateur pour serrer les boulons des roues. Placer à chaque fois la machine en arrêt d’urgence complet en cas de risque de collision serait néfaste à la productivité. Le système à vitesse réduite permet d’éviter le risque d’accident tandis qu’il reste suffisamment de temps pour la machine, pour continuer à fonctionner et atteindre ainsi les temps de cycle établis.

Le contrôleur de sécurité Flexi Soft possède une vingtaine d’entrées dans cette application et peut communiquer, via ProfiNET, avec la commande supérieure de la ligne de production. Un avantage supplémentaire du contrôleur de sécurité est que les ingénieurs de chez VPS Engineering peuvent se connecter à distance pour établir un diagnostic du système, tout comme on le fait avec le PLC standard. Tout ceci garantit une disponibilité élevée de l’installation et un équilibre parfait entre la sécurité et la productivité.
 

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