Un réseau de capteurs laser pilote le transport interne chez Continental Automotive Benelux

Chez Continental à Malines, le transport interne dédié aux lignes de production est assuré par six AGV depuis mai dernier. Deux engins sont équipés d’un système avancé pour le transport de petits bacs. Quatre autres trucks transportent automatiquement les palettes. Un réseau de capteurs laser de SICK surveille les 204 positions de palettes à la production, ce qui donne au système un aperçu de la situation actuelle dans l’usine, les ordres de transport erronés pouvant être évités.

Sense-Plan-Act

Si Continental est connu comme fabricant de pneus, l’entreprise, dont le siège est à Hanovre, n’en est pas moins active dans d’autres secteurs d’activité en tant que sous-traitant pour l’industrie automobile. L’usine de Malines, par exemple, fait partie de la division Chassis & Safety et produit des systèmes de frein électroniques pour toute une série de marques automobiles dont Audi, Ford, Volvo et Toyota. « Notre slogan est Sense – Plan – Act », explique Roel Hensmans, manager Industrial Engineering chez Continental. « Avec nos produits, nous visons à augmenter la sécurité des voitures, l’objectif ultime étant de bannir de la circulation des accidents provocant des blessures corporelles, voire mortelles. » Par rapport à cet objectif, nos produits peuvent mesurer certains facteurs ambiants, traiter ces données et lancer une action sur le véhicule.

A Malines, Continental produit des contrôleurs et des capteurs pour les systèmes de freinage électroniques. Ces contrôleurs contiennent tant de l’électronique que de l’hydraulique, ce qui permet d’adapter la force de freinage à chaque roue et offre une aide à la conduite selon l’input des différents capteurs (gestion du moteur, pédale de frein, Y-rate, …), dont la mesure de la vitesse des roues. Pour les véhicules disposant d’un régulateur de vitesse activé, on tient aussi compte de l’input des capteurs (radar) à l’avant du véhicule pour que le système de freinage prévoit une distance suffisante par rapport au véhicule se trouvant devant. Le contrôleur dispose d’une petite pompe hydraulique, si bien que lors du freinage, il ne faut pas attendre que le conducteur appuie sur la pédale de frein.

Un système kanban électronique

Avec une production journalière de 110.000 capteurs, de 520.000 valves et de 5.300 contrôleurs, le transport interne des marchandises dans l’usine représente un vrai challenge. Pour le rendre le plus efficient et le plus rentable possible, l’entreprise est passée en mai dernier à un système de transport automatisé où six AGV amènent et enlèvent les marchandises des lignes de production.

Pour le transport des bacs contenant les composants, des AGV spéciaux sont prévus : ceux-ci disposent d’une plateforme avec des petits convoyeurs à rouleaux qui se raccordent sans fil aux convoyeurs à rouleaux provenant du magasin et aux racks de flux des lignes de production. Les ordres de transport du système sont générés par un système kanban électronique. Dès qu’un bac est prélevé du rack de flux en production, les opérateurs du magasin reçoivent l’ordre de préparer un nouveau bac et de le placer sur l’AGV. Un système de tri entre le magasin et la production groupe les bacs des ordres de transport le long d’un parcours donné. Les bacs vides sont rassemblés sur un accumulateur à côté du rack de flux. Si un AGV a de la place sur sa plateforme et que les capteurs indiquent le nombre de bacs vides prêts sur l’accumulateur, la machine peut décider de les reprendre et de les ramener au magasin.

Pour le transport des palettes, 204 positions de palettes ont été créées aux lignes de production. Celles-ci disposent d’un rebord métallique des deux côtés sur lequel une palette peut poser pour que l’AGV puisse passer sous la palette avec ses fourches de soutien pour la prélever. Sur certaines positions, ces rebords ont deux niveaux afin que les palettes qui ont plusieurs largeurs puissent être automatiquement centrées, chacune à leur niveau.

Une détection sur chaque position de palette

“Ce système fonctionne de manière totalement autonome et n’a, en principe, pas besoin d’autre feedback”, explique Roel Hensmans. « Dès qu’un AGV dépose une palette quelque part, le logiciel sait qu’une palette se trouve à cette position. Dans la pratique, il peut y avoir diverses raisons qui poussent les hommes de la production à déplacer les marchandises. Voilà pourquoi nous voulions une détection supplémentaire à chaque position de palette, qui indique s’il y a effectivement une palette. De cette manière, nous pouvons garantir d’un AGV n’essaiera pas de déposer une palette là où il y en a déjà une. »

Dans les racks de flux, un tel contrôle existe. Des capteurs à ultrasons, depuis les AGV, peuvent voir s’il y a de la place dans le canal d’un rack de flux avant d’y glisser un bac. Pour les positions de palettes, il a semblé plus logique de placer un capteur fixe sur chaque position pour que le système puisse ‘voir’ à tout moment les positions occupées.

Peter Van Looy, responsable du service Construction & Fabrication d’outillage : « Nous avons placé un capteur laser sur chaque position qui, depuis le plafond, visionne les rebords métalliques des positions de palettes. Sur base d’une mesure de distance, ces capteurs peuvent déterminer s’il y a quelque chose sur cette position. Les capteurs laser étaient la seule option pour obtenir une détection fiable depuis une hauteur de trois mètres et demi. L’avantage de ce système est que nous n’avons pas dû construire de portiques autour des positions de palettes pour rendre la détection possible, et les positions sont dès lors accessibles de tous les côtés. »

IO-Link comme réseau de capteurs

La détection à l’aide de capteurs laser – Continental utilise ici le modèle DT35 de SICK – est très fiable mais ce fut au prix de nombreux efforts. « La plupart des clients disposent de leur propre conditionnement », continue Roel Hensmans. « Dès lors, les capteurs doivent pouvoir détecter différents arrière-plans et couleurs. Pour un certain nombre de positions, nous devions aussi tenir compte de l’influence de la lumière du soleil qui a un impact sur la mesure. Ce fut assez complexe de trouver les bons paramètres pour les capteurs afin d’obtenir une mesure fiable partout et en toutes circonstances. »

Maintenant que les paramètres sont connus, ceux-ci peuvent être automatiquement lus par les capteurs, même lorsqu’un capteur doit être remplacé. Cette fonctionnalité est intégrée dans la version 1.1 d’IO-Link, le réseau utilisé pour coupler les capteurs à la commande.

Peter Van Looy: “En utilisant IO-Link, nous avons pu simplifier sensiblement le réseau de capteurs. Nous travaillons avec 45 maîtres IO-Link sur lesquels 8 capteurs sont à chaque fois raccordés. Les maîtres communiquent à leur tour avec le système de contrôle via ProfiNet. Grâce à IO-Link, non seulement les valeurs de mesure analogiques sont envoyées mais aussi l’information digitale pour la configuration et le teach des capteurs et des mentions d’erreurs. Au total, les capteurs disposent d’une cinquantaine de paramètres pour lesquels nous avons recherché une configuration optimale. Dès qu’un nouveau capteur est connecté au réseau, celui-ci peut charger automatiquement ses paramètres sur le réseau. La seule chose qui doit encore avoir lieu est le teach. Cela signifie que le capteur mesure la distance de sa position de palette en situation à vide. La configuration d’un maître a lieu de manière similaire avec un bloc de fonction que nous avons écrit à cet effet. Un nouveau maître peut dès lors être mis en service très rapidement. »

“L’utilisation des capteurs laser nous donne un système de transport particulièrement fiable, capable de réagir en souplesse à ce qu’il se passe dans l’usine. Et avec IO-Link, le système de capteurs est hautement fiable et flexible. »