Trends in Automation Nr. 11, 2007 A la une « Safety@Festo » Nouvelle Directive Machines Distributeurs & Terminaux « Mise en pression progressive pour plus de sécurité » Le démarreur progressif assure un maximum de sécurité. Technique de commande « La robotique appliquée aux techniques de manipulation » Commande robotique pour applications de déplacement avec jusqu’à six degrés de liberté. Actionneurs électriques « Rapides, compacts, précis – des axes électriques à tout faire » Nouvelle génération : les axes électriques font valoir leurs atouts en palettisation, tri et alimentation. www.festo.fr N° 3 Mai 2009
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N° 3 Mai 2009 - festo.com · • Capteurs • Relais • Modules de commande (logique câblée) Eléments programmables, électroniques : • Mini-automates programmables • Bus
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Trends in Automation Nr. 11, 2007
A la une
« Safety@Festo »
Nouvelle Directive Machines
Distributeurs & Terminaux
« Mise en pression progressive
pour plus de sécurité »
Le démarreur progressif assure
un maximum de sécurité.
Technique de commande
« La robotique appliquée aux
techniques de manipulation »
Commande robotique pour
applications de déplacement
avec jusqu’à six degrés de
liberté.
Actionneurs électriques
« Rapides, compacts,
précis – des axes électriques
à tout faire »
Nouvelle génération : les
axes électriques font valoir
leurs atouts en palettisation,
tri et alimentation.
www.festo.fr
N° 3 Mai 2009
Parc national Yosemite, octobre
2007 : deux escaladeurs de l’ex-
trême, au pied du monolithe de
granit El Capitan, jaugent les
1000 m de la plus célèbre voie
d’escalade du monde. Leur objec-
tif : atteindre le sommet en un
temps record. Chaque prise doit
être parfaitement assurée. Un tra-
vail d’équipe s’impose. Une telle
tentative doit satisfaire aux plus
hautes exigences de sécurité – la
moindre inattention ou un risque
négligé et les grimpeurs se retrou-
vent en situation dangereuse.
Dans le domaine de l’automati-
sation, il en est de même. Les
systèmes, souvent soumis à une
très forte dynamique, nécessitent
des composants adaptés. L’hom-
me et la machine doivent interagir
en harmonie, les risques poten-
tiels avoir été définis par avance
et les systèmes pneumatiques
avoir été conçus de sorte à élimi-
ner ou à éviter systématiquement
ces risques. La sécurité du per-
sonnel et de la machine est pri-
mordiale.
Minimiser les risques par une
pneumatique axée sur la sécurité
signifie assurer à tout moment le
fonctionnement sûr des machines
et installations. « trends in auto-
mation » consacre son article
de une « Safety@Festo » à ce
sujet. Festo couvre les principales
fonctions de sécurité par ses pro-
duits et solutions pneumatiques
et électropneumatiques. Qu’il
s’agisse de la mise en/hors pres-
sion en toute sécurité d’une partie
de l’installation, de la sécurité des
Priorité à la sécurité
manipulations ou de l’arrêt et du
blocage de mouvements. Pour en
savoir plus, lisez page 4.
Au fait, les deux athlètes d’excep-
tion Alexander et Thomas Huber
ont réussi leur ascension express
en 2h 48 min 35 s – 15 secondes
de mieux que le record inégalé
depuis 2002.
L’équipe de rédaction de
« trends in automation »
A la une
Safety@Festo 4
Newsticker
En bref
Nouveautés et événements. 8
Bionic Learning Network
« La nature inspire la technique de demain »
S’inspirer de la nature : méduse artificielle autono-
me AquaJelly à commande électrique et structure
mécanique intelligente et adaptative. 10
Distributeurs & Terminaux
« Mise en pression progressive pour plus de
sécurité »
Intégré dans le terminal de distributeurs normalisé
VTSA, le démarreur progressif VABF assure un maxi-
mum de sécurité. 12
Technique de commande
« CPX se met au Motion Control »
Les interfaces d’axes servopneumatiques et élec-
triques CMPX, CMAX et CMXX : des compléments
parfaits pour le terminal CPX. 14
« La robotique appliquée aux techniques de
manipulation »
Durée de course réduite : commande robotique CMXR
pour applications de déplacement avec jusqu’à six
degrés de liberté. 18
Solutions dédiées
« L’automatisation au service du progrès médical »
Industrie pharmaceutique : armoires de commande
prêtes à monter avec terminal de distributeurs
CPX/MPA pour l’élaboration de médicaments
injectables. 20
Actionneurs électriques
« Rapides, compacts, précis – des axes électriques
à tout faire »
Nouvelle génération : les axes électriques EGC et
EGSK/EGSP font valoir leurs atouts en palettisation,
tri et alimentation. 22
Manipulation et assemblage
« Vernis à ongles à la chaîne »
Grande cadence : manipulation rapide et écono-
mique de flacons de vernis à ongles avec le plateau
à indexation DHTG. 24
« La préhension intelligente »
Préhension autonome : la pince servopneumatique
à action proportionnelle HGPPI utilisée pour l’assem-
blage de calculateurs de climatisation. 26
« Du soleil dans les affaires »
Fabrication de modules solaires à couche mince :
axe à vis à billes DGE-SP et servomoteur MTR-DCI
positionnent les têtes de distribution. 28
Automation worldwide
De Brésil à l’Allemagne
Autant de missions dans le monde entier, autant de
solutions avec Festo. 31
Edition 34
4 A la une
Les normes de sécurité prennent toujours plus d’importance. Les exigences concernent l’ensemble de la
chaîne de commande – du conditionnement de l’air comprimé aux commandes en passant par les vérins et
les distributeurs. L’objectif annoncé de l’industrie est de rendre ainsi les processus et les installations aussi
fonctions de diagnostic, en passant par l’interface
CANopen Master, qui pilote aisément non seule-
ment les terminaux de distributeurs mais aussi
les actionneurs électriques Festo. Le module option-
nel d’E/S FED-UIM offre 20 entrées numériques
et 8/4 entrées analogiques ainsi que 12 sorties
numériques et 4 sorties analogiques. La program-
mation est des plus simples grâce à la plate-forme
logicielle CoDeSys provided by Festo.
Distributeurs & Terminaux
Plus de débit – moins d’encombrement
Nouveauté pour le terminal de distributeurs MPA :
des embases à orifices de diamètre multiplié par
trois laissent passer jusqu’à trois fois plus d’air
dans le terminal, soit 900 l/min. D’où la possibilité
de piloter en même temps davantage de distribu-
teurs et donc d’actionner davantage de vérins.
Caractéristiques :
• Extensions et changements très simples
grâce à une grande modularité
• Fixation rapide des embases par trois vis
seulement
• Qualités standard de l’air : filtré, lubrifié, non
lubrifié ou gaz inertes
• Nouvelles fonctions de diagnostic intégrées,
par exemple sous-tension
Capteur de position
Petit par la taille, grand par les performances !
Le SMAT-8M n’est autre que le premier transmetteur de position de
la taille d’un capteur de vérin. Sa plage de détection peut s’étendre
jusqu’à 40 mm en fonction de l’actionneur. Le mouvement du piston
est retourné sous la forme d’un signal de tension analogique. Appli-
cation : directe (sans accessoire) sur les actionneurs standards de
marque Festo, et plus particulièrement les vérins à faible course et
les pinces. C’est la solution idéale pour toutes les applications à
encombrement limité.
Distributeurs & Terminaux
Safety@Festo : CPX/VTSA
La sécurité intégrée directement dans le terminal de
distributeurs VTSA : Festo propose des solutions tout-
en-un qui intègrent à la fois les composants pneuma-
tiques, électriques et les éléments de communication.
Fonctions de sécurité intégrées: 1. Mise sous pression
progressive avec distributeur de mise en pression et
d’échappement rapide intégrés. Démarrage des ins-
tallations ou parties d’installation en toute sécurité
avec fonction de paramétrage personnalisé. Capteur
intégré pour la surveillance de la position du tiroir.
2. Distributeurs avec détection de position de com-
mutation intégrée (raccordement monocanal ou
bicanal au choix) pour les architectures de commande
de niveau supérieur, telles que les commandes de
presse. 3. Distributeurs spécifiques avec fonctions de
sécurité intégrées pour vérins de levage,
vérins rotatifs ou postes de travail
manuels avec systèmes
de serrage.
AquaJelly
Méduse artificielle autonome à commande
électrique et structure mécanique intelligente
et adaptative.
Bionic Learning Network
La nature inspirela technique de demain
S’inspirer de la nature pour élargir les horizons des techniques d’automatisation : tel est
l’objectif du Bionic Learning Network de Festo. Le meilleur exemple : les méduses, qui
défient les lois de la pesanteur et se déplacent par réaction. Leur copie bionique, l’AquaJelly
Festo, utilise pour ce faire un système mécatronique composé d’un actionneur électrique, de
capteurs et d’une commande intelligente.
« Réunir la nature et la tech-
nologie » : tel est le slogan du
Bionic Learning Network de Festo.
En coopération avec des étudiants,
des écoles supérieures de renom,
des instituts universitaires et
sociétés de développement, Festo
promeut des projets et études
expérimentales et technologiques
susceptibles de constituer,
demain, des champs d’application
intéressants. L’objectif consiste
à rendre les cycles de mouvement
automatisés plus efficaces et plus
productifs grâce à la bionique. « Le
Bionic Learning Network fait partie
intégrante de notre engagement
en matière de formation tech-
nique, qu’elle soit initiale ou conti-
nue », souligne en outre Eberhard
Veit, Président du Directoire de
Festo.
Totale autonomie : AquaJelly
Cette méduse artificielle à com-
mande totalement autonome tend
à se comporter comme si elle fai-
sait partie d’un banc lorsqu’elle
est dans l’eau. Elle se propulse
grâce à un hémisphère translucide
et huit tentacules. L’AquaJelly ren-
ferme une capsule hermétique
élaborée par frittage laser, qui
contient une commande élec-
trique, deux batteries lithium-ion
polymère, un régulateur de charge
ainsi que des servomoteurs pour
10
trends in automation N° 3, 2009
de son banc, qui lui permet notam-
ment d’éviter ses congénères et
de hiérarchiser les priorités de
recharge. Un ensemble de cap-
teurs internes oriente le système
de propulsion péristaltique dans
les quatre directions de l’espace.
Un capteur de pression sert à
déterminer la position dans le
bassin ; dès lors qu’une AquaJelly
régénère ses batteries sur la sta-
tion de charge, elle signale à son
banc qu’elle est « occupée ».
Chaque méduse agit de manière
totalement autonome en fonction
de son état, de sa charge, de la
position de l’actionneur, mais
aussi de la présence d’une autre
méduse à proximité. Le comporte-
ment du banc de méduses est
donc indépendant de toute com-
mande prédéfinie du système dans
son ensemble.
Il est fort probable que les
systèmes indépendants prennent
une grande importance à l’avenir
dans les techniques d’automati-
sation, à travers des systèmes
totalement ou partiellement auto-
nomes, qui agissent indépendam-
ment les uns des autres tout en
s’échangeant des informations.
Elle nage dans les airs : AirJelly
L’AirJelly est le premier aéronef
adaptatif et intelligent qui nage
littéralement dans son « espace
aérien d’intérieur », à l’instar de
ses homologues aquatiques, en
faisant appel à des mouvements
péristaltiques. L’AirJelly doit sa
légèreté à son ballonnet rempli
d’hélium.
Deux accumulateurs lithium-ion
polymère sur lesquels est bran-
chée la commande électrique cen-
trale servent de source d’énergie
à AirJelly. La commande électrique
transmet la force sur une roue
conique puis successivement sur
huit roues dentées droites qui
agitent les huit tentacules de la
méduse via des manivelles.
Chaque tentacule comporte une
structure à « Fin Ray Effect® ». Ces
commandes électriques associées
à un système mécanique intelli-
gent ouvrent des perspectives fas-
cinantes en matière de déplace-
ment d’objets « plus légers que
l’air ».
Perspectives d’avenir
Bien que des incertitudes subsis-
tent quant aux applications poten-
tielles, la société Festo apporte la
preuve, à travers ces modèles
d’exposition et bien d’autres enco-
re, qu’elle a d’ores et déjà une
vision très concrète de l’avenir
des techniques d’automatisation,
mais aussi qu’elle sait se poser
les bonnes questions, à savoir
celles qui mettent en valeur et font
progresser l’innovation, tant en
termes d’automatisation que de
didactique.
le disque en nutation. La comman-
de dans l’espace tridimensionnel
s’effectue par report des masses.
Communication par la lumière
Onze capteurs dits « environne-
mentaux », c’est-à-dire des diodes
luminescentes situées sur la cou-
pole, confèrent à l’AquaJelly un
comportement intelligent au sein
Les points de mire de la Foire de Hanovre : l’AquaJelly dans son aquarium ...
L’élégance sous-marine : chaque tenta-cule comporte une structure à « Fin RayEffect® ».
... et l’AirJelly dans les airs.
iVous trouverez de plus amples informations et des
brochures relatives à ces projets et bien d’autres
encore sur Internet, à l’adresse
www.festo.com/bionic.
11
trends in automation N° 3, 2009
12
Démarreur progressif VABF-S6-1-P5A4 à emba-
se juxtaposable VABV-S6-1Q sur terminal de
distributeurs VTSA
Domaine d’application
Automobile, conditionnement et emballage,
machines spéciales
Caractéristiques
• Sécurité accrue par mise en pression progres-
sive dans les installations d’automatisation
• Fonction de protection dans les installations
• Raccordement simplifié
Distributeurs & Terminaux
trends in automation N° 3, 2009
Mise en pression progressivepour plus de sécurité
Le nouveau démarreur VABF s’intègre sans problème dans le terminal de
distributeurs normalisé Festo VTSA, réduisant le risque pour l’utilisateur
par mise en pression progressive des installations d’automatisation dans
l’industrie automobile, le conditionnement et l’emballage ainsi que la
construction de machines spéciales.
Le démarreur progressif VABF
répond, lui aussi, au principe du
« petite cause, grands effets » –
comme d’ailleurs beaucoup
d’autres composants du système
modulaire de terminaux de distri-
buteurs. Le VABF s’intègre dans
le terminal VTSA afin de répondre
par une mise en pression progres-
sive aux exigences de l’installation
pneumatique considérée.
Des vis de réglage permettent de
faire varier aussi bien la pression
de commutation que la durée de
mise en pression. Un capteur est
disponible en option pour sur-
veiller la position du tiroir du dis-
tributeur. Il détermine alors si le
démarreur a commuté. Si ce n’est
pas le cas, le canal d’alimentation
des distributeurs de puissance
montés en aval n’est pas mis sous
pression. L’utilisateur peut inté-
grer jusqu’à cinq démarreurs pro-
gressifs dans un terminal et les
affecter à une ou plusieurs zones
de pression. Tous les distributeurs
montés en aval sont alimentés par
le démarreur progressif.
Le VABF en service : mise sous
pression en toute sécurité...
Les utilisateurs, par exemple dans
l’industrie automobile, mettent à
profit le concept de sécurité du
Le terminal normalisé à démarreurprogressif intégré – un maillon dansla chaîne de sécurité des installationsd’automatisation.
13
trends in automation N° 3, 2009
démarreur progressif VABF chaque
fois que la sécurité au travail joue
un rôle particulièrement impor-
tant, comme par exemple dans les
postes de soudage des carrosse-
ries. Le VABF y fonctionne en
vanne de démarrage en douceur
et met sous pression les gre-
nouillères de bridage qui maintien-
nent les tôles serrées. Si, quand
un élément de tôle est coincé, une
grenouillère n’est pas dans sa
position initiale ou de travail, le
risque est que la grenouillère se
referme brusquement sous l’effet
des modifications apportées par
l’opérateur. D’où un risque de
blessures graves pour l’opérateur.
La deuxième fonction du démar-
reur progressif est de couper la
pression d’alimentation de l’instal-
lation et d’écarter ainsi le danger.
Si ni le point mort haut ni le point
mort bas des grenouillères n’est
atteint et si l’opérateur pénètre
dans la zone dangereuse pour
remédier à une panne, un automa-
te de sécurité coupe le démarreur
et met l’installation à l’échappe-
ment. L’opérateur peut alors y
pénétrer en toute sécurité.
... et redémarrage rapide
L’avantage de la remise sous
pression à l’aide du démarreur
progressif est d’accélérer le redé-
marrage de l’installation d’auto-
matisation. Le VABF met à l’échap-
pement non pas toute l’installa-
tion, mais uniquement la partie
incriminée, laquelle est la seule
à devoir être réalimentée. Un net
atout par rapport à la mise à l’é-
chappement par unité de condi-
tionnement est d’augmenter la
vitesse de réaction et d’économi-
ser la précieuse énergie.
Le démarreur progressif intégré VABFpour utilisateurs de terminaux de distribu-teurs modulaires intégrant de multiplesfonctions pneumatiques et électriques.
Des fonctions de sécurité sont nécessaires dans beaucoup de secteurs pour assurer laprotection du personnel et des machines. L’industrie des boissons – comme ici dans le trides consignes chez Veltins – n’en est qu’un exemple.
Le démarreur progressif permet d’appli-quer en douceur la pression d’alimenta-tion au canal 1 du terminal de distribu-teurs.
Solutions homogènes et concepts globaux sont des facteurs prépondérants du succès rencontré par les techniques
d’automatisation. Les interfaces d’axes électriques et servopneumatiques CMPX, CMAX et CMXX pour terminal électrique
CPX franchissent une nouvelle étape sur la voie d’une intégration fonctionnelle complète.
triels tels que Modbus/TCP, Ether-
net/IP, Profinet ou EtherCat. Outre
la visualisation des états et des
informations de diagnostic du
système CPX et des périphériques
connectés (par module ou par
canal), ce système inclut la sur-
veillance d’état des distributeurs.
Si le réseau Ethernet est suffisam-
ment performant, le serveur Web
CPX est accessible depuis n’impor-
te quel PC, ce qui permet d’éviter
des interventions d’entretien coû-
teuses et de diminuer durable-
ment les temps d’arrêt.
Solutions intégrées prêtes à
l’emploi
L’intégration fonctionnelle du péri-
phérique électrique CPX est un fac-
teur clé de l’intérêt suscité par les
solutions complètes d’automatisa-
tion avec un terminal de distribu-
teurs. Plus besoin de sélectionner,
de commander, d’assembler
et de configurer chacun des com-
posants et fonctions associées,
puisque Festo propose des solu-
tions intégrées ! L’intégration fonc-
tionnelle du terminal de distribu-
teurs piloté par une unité centrale
CPX peut diminuer le coût unitaire
Festo Configuration Tool FCTCPX-CMXX
Contrôleurde moteurSFC-LAC
Contrôleur deservomoteurCMMP-AS
Contrôleur demoteur pas àpas CMMS-ST
ServomoteurMTR-DCI
Vérin linéaireDGPL
CMPX
Vérins linéaires avec capteurde déplacement DGPI/L
CMAX
Entraînements à com-
mande pneumatique
Entraînements pour sys-
tème de positionnement
Entraînements/axes électriques
DistributeurproportionnelVPWP
DistributeurproportionnelVPWP
Drivebus
Modularité, souplesse et inté-
gration fonctionnelle maximales :
le terminal CPX facilite la liaison
entre les chaînes d’asservissement
électropneumatiques et le systè-
me d’automatisation. En fonction
de la configuration, le système
peut comporter jusqu’à 512 E/S.
Les interfaces de connexion par
bus de terrain se montrent parti-
culièrement polyvalentes. Elles
sont non seulement compatibles
avec les divers protocoles comme
Interbus, DeviceNet, Profibus-DP,
CANopen ou CC-Link, mais aussi
avec les réseaux Ethernet indus-
Contrôleurde moteurSFC-DC
des canaux jusqu’à 50%. Parallè-
lement, la simplification des procé-
dures de commande, d’assembla-
ge, de configuration et de mise en
service se traduit par un gain de
temps pouvant aller jusqu’à 60%.
Soft Stop CMPX
Le module CMPX transpose la
fonctionnalité « Soft Stop » à l’uni-
vers CPX. Ce système offre non
seulement des courses rapides
entre deux butées fixes sans vibra-
tions, mais aussi des déplace-
ments jusqu’à deux positions
intermédiaires réglables. Les
16 Technique de commande... CPX se met au Motion Control
trends in automation N° 3, 2009
durées de déplacement sont infé-
rieures d’environ 30% à celles des
systèmes pneumatiques standard.
La masse déplacée peut s’échelon-
ner de 1 à 300 kg, à raison d’une
course maximale de 2 m. Un termi-
nal CPX peut rassembler jusqu’à
10 modules, en fonction toutefois
du bus de terrain choisi et des
autres modules utilisés.
Système de positionnement
servopneumatique CMAX
Les techniques de positionnement
servopneumatiques sont particu-
lièrement avantageuses lorsque
la masse déplacée est située entre
1 et 300 kg et que la précision de
positionnement requise n’est pas
supérieure à quelques dixièmes
de millimètre. Le module de posi-
tionnement servopneumatique
CMAX propose jusqu’à 64 blocs
de déplacement paramétrables.
Il est compatible avec le protocole
FHPP. La configuration et la mise
en service s’effectuent soit par
bus de terrain, à l’aide de l’inter-
face centrale de nœud de bus de
terrain, soit par le biais du module
de commande CPX-FEC/CECX.
En fonction de l’entraînement,
le système peut déployer des
vitesses de déplacement allant
jusqu’à 3 m/s pour des accéléra-
tions maximales de 30 m/s2, avec
une précision de 0,2 mm. Le CMAX
se dote de nouvelles caractéris-
tiques, parmi lesquelles la régula-
tion à l’arrêt, la régulation de force
et la surveillance de position cible.
Le nombre maximal d’axes de
positionnement pneumatiques
s’élève à huit, en fonction du bus
de terrain et des autres modules
du terminal CPX.
Interface multi-axes CMXX pour
entraînements électriques
Si le déplacement des pièces
nécessite plusieurs axes, les por-
Positionnement d’axes électriques et pneumatiques pour la fabrication et le condition-nement de carreaux en céramique : une application qui met en œuvre les nouveauxmodules compatibles CPX.
Nombre d’E/S total (512 maxi)
Entrées Sorties
Numériques 4, 8, 16 4, 8
Analogiques 2x16, 4x16 2x16
Terminaux de
distributeurs – 8, 16, 24, 32
MPA modulaire – 4, 8, 12...128
CMPX 48 48
CMAX 1 axe 64 64
CMAX 2 axes 2 x 64 2 x 64
CMAX 1 groupe d’axes 128 128
CMAX 2 groupes d’axes 256 256
Portique tridimensionnel avec plusieursaxes électriques DGE (axes X, Y), unmodule de manipulation pneumatiqueHMPL (axe Z) et des fonctions de rota-tion/préhension complexes. Une solu-tion complète grâce à la nouvelle plate-forme CPX/MPA.
Mouvement rapide du DGPL avec SoftStop : portique de conception simple,avec SLT et pince en bout de chaînecinématique.
17
trends in automation N° 3, 2009
tement émises par un API. Cette
interface est compatible avec les
applications à un seul axe comme
avec les applications multi-axes
simples dans un système carté-
sien.
Prétraitement
Simple et efficace : en matière de
technique de commande, la com-
mande API de niveau supérieur et
le terminal CPX forment une unité
parfaitement cohérente, qui fait
office d’interface entre l’API et plu-
sieurs modules CMXX ou CMAX.
Le pilotage décentralisé des mou-
vements opéré par le module CPX
entraîne une nette diminution des
temps de cycle, tout en délestant
l’API de niveau supérieur. Les
entraînements servopneumatiques
et électriques sont mis en marche
et positionnés par les instructions
simples du programme de l'API,
qui sont relayées par le bus de ter-
rain. Par ailleurs, le test préliminai-
re renforce la sécurité : le logiciel
FCT permet de s'assurer que les
mouvements séquentiels du systè-
me de manipulation multi-axes
sont bien cohérents.
Solution complète pour la mani-
pulation et l’assemblage
L’interface électrique multi-axes
et les applications servopneuma-
tiques sont les parfaits complé-
ments des axes mécaniques Festo.
Ils se prêtent à la réalisation de
systèmes complets. La synergie
entre les unités de commande
CPX-FEC/CECX et le terminal CPX
permet de constituer des solutions
d’automatisation complètes pour
la commande des mouvements
des axes électriques et servopneu-
matiques, avec raccordement
direct des modules électriques et
pneumatiques de rotation, d’oscil-
lation, de préhension ou de vide
via des E/S TOR.
Définitions
Mode sélection des blocs : Sélection des positions paramétrées
dans le CMAX/CMXX
Mode direct : Spécification des positions directement via un API
FHPP : Festo Handling and Positioning Profile (profil de positionne-
ment et de manipulation Festo) pour spécification directe des
positions à partir de l’API
FCT (Festo Configuration Tool) : logiciel de paramétrage des
entraînements, profils de déplacement etc. sur PC
Système cartésien : Système où les différents axes sont perpendi-
culaires les uns aux autres
tiques bidimensionnels ou tridi-
mensionnels offrent une solution
adaptée. Mais grâce à l’interface
multi-axes CPX-CMXX, le paramé-
trage et la commande de ces
systèmes à axes multiples avec
entraînement électrique ne posent
plus le moindre problème. Parallè-
lement, le logiciel Festo Configura-
tion Tool (FCT) facilite grandement
la configuration : il suffit de spéci-
fier les positions cibles pour que
le CMXX amène les divers axes aux
endroits souhaités à une vitesse
contrôlée. Le profil FHPP étendu,
spécialement dédié aux systèmes
multi-axes, se prête aussi bien au
mode de sélection des blocs qu’à
la commande directe, moyennant
des instructions de position direc-
CPX et contrôle de mouvement – aide à la sélection
* Uniquement avec commande CPX-FEC/CECX** En fonction des applications et de l’entraînement pneumatique ou de l’unité de translation électrique, du contrôleur, du moteur/réducteur
CMPX
Système de positionnement
servopneumatique
Oui
–
10
2 + 2
±2 mm
1 ... 300 kg
Jusqu’à 2 m
Non
1
Oui
• Système simple et robuste
• Vitesse supérieure de 30% à un
système pneumatique standard
CMAX
Système de positionnement
servopneumatique
Oui
–
8
Indifférente
±0,2 mm
1 ... 300 kg
Jusqu’à 2 m
Oui *
64
Oui
• Régulation de position et de
force intégrée
• Système de positionnement
robuste et peu encombrant
CMXX
Interface électrique multi-axes
–
Oui
8
Indifférente
30 ... 200 μm
Jusqu’à 200 kg
Jusqu’à 10 m
Non
1024
Oui
• Calcul dynamique intégré
• Description du cycle aisée
(tableaux)
Entraînement pneumatique
Entraînement électrique
Nombre d’axes
Nombre de positions
Précision **
Masse **
Distance de déplacem./course **
Coordination des entraînements
Nombre de blocs de déplacement
Commande directe
Caractéristiques
18
Commande robotique CMXR
Domaine d’application
• Coordination des mouvements dynamiques
dans l’espace
• Solutions à cinématique parallèle, par ex.
tripode
• Applications de déplacements jusqu’à six
degrés de liberté
Caractéristiques
• Mise en service simple
• Temps d’étude réduit grâce à des interfaces
harmonisées
• Lissage de positions
• Programmation en ligne
Technique de commande
trends in automation N° 3, 2009
La robotique appliquée auxtechniques de manipulation
Tout est question de synergie :
la commande robotique CMXR
associe éléments mécaniques,
entraînement électrique et tech-
nique de commande au sein d’une
solution système cinématique
capable de coordonner des mou-
vements hautement dynamiques
dans l’espace. Elle offre aussi un
niveau élevé de sécurité grâce à
des interfaces harmonisées, une
configuration conviviale et une
programmation intuitive. Un termi-
nal de commande, avec langage
macro en texte clair, donne accès
à l’ensemble des fonctions d’utili-
sation, de programmation et de
diagnostic. Une fonction de pro-
grammation par apprentissage
simple d’utilisation permet de
modifier rapidement les positions.
De nouvelles perspectives en matière de solutions système dans les tech-
niques de manipulation : la commande robotique CMXR garantit des mouve-
ments ultra-rapides et se prête aux applications de déplacement avec jus-
qu’à six degrés de liberté.
19
trends in automation N° 3, 2009
La configuration de cette solution
système devient un jeu d’enfant
avec le logiciel uniformisé Festo
Configuration Tool (FCT). Atout
supplémentaire : cette commande
peut être couplée à des systèmes
de traitement d’image, comme le
système compact de vision intelli-
gent SBO-...-Q. Il est donc possible
d’envisager des applications avec
des objets en mouvement, qui
mettent en œuvre une caméra et
divers systèmes de convoyage.
Simplicité de programmation
La programmation des mouve-
ments n’est plus un casse-tête,
grâce à l’interactivité de la fonc-
tion d’apprentissage. Couplée à
une mécanique de préhension, la
commande CMXR permet de
convertir facilement des mouve-
ments séquentiels dans l’espace
en programme fonctionnel. La
commande multi-axes se compose
d’un ensemble central avec inter-
faces Ethernet intégrées, modules
d’extension analogiques, numé-
riques et CAN (2x), ainsi que d’un
ensemble d’interfaçage Profibus
pour le couplage aux systèmes
maîtres.
Le CMXR est en quelque sorte le
cerveau d’une offre complète de
contrôle des mouvements. Elle
comporte des interfaces intégrées
et harmonisées compatibles avec
tous les composants du système.
La durée d’étude est donc réduite.
Ce système est naturellement pré-
destiné aux techniques de manipu-
lation, de par ses fonctions robo-
tisées. Les conversions internes
pour cinématiques cartésiennes
et tripode permettent d’effectuer
des mouvements dans l’espace
avec jusqu’à 6 degrés de liberté.
Des caractéristiques spécifiques,
telles que le lissage de positions,
contribuent à diminuer les temps
de déplacement de manière signi-
ficative. Autre avantage : la reprise
du programme à partir d’un bloc
d’instructions défini après inter-
ruption.
Cinématique tripode
Rapidité, souplesse et précision :
la cinématique tripode Festo
permet à la commande CMXR de
déployer toute l’étendue de ses
talents. Elle constitue une alter-
native rapide et efficace aux por-
tiques proposés jusqu’alors. La
cinématique tripode fait appel
à des composants standard du
système mécatronique modulaire.
L’intervention mécanique cède
la place à une saisie de position
sur l’unité centrale. La commande
robotique CMXR se charge de la
coordination des mouvements,
principalement dans les applica-
tions de manipulation à haute
vitesse. Mais elle se prête aussi
à des applications de déplacement
(enduction de colle, marquage ou
soudage laser).
Terminal de commande manuelle CDSA
Le terminal de commande manuelle CDSA-D1-VX
est dédié à l’utilisation et à la programmation de
la commande robotique CMXR.
Caractéristiques :
• Compilation de textes clairs, permettant de pro-
grammer la commande avec l’assistance fournie
par la fonction d’apprentissage. Des macros
cinématiques, dynamiques etc. facilitent la pro-
grammation.
• Fonction d’apprentissage pour une transposition
rapide et efficace des valeurs de position dans le
programme.
• Moniteur de variables : assistance à l’utilisateur
lors de la création des variables paramétrables.
• Système d’alarme : fonction d’archivage et d’édi-
tion intégrée qui dispense de toute programma-
tion manuelle fastidieuse.
• Gestion aisée des utilisateurs et protection effi-
cace contre les manipulations intempestives :
possibilité d’octroyer des droits prédéfinis
(administrateur, utilisateur) en fonction des utili-
sateurs.
• Possibilité de diagnostic des signaux E/S des
pinces et autres appareils périphériques pour
simplifier la mise en service.
Commande robotique CMXR
Tripode
20
Industrie pharmaceutique : élaboration de sub-
stances injectables comme des anti-infectieux
et des médicaments cardiaques
Mise en oeuvre
Armoires de commande prêtes à monter avec
terminal CPX/MPA pour vannes à membrane
Avantages
• Fourniture de systèmes prêts à raccorder
• Réduction du nombre d’interfaces
• Documentation simplifiée grâce à l’automati-
sation
Solutions dédiées
trends in automation N° 3, 2009
L’automatisation au servicedu progrès médical
« Nous n’avions absolument pas le temps de nous préoccuper des détails », se souvient Man-
fred Broustin, responsable Travaux neufs du site d’élaboration de médicaments parentéraux
Bayer HealthCare de Leverkusen, lorsqu’il évoque la modification de l’installation de fabrica-
tion de solutions injectables ou perfusables. « Mais nous étions totalement sereins, puisque
nous avions chargé Festo de nous fournir des armoires de commande prêtes à monter qu’il ne
nous resterait plus qu’à raccorder », ajoute-t-il.
Il n’a fallu que quatre
semaines à l’équipe de projet pour
modifier les installations de pro-
duction de solutions injectables
et perfusables telles que les anti-
infectieux et les médicaments
cardiaques. « Tout arrêt de produc-
tion prolongé était inacceptable et
il fallait que le site soit rapidement
opérationnel », explique l’expert
en automatisation.
Le site d’élaboration de médica-
ments parentéraux ...
... de Leverkusen a produit à lui
seul, en 2007, plus de 18 millions
de flacons et 1,5 million d’am-
poules de substances lyophilisées.
Pour Bayer HealthCare, cela repré-
sente plus de 16 millions d’unités
de conditionnement. L’entreprise a
donc dû renforcer son niveau d’au-
tomatisation pour augmenter sa
capacité de production et réduire
ses coûts. Au vu du faible degré
d’automatisation de l’installation
avant transformation, l’exploita-
tion et la documentation nécessi-
taient un temps considérable.
« Cette automatisation nous per-
met de contrôler et de documenter
l’ensemble du processus de pro-
duction jusque dans le moindre
détail et de manière totalement
informatisée », explique M. Brous-
18 millions de flacons pour perfusionou injection produits en 2007 : c’est 10réservoirs de filtrats et 4 réservoirs depréparation rien que pour les anti-infec-tieux et les médicaments cardiaques.
21
trends in automation N° 3, 2009
tin pour justifier cette transforma-
tion. Les mesures sont consignées
par un équipement de contrôle de
procédé qui les transmet à un
système informatique de niveau
supérieur. La validation des
procédés est devenue incontour-
nable pour qui veut se conformer
aux normes telles que celles de la
FDA et conserver son avance sur
les marchés mondiaux.
Production verticale
Bayer HealthCare utilise un
procédé de production dit « verti-
cal ». La fabrication s’articule en
trois étapes, à partir de matières
premières et matériaux de condi-
tionnement compétitifs :
1. élaboration des principes actifs
en faisant appel à un procédé
chimique ou biotechnologique ;
2. traitement (formulation) des
principes actifs pour obtenir des
médicaments ;
3. conditionnement.
L’installation de production de
médicaments parentéraux fonc-
tionne selon le même principe :
les solutions sont élaborées au
premier étage dans des réservoirs,
conformément aux formulations,
puis acheminées dans des réser-
voirs de filtrats avant remplissage.
Les médicaments finalisés sont
ensuite versés dans des flacons,
des poches ou des ampoules au
rez-de-chaussée, par le biais de
cinq lignes de remplissage.
Lors de la phase de conception,
il était essentiel de segmenter
l’installation de manière que ses
différentes parties puissent être
nettoyées séparément. À raison
de 60 formulations différentes, les
quelque 20 parties de l’installation
subissent au moins cinq cycles de
nettoyage humide et de stérilisa-
tion par jour.
Armoires de commande prêtes à
monter
Les vannes à membrane de l’instal-
lation sont pilotées par des termi-
naux modulaires CPX/MPA. Le ter-
minal électrique CPX sert à traiter
les données analogiques liées aux
mesures et aux vannes de régula-
tion. Le CPX/MPA réunit, en un
seul et même appareil, les distri-
buteurs de commande ainsi que
les E/S analogiques et TOR. Il ne
nécessite donc qu’un nœud de
bus.
« Durant cette courte période de
transition, les terminaux de distri-
buteurs nous ont été fournis prêts
à raccorder et intégrés dans des
armoires de commande en acier
inoxydable. Nous n’avions plus
qu’à les mettre en place. C’était
l’idéal », explique avec enthou-
siasme M. Broustin, spécialiste
de l’automatisation.
Testées, fournies avec toutes les
données de conception et sché-
mas de câblage et bénéficiant
d’une garantie totale tant sur le
fonctionnement que sur les prix,
les armoires de commande prêtes
à monter accélèrent le passage
de l’idée à la concrétisation de la
machine et réduisent le nombre
d’interfaces. La documentation
des armoires a été élaborée avec
EPLAN. Son intégration dans la
documentation globale de Bayer
a été un jeu d’enfant. Les tech-
niques d’automatisation contri-
buent ainsi à leur manière au pro-
grès médical, source de tant d’es-
poirs.
Documentation sans faille : l’automatisation de l’installation de fabrication de médica-ments parentéraux constitue une véritable avancée en matière de gestion des données.
Commande fiable : les armoires de commande prêtes à monter accélèrent le passagede l’idée à la concrétisation de l’installation.
Bayer HealthCare AG – groupe affilié à la société
Bayer AG
Produits : 1. Animal Health : médicaments vétérinaires pour
les animaux d’élevage et de compagnie
2. Bayer Schering Pharma : imagerie de diagnostic,
médecine générale, médecine spécialisée, médica-
ments pour femmes
3. Consumer Care : médicaments en vente libre
4. Diabetes Care : appareils de mesure de la
glycémie, bandes de test
Contact D-51368 Leverkusen
www.bayerhealthcare.com
22
Axes électriques EGC et EGSK/EGSP
Domaine d’application
Manipulation, par exemple palettisation, tri ou
chargement
Avantages
• Grandes vitesses et capacité de charge élevée
• Excellente reproductibilité et grande précision
• Souplesse de montage des moteurs
• Présentation compacte
Actionneurs électriques
trends in automation N° 3, 2009
Rapides, compacts,précis – des axesélectriques à tout faire
Axe électrique linéaire de la dernière génération : l’EGC à guidage à recirculation de billes offre une vitesse élevée et une
haute dynamique, associées à une grande rigidité. Convenant à tous les types de moteurs, il complète le système modulaire
mécatronique multi-axe.
Électrique, pneumatique ou
servopneumatique : la technologie
utilisée dépend de l’application.
C’est pourquoi dans le système
modulaire multi-axes Festo, les
constructeurs d’installation sont
tout à leur disposition.Ce système
réunit toutes les fonctionnalités
et technologies, des actionneurs
aux éléments de base et de liaison
ainsi qu’à la chaîne d’alimentation
en énergie, en passant par les pré-
henseurs et modules de rotation,
le tout complété par les systèmes
de vision et les « motion control-
lers ». Des centaines de compo-
sants sont combinables en toute
liberté et sont parfaitement har-
monisés. Ils sont disponibles pour
les applications de positionne-
ment, d’assemblage, de préhen-
sion et de rotation, de même que
pour des systèmes de manipula-
tion. Les nouveaux axes linéaires
électriques EGC élargissent nette-
ment l’éventail des applications.
EGC – grande avance et grande
vitesse :
L’axe EGC fait partie de la nouvelle
génération des axes linéaires élec-
triques. Ses fortes poussées
et ses grandes vitesses en font
l’axe idéal pour la manipulation,
par exemple en palettisation, tri
ou chargement. Ses profilés en
aluminium, larges et rigides, lui
permettent de supporter de
lourdes charges. Le guidage est
plus près de la charge – les bras
de levier plus courts permettant
ainsi d’admettre des charges et
moments plus élevés. À même
charge, l’utilisateur peut donc
utiliser des tailles d’axes plus
petites, économisant ainsi de la
place et de l’argent.
Axe électrique EGC avec servomoteurEMMS-AS
23
trends in automation N° 3, 2009
Sur la variante à courroie crantée,
le montage du moteur est très
souple et peut s’effectuer aux
deux extrémités de l’axe. L’utilisa-
teur peut ainsi changer à sa guise
la position du moteur. La présence
de petites poulies d’entraînement
permet d’éviter l’utilisation d’un
réducteur ; d’où des économies
supplémentaires. L’axe EGC est
ainsi susceptible d’intéresser tous
les secteurs ayant besoin de solu-
tions à la fois performantes et
bon marché, tels que l’industrie
électronique ou le secteur agro-
alimentaire, ainsi que le condition-
nement et l’emballage.
Le dimensionnement est du res-
sort du logiciel Positioning Drives.
Ce dernier calcule les caractéris-
tiques de charge de l’actionneur
sélectionné et fournit des résultats
détaillés, tels que profil des mou-
vements, charges, caractéristiques
du système et des produits ; ainsi
qu’une nomenclature que l’utilisa-
teur peut utiliser pour sa comman-
de et la documentation de sa
machine.
EGSK – précis et compact
Les axes à vis à recirculation de
billes EGSK sont l’idéal pour les
applications rencontrées en élec-
tronique et en mécanique de
précision. L’EGSK joue notamment
l’atout de sa grande précision
dans la manipulation de circuits
fragiles ou d’applications de
« pick & place ». Il est en même
temps compact : le rail de guidage
est usiné dans le profilé, et l’écrou
de la vis directement intégré dans
le chariot. Le constructeur de l’ins-
tallation peut ainsi exploiter de
manière optimale la place dispo-
nible. Cette construction évite l’ad-
dition défavorable de tolérances,
ce qui contribue à la grande repro-
ductibilité de l’EGSK.
EGSP – silencieux et durable
Les axes EGSP, sinon identiques
à ceux de la gamme EGSK, possè-
dent, au lieu d’un guidage stan-
dard à recirculation de billes, une
technologie innovante à cage à
billes. Selon la taille, la cage à
billes est montée soit uniquement
dans le guide, soit dans le guide et
la vis. Outre une durée de vie plus
grande, la cage à billes permet un
fonctionnement particulièrement
régulier et très silencieux. C’est
important, par exemple, dans l’in-
dustrie électronique, où l’on accor-
de une grande importance aux
faibles émissions de bruit.
Moteur pas à pas ou brushless ?
Pour les nouveaux axes élec-
triques également, Festo a les
solutions de motorisation qu’il
faut. Les axes EGC et EGSK/EGSP
peuvent se combiner aussi bien
aux moteurs pas à pas et contrô-
leurs (EMMS-ST et CMMS-ST)
qu’aux servomoteurs et contrô-
leurs (EMMS-AS et CMMS/P-AS).
L’utilisateur trouve ainsi tout ce
dont il a besoin – des actionneurs
simples et bon marché aux solu-
tions puissantes pour applications
complexes.
Caractéristiques techniques : axe électrique EGC
• Taille : 50/70/80/120/185
• Entraînement : vis/courroie crantée
• Guidage : recirculation de billes
• Course max. : 3 000/10 000 mm
• Vitesse max. : 2/5 m/s
• Reproductibilité : ±0,01... 0,02 mm
• Poussée Fx max. : 3 000 N
• Moments admissibles max. : Mx 580 Nm,
My 1 820 Nm, Mz 1 820 Nm
• Options : axe de guidage, chariot rallongé,
chariot additionnel, version protégée,
lubrification centralisée
24
Conditionnement de flacons de vernis à ongles
Mise en oeuvre
Plateau à indexation pneumatique DHTG
Avantages
• Transfert de flacons sur un convoyeur
• Accélération sûre et en douceur
Manipulation & Assemblage
trends in automation N° 3, 2009
Vernis à onglesà la chaîne
Monté à l’envers : le DHGT transfère les flacons de vernis à ongles d’un convoyeur àl’autre à une cadence de 40 à la minute.
25
trends in automation N° 3, 2009
Tendance, sexy ou classique – le vernis à ongles séduit et, depuis l’ouverture de nombreux
salons de manucure, les ongles des doigts ou des orteils se transforment en véritables
petites œuvres d’art. L’un des plus grands fabricants au monde est Fiabila. L’entreprise
française mise sur l’automatisation par plateau à indexation DHTG Festo.
La beauté étant un marché
international, Fiabila fabrique sur
presque tous les continents pour
de nombreuses marques connues :
en France, en Inde, au Japon, aux
États-Unis et au Mexique. L’entre-
prise est aussi en pointe dans la
recherche et l’application de nou-
velles technologies. Les Français
ont conclu cette année un accord
de partenariat avec l’américain
Nano Natural, Inc. pour le dévelop-
pement de nanotechnologies per-
mettant de produire des vernis à
ongles tenant encore plus long-
temps.
Machines sur mesure
Pour le conditionnement des petits
flacons de vernis à ongles, le lea-
der français du marché fait appel
aux installations fiables de CMAS
Packaging Systems. Ces machines
conditionnent les flacons dans
de cartons et sont adaptées sur
mesure aux besoins du fabricant.
CMAS Packaging Systems conçoit
et fabrique des encartonneuses
verticales et horizontales embal-
lant des denrées alimentaires,
pièces de sous-traitance ou pro-
duits pharmaceutiques dans des
boîtes en carton compact ou
microcannelé. Ces machines sont
flexibles, puisqu’il faut pouvoir
changer rapidement de format
sans outil. L’application de Fiabila
utilise pour la première fois des
plateaux à indexation du type
DHTG Festo.
Le plateau à indexation, solution
système
« Nous cherchions une solution
pour le transfert des flacons sur
un convoyeur », raconte Daniel
Rehlinger, directeur de CMAS
Packaging Systems. L’ingénieur
technico-commercial Festo Nicolas
Croizier a alors attiré son attention
sur la solution système du plateau
à indexation pneumatique DHTG.
« Monté à l’envers, il transfère
désormais les flacons d’un
convoyeur à l’autre à une caden-
ce de 40 à la minute », indique
M. Rehlinger. Le plateau à indexa-
tion pneumatique y apporte la
preuve de sa capacité de charge,
de sa précision et de son écono-
mie. Il est silencieux et accélère
en toute sécurité et en douceur.
« Tels sont les attributs qui sont
justement déterminants dans la
manipulation de petits flacons
de vernis à ongles, fragiles et
chers », ajoute le directeur de
CMAS.
CMAS Packaging Systems
Produits Encartonneuses verticales et
horizontales
Contact F-47310 Moirax-Agen
www.cma-packaging.com
Principe de fonctionnement : deux vérins indexeurs verticauxdéfinissent la position visée ; les deux vérins horizontaux fournis-sent par l’intermédiaire du pignon d’entraînement l’avance néces-saire.
Silence et accélération en toute sécurité et en douceur :le plateau à indexation DHTG manipulant des flacons de vernis àongles.
Caractéristiques techniques
• Diamètre du plateau : 65, 90, 140, 220 mm
• Reproductibilité : < 0,03°
• Parallélisme : < 0,04 mm
• Fréquence de commutation maxi : 20 – 200/min
26
Industrie des équipementiers automobiles :
assemblage de regulateurs de climatisation
Mise en œuvre
Pince servopneumatique à action proportion-
nelle HGPPI
Avantages
• Grande flexibilité sur une installation
• Mors de pince réglables de façon indépen-
dante, ce qui évite les changements de pince
• Pas de temps de transformation
Manipulation & Assemblage
trends in automation N° 3, 2009
La préhension intelligente
L’esthétique des modèles automobiles ne se limite plus
depuis longtemps au design de la carrosserie – les éléments
de commande situés dans l’habitacle sont également le
reflet de l’individualité et des exigences du conducteur.
La climatisation d’une voiture de sport n’a ainsi pas le
même aspect que celle d’une voiture familiale. La pince
servopneumatique à action proportionnelle HGPPI avec
ses mouvements de mors indépendants est idéale pour ce
type d’application.
Le constructeur de machines
spéciales Axelius automation
GmbH a construit pour la société
Behr Hella Thermocontrol GmbH
une machine d’assemblage
flexible pour composants électro-
niques de différentes variantes
de régulateurs de climatisation.
Cette machine permet de placer
des connecteurs sur des cartes
de circuits imprimés (C.I.). Au
cours d’une autre étape, les
plaques de C.I. sont séparées
en circuits imprimés individuels,
ceux-ci étant ensuite systémati-
quement contrôlés sur le testeur
ICT et préparés pour l’assemblage
final d’un régulateur de climatisa-
tion.
La pince servopneumatique à
action proportionnelle HGPPI posi-
tionne le connecteur sur la carte
et le maintient avec une force de
100 newtons par mors lors du pro-
cessus d’enfichage. « La pince à
action proportionnelle peut être
adaptée de manière flexible à
diverses dimensions de connec-
teurs sans avoir à la modifier »,
explique Bernd Büsser, respon-
sable des projets de technique
d’installations chez Axelius.
« Il suffit d’un signal de l’API via
Profibus pour adapter la pince à
d’autres dimensions. »
Particulièrement flexible
Comme les connecteurs ne peu-
vent pas être mis en place dès la
fabrication des cartes de C.I. dans
le four de refusion, l’étape d’as-
semblage présentée est indispen-
sable. La pince HGPPI joue alors
son rôle clé en tant que dispositif
de rationalisation flexible. « Aupa-
ravant, nous ne pouvions installer
dans une ligne d’assemblage
qu’un seul type de connecteur
sur un type de carte de C.I. Mainte-
nant, nous pouvons produire de
multiples variantes de manière
plus rapide et flexible », se réjouit
Peter Stillers, directeur du service
de planification chez Behr Hella
Thermocontrol, à propos du gain
de productivité obtenu grâce à la
nouvelle machine.
27
trends in automation N° 3, 2009
mutation proportionnel garantis-
sent une faible consommation
d’énergie et des cadences élevées.
Avec la pince servopneumatique
à action proportionnelle, les infor-
mations de déplacement et de
force sont constamment dispo-
nibles grâce à l’électronique inté-
grée, ce qui permet des processus
contrôlés. Les doigts de pince peu-
vent être positionnés librement et
indépendamment, ce qui offre une
grande liberté de mouvement –
avec une précision de ±0,1 mm.
Comparée aux changements de
pince ou aux pinces électriques,
la pince HGPPI est nettement plus
compacte et nécessite moins de
place – tout à fait le type qu’il faut
pour les tâches d’assemblage du
futur.
Mors réglables de manière indé-
pendante
La pince servopneumatique HGPPI
réunit mécatronique et micro-
systèmes en un composant
unique. Elle intègre en effet méca-
nique de pince, électronique,
système de mesure et distribu-
teurs. Cette intelligence mécatro-
nique permet à la petite pince
légère de déplacer les mors de
pince indépendamment l’un de
l’autre et ainsi de saisir des pièces
ayant des formes, des poids et des
surfaces de matériaux très diffé-
rents. Pour cela, il fallait aupara-
vant procéder à des changements
de pince compliqués.
Les mors de pince sont com-
mandés par six piézo-distributeurs
proportionnels de 5 mm de lar-
geur. Cette technologie piézoélec-
trique innovante permet de gagner
de la place, mais aussi de l’éner-
gie, celle-ci n’étant nécessaire que
pendant le mouvement de commu-
tation. Les actionneurs de pliage
piézocéramiques à mode de com-
Produire une multitude de variantes de manière plus rapide et flexible : avec la pinceservopneumatique à action proportionnelle HGPPI, plus besoin de procéder à des réglagescompliqués.
Poste avant le test ICT : un robot transporte les cartes de C.I.terminées vers le séparateur à l’aide d’une unité de préhension.Le séparateur découpe les cartes de C.I. en circuits imprimés indi-viduels qui seront ensuite intégrés dans les régulateurs de clima-tisation. L’unité de préhension se compose de plusieurs pinces detype HGPT et se sert de la sécurité de préhension pour réduire lapression. Cela permet de régler les pinces de façon extrêmementdouce afin de ne pas endommager les circuits imprimés. De par leurconception compacte, ces pinces à rainure en T sont prédestinéespour la manipulation de composants fragiles, mais aussi de petitscomposants.
Behr Hella Thermocontrol GmbH
Produits Commandes de climatisation,
régulateurs de climatisation,
calculateurs pour chauffages
auxiliaires électriques, régulateur
de soufflante, capteurs pour
climatisation
Effectif 1 000
Contact D-59557 Lippstadt
www.bhtc.com
axelius automation GmbH
Produits Systèmes d’assemblage, tech-
nique de contrôle et d’essai,
construction d’installations
Effectif 120
Contact D-59555 Lippstadt
www.axelius.de
28
Formation des contacts de cellules solaires
Mise en œuvre
Axes à vis à billes DGE-SP avec servomoteur
MTR-DCI pour le déplacement de têtes de
distribution de colle
Avantages
• Positionnement précis de têtes de distribu-
tion sur l’axe X
• Fonction d’avance sur l’axe Z
• Fonction de butée pour plaques de substrat
Manipulation & Assemblage
trends in automation N° 3, 2009
voir une structure de fabrication
continue personnalisée et peu
encombrante à partir de modules
de quatre mètres sur quatre. En
principe, l’installation est consti-
tuée d’un module pour l’applica-
tion de la colle conductrice et de
modules pour la formation des
contacts en longueur et en largeur
avec des bandes de cuivre recou-
vertes d’étain. Dans ces différents
modules, des composants pneu-
matiques et électriques Festo rem-
plissent des fonctions décisives.
Colle conductrice appliquée avec
précision
L’application de la colle sur les
plaques de substrat est effectuée
dans le module d’application de
la colle conductrice et est com-
mandée par CNC. Cette opération
demande de la précision car une
couche de colle conductrice trop
fine n’assurerait pas un contact
suffisant alors que trop de colle
pourrait provoquer des courts-
circuits. Les deux têtes de distri-
bution appliquent la colle à des
vitesses de 70 à 100 millimètres
par seconde. Elles sont déplacées
sur des axes X séparés fonction-
nant indépendamment l’un de
l’autre. L’entraînement des deux
axes linéaires électromécaniques
de type DGE intègre à la fois
moteur, réducteur et contrôleur
Festo ainsi qu’électronique de
puissance avec régulation de
positionnement. Cela représente
un gain de place dans l’armoire
électrique et évite un câblage
complexe.
L’installation du moteur MTR-DCI
nécessite uniquement un câble
d’alimentation électrique et un
câble Profibus. La mise en service
peut s’effectuer directement sur
le MTR-DCI via l’affichage LCD ou
sur PC via le logiciel FCT (Festo
Configuration Tool). Les deux axes
Du soleil dans les affaires
La liste des clients de la société ACI-ecotec de St. Georgen en Forêt Noire
ressemble au bottin mondain du secteur de l’énergie solaire. La société
rencontre en effet un succès remarquable sur le marché avec ses installa-
tions destinées à la production de modules solaires à couche mince. Les
vérins linéaires électriques, la pneumatique et autres composants d’auto-
matisation occupent ici des fonctions centrales.
Le silicium, principal élément
des cellules solaires, est le deuxiè-
me élément le plus abondant sur
la planète. Il demande toutefois
un travail considérable pour être
amené dans la forme de réseau
cristallin qui était jusqu’à présent
nécessaire en photovoltaïque.
Dans le cas des modules solaires
à couche mince, des semi-conduc-
teurs photoactifs sont placés en
fines couches sur un matériau
support économique, générale-
ment le verre. La faible consom-
mation d’énergie et de matériau,
ainsi que le fort niveau d’automa-
tisation possible de la fabrication
offrent des possibilités d’écono-
mies considérables par rapport à
la technologie utilisant le silicium
cristallin.
Le concept d’installation ecoCon-
tact développé par ACI-ecotec pour
la production de modules solaires
à couche mince permet de conce-
29
trends in automation N° 3, 2009
linéaires DGE dans l’axe Y fonc-
tionnent avec des courroies
crantées. Ils sont reliés l’un à
l’autre par arbre à cardan et n’ont
donc besoin que d’un seul entraî-
nement. Grâce à la commande pré-
cise des axes, les têtes de distribu-
tion sont en mesure d’appliquer
des cordons de colle avec une pré-
cision de 0,2 millimètre. La lon-
gueur du cordon, l’espace entre
deux cordons, etc. peuvent être
programmés librement. Tous les
programmes de travail peuvent
être mémorisés et appelés à tout
moment.
Rapidité et précision dans la
formation des contacts
Après application de la colle, les
contacts sont formés dans des
modules en aval, avec des bandes
de contact dans le sens de la lon-
gueur et par des barres collec-
trices constituées de bandes de
cuivre recouvertes d’étain dans le
L’application du cordon de colle sur lesplaques de substrat nécessite de la préci-sion ; cela est réalisé par commande CNCdans le module d’application de colleconductrice.
Deux têtes de distribution appliquentla colle à des vitesses de 70 à 100 milli-mètres par seconde.
En principe, le concept d’installation d’ACI-ecotec pour la for-mation des contacts de cellules solaires à couche mince estconstitué d’un module pour l’application de la colle conductriceet de modules pour la formation des contacts en longueur et enlargeur avec des bandes de cuivre recouvertes d’étain. L’illustra-tion montre deux modules pour la formation des contacts descellules solaires à couche mince en longueur et en largeur avecdes bandes de cuivre recouvertes d’étain. Les pièces à usinervenant du module d’application de colle conductrice sont répar-ties entre les deux modules via le module central. Le conceptd’installation ecoContact permet de composer une structure defabrication continue personnalisée à partir de modules variables.
Karl-Heinz Menauer, directeur
d’ACI-ecotec GmbH & Co. KG :
« Les employés comme les diri-
geants sont infectés par le virus
de la photovoltaïque. Mus par
notre enthousiasme à innover,
nous avons travaillé d’arrache-
pied depuis la création de l’entreprise en 2004 et
avons élaboré des innovations qui enregistrent
aujourd’hui des résultats exceptionnels sur le mar-
ché. Il s’agit notamment des installations pour la
production de modules solaires à couche mince
dans lesquelles des composants Festo remplissent
des fonctions centrales. Nous accordons une gran-
de importance à un partenariat étroit et ouvert
avec nos fournisseurs, tel que c’est le cas avec
Festo. Il est pour nous très important de relever les
défis de ce marché d’avenir. En tant que partenaire
stratégique, Festo occupera une place toujours
plus importante. »
sens de la largeur. Ces modules de
formation de contacts mettent en
œuvre des axes à courroie crantée
de type DGE avec guidage à recir-
culation de billes.
Tout au long du processus de for-
mation des contacts, il est néces-
saire de transporter les pièces à
usiner au sein de l’installation et
de les positionner précisément
à chaque opération. Le portique
servant au transport programmé
et au positionnement de la plaque
de substrat est entraîné par deux
axes Festo. Ces derniers se dépla-
cent sur leurs quatre mètres de
course selon des rampes de
démarrage et de freinage et des
profils de vitesse programmables.
Le positionnement peut se
paramétrer par apprentissage.
Dans le module de formation des
contacts, des vérins pneumatiques
assurent rapidité et précision pour
30 Manipulation & Assemblage ... Du soleil dans les affaires
trends in automation N° 3, 2009
Composants Festo
chez ACI-ecotec
Axe à vis à billesDGE-SP-KF
ServomoteurMTR-DCI
Vérin compactADVUL
Vérin compactADN
Régulateur depression propor-tionnel VPPM
Terminal dedistributeurs CPV
l’avance cadencée, le centrage,
la rotation et l’arrêt en douceur de
la table. Ils actionnent un système
de découpe pour la mise à lon-
gueur des bandes de contact et
des bandes isolantes, et remplis-
sent toute une série d’autres fonc-
tions. Ils sont commandés par des
terminaux de distributeurs spécia-
lement conçus à cet effet. Des
unités de conditionnement com-
pactes préparent l’air comprimé
arrivant du réseau pour l’alimenta-
tion des installations. Le régula-
teur de pression proportionnel
VPPM intégré permet de program-
mer la caractéristique de régula-
tion de la courbe de pression.
L’utilisateur peut également choi-
sir entre trois courbes prédéfinies
par simple actionnement d’un bou-
ton. Connecté au terminal CPX, le
régulateur de pression peut être
commandé par bus de terrain. Une
étroite collaboration entre pro-
fessionnels compétents a permis
ici de développer un concept
d’installation particulièrement
novateur.
Un vérin normalisé ADN fait office de butée pour les plaques desubstrat.
Les deux têtes de distribution de colle se déplacent sur desaxes X séparés fonctionnant indépendamment l’un de l’autre.Ces derniers sont constitués d’un axe à vis à billes DGE-SP et dumoteur MTR-DCI intégrant réducteur et contrôleur de positionne-ment.
Adaptation française :Raphaël Masquelier, Responsable ServiceMarketing/CommunicationJoël Legrand, Service [email protected] Henry, Service [email protected]
Tous les termes tels que client, utilisateur,spécialiste ou conseiller s’appliquentà des personnes aussi bien de sexemasculin que féminin.
La reproduction partielle est autorisée àcondition d’indiquer comme source :« trends in automation 3, avril 2009 »
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