« S’il ne fallait en citer qu’un, l’avantage du CompactRIO reste indéniablement sa compacité et ses possibilités d’extension. »

 

L’objectif :

 

Économiser 30% de matière première sur une dépose de peinture sur poutres métalliques, centraliser l’acquisition de données liées au fonctionnement des postes dans une entreprise de métallurgie.

La solution :

 

Utiliser un CompactRIO pour gérer la profilométrie des poutres en amont et piloter les pistolets, en contrôlant précisément la quantité de peinture à déposer sans gaspillage.

Afin de réduire les coûts de production et l’impact des déchets sur l’environnement, la société AUER, située à Occey, (52), constructeur de charpentes métalliques, nous a sollicité pour concevoir un dispositif d’optimisation de sa cabine de peinture.

Jusqu’alors entièrement géré par un automate ancienne génération, la cabine de peinture posait un problème quant à la quantité de peinture utilisée, dont une bonne partie était déposée dans le vide, générant ainsi un surcout non-négligeable de matière première, et une perte de temps critique pour les opérateurs qui devaient régulièrement stopper la production et nettoyer la cabine des couches accumulées.

En effet, le chariot de peinture, en va-et-vient continu, n’était équipé que d’un simple capteur inductif pour détecter la présence de poutres sur le convoyeur. L’automate activait alors les pistolets sur toute la largeur, peut importe le nombre de poutres et leurs caractéristiques dimensionnelles.

Pour palier à ce problème, l’équipe de développement d’ARDPI a émis l’idée de « scanner » les poutres en amont, afin de connaitre précisément leur profil et de déclencher plus finement l’ouverture des pistolets, et ne déposer que la quantité réellement utile de produit en minimisant les pertes. Un NI-CompactRIO 9074 sera chargé de faire l’acquisition du profil en temps-réel et de piloter les buses de peinture, en prenant en compte les différents codeurs de position intégrés au système existant.

Pour cela, un télémètre laser OptoNCDT-1700 de la société MicroEpsilon a été retenu, au regard de sa forte valeur innovante, puisqu’il permet de mesurer jusqu’à 2m, avec une résolution de 10µm, peut importe l’état de surface de l’objet. D’autant plus intéressant que les poutres à peindre peuvent varier de la simple rugosité mate à une finition plus brillante, en sortie de grenaillage.

Le télémètre est monté sur une potence au-dessus du convoyeur et balaye en va-et-vient le profil des poutres. L’acquisition du profil, au moyen d’un C-Module NI-9201 (module d’entrée analogique 8 voies), met le FPGA au premier plan, puisque la rapidité d’exécution est un des critères requis pour cette tâche. La couche Real-Time du CompactRIO traite le signal « en coupe » et reconstitue le profil pour permettre à l’IHM du Panel PC tactile d’afficher à l’opérateur un profil vectorisé propre.

L’efficacité de la couche temps-réel a permis d’intégrer directement les algorithmes et méthodes de peinture propres au client sur ses produits. S’il ne fallait en citer qu’un, l’avantage du CompactRIO reste indéniablement sa compacité et ses possibilités d’extension. En effet, un autre critère important a été de pouvoir intégrer notre développement sans interrompre la production quasi-continue.

 

Pour cela, le Compact RIO a été intercalé entre l’ancien automate et la cabine, en utilisant 2 C-Modules d’entrées et sorties numériques (NI-9425, NI-9476) afin de laisser le choix à l’opérateur d’utiliser l’ancien système (recopie des ordres numériques de l’automate vers les sorties pistolets) ou de commuter sur le nouveau système. Ceci a permis de développer sereinement sans impacter la production en flux continu ni bouleverser l’architecture matérielle existante, l’équation gagnante !

L’IHM, affichée sur un Panel PC tactile de 17 pouces et développée sous LabVIEW, permet à l’opérateur de visualiser les profils entrants, les profils en cours de peinture ainsi que les zones d’activation des pistolets, il est ainsi plus réactif pour diagnostiquer les éventuelles retouches à apporter ou les paramètres d’algorithmes à modifier. Outre les aspects opérationnels du système, l’affichage de statistiques compare les temps d’ouverture de l’ancien et du nouveau système et revendique aujourd’hui une économie de peinture de l’ordre de 30%.

La fiabilité des technologies National Instruments mises en œuvre lors de ce chantier ont tellement convaincues que des extensions ont d’ores et déjà trouvées leur place. Un châssis EtherCAT déporté est venu se greffer au CompactRIO pour permettre de mesurer plusieurs paramètres environnementaux (températures multipoints, hygrométrie, …) liés au poste de dépose peinture et un deuxième chassis EtherCAT surveille la bonne marche des 8 turbines du poste de grenaillage. Des possibilités d’extension qui ont su séduire tant les intégrateurs que les clients.

Scan en amont des poutres métalliques

 

Déclenchement des pistolets selon les profils détectés

 

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