hydraulique connectée

Les idées reçues ont la vie dure même si la réalité démontre le contraire depuis longtemps. Affirmer par exemple que l’hydraulique n’a aucune place dans Industrie 4.0 parce qu’elle manque d’intelligence est inexact. En fait, elle est prête depuis longtemps.

Depuis des décennies, l’hydraulique est dotée d’électronique, de capteurs, d’accessoires et de commandes autonomes. Cela fait longtemps qu’elle a un niveau équivalent aux entraînements électromécaniques et intègre de nombreux modules systèmes. Les valves tout ou rien ont disparu d’un grand nombre d’applications, remplacées par des axes hydrauliques asservis. La question ne se pose plus de savoir si la technique des valves hydrauliques bénéficiera de la connectivité, mais quand cela se produira.

A l’heure actuelle, nous assistons à la mutation d’une hydraulique analogique classique vers une fluidique dotée de connectivité par le bais du numérique. C’est en Europe que les constructeurs produisent de plus en plus de machines numériques et prévoient que l’hydraulique s’intègre entièrement dans ces environnements connectés. Désormais il s’agit d’exploiter la mise en réseau au-delà de la machine et de gérer la masse de données collectées. Ces dernières doivent en effet être consolidées puis analysées de manière judicieuse et sécurisée.

Interaction intelligente

Les tâches exécutées autrefois par des distributions hydrauliques sont assurées par l’intelligence décentralisée dans la commande de régulation électronique. Cette dernière adapte la vitesse de rotation de l’entraînement de pompe lorsque la puissance est requise par le récepteur ou la réduit quasiment jusqu’à zéro. Pour de nombreux processus, cela correspond à une importante quantité d’énergie. L’hydraulique à vitesse de rotation variable consomme ainsi 80 % d’énergie en moins que les systèmes conventionnels.

Les discussions actuelles sur le thème d’Industrie 4.0 montrent combien il est important de définir toutes les fonctions et fonctionnalités nécessaires. Seule une standardisation, chez tous les constructeurs, des équipements mécaniques, de l’électronique ou des capteurs, permet une mise en réseau et une communication active. Pour autant, à l’avenir les valves hydrauliques de pression ne seront pas toutes dotées d’une électronique numérique intégrée, ni capables de communiquer avec une commande ou d’autres valves. Cela se fera uniquement lorsque cela sera pertinent.

Solutions décentralisées

L’intelligence décentralisée et les interfaces ouvertes constituent les prérequis essentiels aux solutions d’automatisation de demain. Bosch Rexroth mise donc pour les équipements électriques et hydrauliques sur les interfaces Multi-Ethernet compatibles avec tous les protocoles du marché. La prochaine étape consiste à intégrer les capteurs dans les corps existants de valves. Les possibilités sont alors multiples, à l’image du Condition Monitoring. Les capteurs peuvent saisir des informations, telles que la qualité de l’huile, la température, les vibrations et les cadences réalisées. Les algorithmes d’apprentissage machine permettent à l’utilisateur de détecter l’usure avant qu’une panne ne se produise, soit une étape importante vers la maintenance préventive.

Les régulateurs intelligents monoaxiaux assurent d’ores et déjà les mouvements hydrauliques décentralisés asservis. Une commande Motion Control performante est à cet effet déjà intégrée dans l’électronique embarquée dans la valve. Cette commande compare localement la consigne à la valeur réelle pour réguler au micromètre près. La qualité de régulation du système est déterminée uniquement par la résolution des systèmes de mesure. Ces solutions Motion Control sans armoire de commande sont de plus en plus implantées dans les secteurs les plus divers. Rexroth fournit avec la valve de régulation IAC une solution Motion Control sans armoire de commande, entièrement intégrée dans l’électronique de la valve. Elle peut être totalement mise en réseau par des interfaces ouvertes, de même que les axes hydrauliques asservis avec alimentation hydraulique décentralisée. Dans ces axes prêts au montage, la pompe, les valves et les vérins constituent un sous-ensemble, que le constructeur de machine pourra raccorder simplement à l’alimentation électrique et à la commande maître, ce qui permet la communication.

Hydraulique plug and play

A l’avenir, des régulateurs avancés remplaceront les valves indispensables pour les mouvements. L’entraînement électrique positionne les vérins hydrauliques à partir de la cylindrée de l’entraînement de pompe. La transmission hydraulique fonctionne en principe comme un entraînement linéaire électromécanique : elle convertit le mouvement de rotation des entraînements électriques en un déplacement linéaire, avec tous les avantages de l’hydraulique.

L’avancée est encore plus nette avec le développement des axes linéaires indépendants. Ces unités prêtes à l’emploi disposent de leur propre circuit de fluide d’alimentation hydraulique. Aucune génératrice hydraulique centralisée n’est plus nécessaire pour le fonctionnement de ces axes sur ces machines. Les axes indépendants sont raccordés de manière identique aux entraînements électriques et il suffit d’un câble de puissance et d’une connexion aux données vers la commande de la machine. On utilise à la mise en route les mêmes outils logiciels que sur les entraînements électriques. Le technicien, chargé de la mise en route, n’a même pas besoin de connaissances approfondies en hydraulique, car il lui suffit de paramétrer les fonctions préprogrammées sur les commandes machines.

Reconfiguration par impression 3D

Rexroth propose également des innovations dans le domaine des matériaux et des technologies de production. L’impression 3D de noyaux pour les corps moulés ou l’impression directe diminuent considérablement l’énergie nécessaire au fonctionnement des valves. L’impression des noyaux n’oblige plus à tenir compte comme par le passé de la divisibilité de la boîte à noyaux. Bosch Rexroth conçoit par exemple les canaux de manière à réduire les pertes de charge et améliorer le bilan énergétique. Sur une valve d’un débit de 10 000 litres à la minute, diminuer la résistance à l’écoulement de 10 à 20 % contribue fortement à la réduction des coûts de fonctionnement.

Prête pour Industrie 4.0 : l’hydraulique connectée
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