Tout comprendre sur la mécatronique nouvelle génération

La mécatronique « Nouvelle Génération »

Animateur : Pour bien comprendre ce qu’apporte la mécatronique « nouvelle génération », je pense qu’il est intéressant de remonter brièvement aux débuts de la mécatronique dans la construction de machines.

Il y a 15 ans, tout se passait chez l’OEM ou l’intégrateur, et la mécatronique était avant tout une démarche de conception : les mécaniciens, les électriciens, les automaticiens et les informaticiens se mettaient autour d’une table pour intégrer chacun des sous-systèmes dont ils avaient la charge dans un ensemble cohérent.
La technologie de mouvement linéaire était synonyme de mécanique, et la conception mécanique avait autant d’importance que le reste.

J’ai le sentiment qu’aujourd’hui, quand on pense mécatronique et mouvement linéaire, on pense surtout informatique. Comme si cette discipline avait pris l’ascendant sur les autres. Jean-Noël, quel est votre avis ?

Jean-Noël Le Cain : La qualité des composants mécaniques et leur bon dimensionnement sont toujours aussi essentiels pour une application de mouvement linéaire performante et fiable. C’est le temps que le constructeur ou l’intégrateur acceptent de consacrer à la conception mécanique qui s’est réduit, surtout pour les machines et les lignes sur-mesure.

Choisir, dimensionner et assembler soi-même des rails, des patins, des moteurs etc. prend du temps. Aujourd’hui, les fabricants comme Rexroth proposent des configurateurs en ligne dans lesquels ils ont mis leur savoir-faire en terme de dimensionnement. Ces logiciels sont tout à fait fiables et de plus en plus évolués. Ils permettent de créer et de commander un sous-ensemble mécanique en quelques clics.

Donc on consacre moins de temps à la conception mécanique, c’est vrai, mais pas parce que la mécanique a moins d’importance. C’est l’offre au niveau des composants qui évolue vers des solutions plus faciles à intégrer. En parlant justement de l’offre au niveau des composants, la mécatronique nouvelle génération, c’est aussi l’arrivée des capteurs.

Qu’est-ce que cela apporte aux constructeurs et aux intégrateurs ?

Oui effectivement, nous intégrons de plus en plus de capteurs autour des composants. Notamment dans notre gamme Smart MechatroniX, avec laquelle nous fournissons des fonctions complètes de mouvement linéaires, clé en main, compatibles avec les besoins de l’Usine du Futur. Mais aussi dans notre solution IMScompact, un système de mesure où le capteur est entièrement intégré au chariot de guidage.

Les capteurs sont indispensables pour apporter de l’intelligence et de la flexibilité dans l’automatisation. Ceux sont aussi eux qui vont permettre de remonter les données d’état dans l’IHM ou dans des logiciels de niveau supérieur, pour développer la maintenance prédictive ou pour mieux suivre la performance d’un process de fabrication.

Les intégrer dans le sous-ensemble mécanique fait encore une fois gagner du temps de conception et d’assemblage. Cela permet aussi de développer des fonctions (et donc des machines) plus compactes.

Focus sur la Gamme Smart Mechatronix

Dans les kits de fonction de la gamme Smart MechatroniX, vous intégrez aussi le logiciel, qui est la dernière brique technologique nécessaire pour créer un ensemble mécatronique complet. Donc avec ces kits, les constructeurs n’ont plus qu’un branchement à faire et leur application de mouvement linéaire est opérationnelle, du composant à l’IHM, c’est bien ça ? Les gains de temps en développement et en mise en service doivent être considérables.

Tout à fait. C’est précisément l’idée de nos Smart Function kits. Faire gagner du temps en conception, en assemblage et à la mise en service pour toutes les fonctions de mouvement standard. Nous avons couplé notre savoir-faire mécanique et électrique à des solutions logicielles intuitives, basées sur des protocoles ouverts. L’automate est intégré dans le variateur, qui se paramètre automatiquement grâce au logiciel d’exploitation préinstallé. Avec à la clé des gains de temps de 60 à 80% en conception et mise en service.

Les Smart Function kits font aussi gagner énormément de temps à l’utilisateur final en phase d’exploitation. Ils intègrent une IHM basée sur des pages web, accessibles depuis n’importe quel périphérique. Cette IHM permet de créer des programmes pièces par simple glisser-déposer, et de visualiser à tout moment les éléments de suivi du process. Le fabricant de capteurs Sensata a bien mesuré les avantages de cette IHM. Il a pu programmer 1000 variantes de codeurs rotatifs avec un temps d’ingénierie minimal.

Nous proposons aujourd’hui un Smart Function kit pour les applications de presse, d’assemblage et de formage de 2 à 30 kN, et un Smart Function kit pour les applications de handling. Avec ces 2 kits, nous couvrons les mouvements de base des lignes d’assemblage et d’emballage. Nous sommes vraiment dans une logique de Plug&Produce, très proche du Plug&Play que nous connaissons à la maison, qui est très nouvelle dans la technologie du mouvement linéaire. Cela ouvre énormément de possibilités, notamment dans la conception de lignes évolutives et reconfigurables.

Une Automatisation simplifiée

Donc la mécatronique nouvelle génération, finalement, c’est l’idée de simplifier autant que possible l’automatisation des machines et des lignes. Avec à la clé plus de compétitivité pour les constructeurs, et plus de souplesse pour les utilisateurs. Il me semble que cet enjeu est essentiel, car avec le concept d’usine connectée, la mécatronique s’est complexifiée.

L’usine intelligente, pilotée de manière globale par le digital, est finalement un « super-système » mécatronique. Les constructeurs doivent consacrer plus de temps à de nouvelles fonctionnalités, comme par exemple la communication avec des AGV, des robots, des MES… Nous avons parlé du Plug&Produce sur des fonctions d’axes standards, mais Bosch Rexroth simplifie aussi considérablement l’automatisation de fonctions complexes grâce à sa nouvelle plateforme CtrlX. Philippe, pouvez-vous nous expliquer comment ?

Zoom sur la plateforme CtrlX

Philippe Gérard : Avec CtrlX, notre objectif est de rendre l’automatisation conviviale, dotée du plus haut niveau d’intégration fonctionnelle possible, et d’une technologie d’application qui permet aux constructeurs, aux intégrateurs et aux utilisateurs de personnaliser leurs équipements.

Pour nous, l’automatisation 4.0 est une automatisation en mode smartphone. Avec CtrlX, nous avons fait le choix de la simplicité, de la sécurité, et de l’ouverture à l’environnement IT. Notre nouvelle plateforme d’automatisation est basée sur un OS / Système d’exploitation Linux, qui facilite la gestion des mises à jour et augmente la résistance aux cyber attaques.

Elle permet de réaliser des fonctions de edge control directement depuis le système d’automatisme, sans ajout d’un PC supplémentaire. Elle s’appuie sur une programmation en mode « app », ce qui signifie qu’il suffit au constructeur ou à l’utilisateur d’installer une nouvelle application pour ajouter une fonctionnalité à la machine. Ces « apps » peuvent être programmées dans des langages de type IT comme C, Python, HTML…

CtrlX est basée sur des technologies non propriétaires, compatibles avec un maximum de protocoles de communication, comme par exemple OPC UA. Avec CtrlX, nous répondons aussi aux enjeux de compétitivité, de flexibilité et de connectivité sur des fonctions d’automatisation plus complexes, qui font appel à l’intelligence artificielle ou au voice control par exemple.

Animateur : Merci Philippe et Jean Noël pour votre éclairage. J’imagine que les solutions dont vous nous avez parlé vont titiller l’imagination de tous ceux qui nous écoutent. Il y a tellement de possibilités avec ces nouvelles manières d’aborder la conception des systèmes mécatroniques… Nous sommes arrivés au terme de cet épisode. Si vous souhaitez en savoir plus sur les Smart Function Kits et la plateforme d’automatisation CtrlX de Bosch Rexroth, n’hésitez pas à contacter nos experts.

Découvrez tous nos podcasts, livres blancs, webinars, paroles d’experts, infographies sur notre blog expertise.boschrexroth.fr