Automatiser la multiplication des roses avec le terminal de distributeurs VTUX

Le bouturage des roses avec un robot n’est pas une nouveauté, mais John Van de Ven, fondateur d’Aventec, va encore plus loin. Avec Festo comme partenaire, il met en oeuvre les techniques et les innovations les plus récentes. Le terminal de distributeurs VTUX joue un rôle clé à cet égard.

En tant qu’ingénieur électricien, M. Van de Ven connaît parfaitement les robots et le traitement d’images. Avec Aventec, il automatise divers processus. En 2013, aux débuts de l’entreprise, il s’occupait principalement de la gestion de projet intérimaire. Aujourd’hui, il se concentre de plus en plus sur les innovations dans la serriculture.

La percée est intervenue lorsque d’anciens clients de son employeur précédent, dont l’entreprise n’existait plus, l’ont contacté. Ils utilisaient une machine pour le bouturage des roses en pot, mais celle-ci nécessitait un entretien urgent. Très vite, ce travail de maintenance a évolué en un projet de développement plus vaste. En effet, après un premier bilan, il s’est avéré qu’il fallait aller plus loin. M. Van de Ven a vu les possibilités qui s’offraient à lui et s’est mis à travailler sur les améliorations à apporter.

« Pour assurer la continuité de ces machines de bouturage, il était nécessaire de les reconditionner avec de nouveaux composants. Parmi les pièces utilisées, un grand nombre avait atteint les limites de leur durée de vie. Nous avons donc choisi de reconstruire la machine avec la servotechnologie moderne gérée par la plateforme CPX-E plc de Festo. Et avec un système de vision moderne. » De nombreuses pièces ont dû être entièrement reprogrammées dans l’optique d’une machine rapide et fiable sur laquelle les clients pourraient compter pendant des années.

Vitesse et précision accrues grâce à une nouvelle technologie

Pour mieux contrôler les livraisons et la fiabilité de ses machines, il a décidé de les construire entièrement lui-même. Mais quelle est la complexité réelle d’une telle machine ? Le processus commence par des tiges de rose suspendues manuellement dans un système de convoyage. Chaque bouture est suspendue dans un support et acheminée vers une cellule de traitement. Là, le système de vision fait pivoter les boutures de 180° pour un balayage en 3D afin de sélectionner les meilleures d’entre elles. Un robot les coupe ensuite à la bonne taille et les plante directement dans un nouveau pot. Cette opération s’effectue à grande vitesse et avec une extrême précision. Avec quatre stations de bouturage, la machine atteint des performances impressionnantes : jusqu’à 5 200 boutures sont coupées et plantées à l’heure.

Au cours du développement de la machine, John van de Ven est entré en contact avec Festo. « Dès le début, ils m’ont aidé à choisir et à intégrer les différentes disciplines. En particulier, la rotation et la coupe constituaient un défi. Pour voir comment nous pouvions y parvenir avec des composants Festo, nous avons envoyé des tiges de rose et leurs supports à leur centre de développement à Delft. Une semaine plus tard, j’ai reçu une vidéo avec une mise à jour. J’ai été stupéfait de voir à quelle vitesse ils avaient progressé ! Ensuite, nous avons construit un module de test avec des composants Festo et nous avons invité notre client à voir le résultat de ses propres yeux. » 

« Chaque fois que c’est possible, j’utilise Festo »

M. Van de Ven souhaite se procurer autant de composants que possible auprès d’un seul et même fournisseur. « Dans la mesure du possible, je choisis Festo. Sinon, les fournisseurs risquent de se rejeter mutuellement la faute si quelque chose ne fonctionne pas, et le client final en pâtit. Les modules comprennent désormais des guidages linéaires, des systèmes pneumatiques, des API, une IHM et des terminaux de distributeurs de Festo. Entre-temps, la première machine entièrement convertie fonctionne avec les nouveaux modules. Chaque module dispose de son propre API pour la puissance de calcul nécessaire au traitement d’images. Pour la commande principale, nous utilisons une IHM et de nouveaux terminaux de distributeurs. Pendant le développement, Festo n’a cessé d’améliorer ses produits, ce qui nous a permis de passer en douceur à leur toute dernière IHM. La conversion de la génération précédente a été étonnamment facile. Le travail que nous faisions à l’époque a été facilement transféré. La plateforme est maintenant plus rapide et plus efficace, et nous avons conservé la structure. » M. Van de Ven apprécie énormément le soutien de Festo. « Festo prend en compte le besoin d’une solution spécifique. Pourquoi utiliser un moteur pas-à-pas quand un système pneumatique peut faire la même chose ?  

Des avantages majeurs en matière de conception

L’un des composants les plus remarquables de la machine à bouturer les roses est le nouveau terminal de distributeurs VTUX de Festo. Jeroen Holt, de Festo, explique pourquoi cette technologie est si particulière. « L’un des grands avantages de ce terminal de distributeurs est qu’il convient parfaitement à la configuration tant décentralisée que centralisée de la machine. Dans le cas présent, la commande est décentralisée, ce qui signifie que le terminal n’a pas besoin d’être dissimulé dans une armoire de commande séparée. Grâce à son indice de protection IP, il peut être installé dans des espaces ouverts. De plus, il est plus compact – avec un espace d’installation beaucoup plus petit – que ses prédécesseurs, ce qui offre de nombreux avantages en termes de conception. »

M. Van de Ven a délibérément opté pour une commande décentralisée afin de réduire le câblage de la machine. « Vous pouvez placer les points de connexion plus près des capteurs, ce qui signifie que vous avez besoin de moins d’E/S dans l’armoire de commande. Cela permet d’économiser de l’espace et du travail. De plus, si un câble doit être remplacé, il n’est pas nécessaire de passer par une chape de tige dans l’armoire, vous pouvez accéder directement au terminal de distributeurs VTUX. »

M. Van de Ven a commencé son développement avec le prédécesseur du VTUX, le VTUG. « Ce dernier avait une plaque de base en aluminium et pouvait être démonté pièce par pièce. Le VTUX représente un grand pas en avant et l’avenir du terminal de distributeurs », acquiesce-t-il. « Il est plus polyvalent et plus léger. »

Grâce à la connexion sérielle interne, il est désormais possible d’attribuer jusqu’à 128 fonctions de distributeur. « Il n’est plus nécessaire de câbler chaque distributeur et chaque capteur séparément. Une seule connexion pour l’air, le courant et la communication suffit. Là où nous avions besoin auparavant de deux armoires de commande, une seule suffit désormais. La commande décentralisée permet de tout contrôler séparément. C’est très agréable. »

Le gain de temps est la plus grande valeur ajoutée

M. Van de Ven estime que le gain le plus important est le gain de temps. « Nous économisons des heures de travail, de sorte que l’investissement est très vite rentabilisé. » Outre l’efficacité, M. Holt et M. Van de Ven soulignent les avantages de la communication des données. La nouvelle plateforme d’automatisation
CPX-AP-A de Festo offre diverses options de communication pour des E/S rapides et sans erreur entre les composants et propose des fonctions de diagnostic avancées. M. Holt explique : « Si un câble se rompt quelque part, par exemple au niveau d’un capteur, vous voyez immédiatement où se situe le problème. »

En outre, le système est facile à utiliser. « Toutes les balises sont automatiquement lues dans le VTUX, il suffit de les attribuer soi-même », explique M. Holt. M. Van de Ven applique neuf de ces terminaux de distributeurs dans chaque machine : pour chaque module de coupe de rosiers, il y a un terminal en haut, un autre en bas et un troisième sur l’unité principale.

La vitesse détermine souvent la force et la course nécessaires, mais l’encrassement joue également un rôle. Dans un environnement de travail poussiéreux, un vérin doit être résistant à l’encrassement. Le VTUX, avec son indice de protection IP67, offre exactement cette protection, ce qui est un facteur important et distinctif dans les conditions de fonctionnement de cette application.

M. Van de Ven a été l’un des premiers clients à utiliser le VTUX en novembre 2023. « Lorsque Festo développe quelque chose de nouveau, je n’hésite pas à l’utiliser immédiatement. J’ai visité l’usine d’Esslingen et j’ai vu à quel point tout est testé avec minutie. Cela me donne une confiance totale dans l’équipe Festo. »

La coopération avec M. Holt se déroule également sans heurts. « Je spécifie ce dont j’ai besoin et Jeroen me montre ce qui est possible. Nous examinons ensemble la totalité de la machine, nous déterminons ce que nous voulons et il revient avec les réponses et des informations supplémentaires. La machine doit pouvoir être entretenue dans dix ans, la longévité est donc une question importante. Jeroen réfléchit avec nous aux développements futurs ». M. Holt acquiesce. « La participation à la réflexion est vraiment déterminante. Je connais tout le processus et nous partons d’une idée de base avec des questions ouvertes. C’est ce que j’aime faire. »

M. Van de Ven est manifestement satisfait. « Nous avons développé notre propre algorithme pour accélérer le processus. Pour ce faire, nous avions besoin d’une puissance de calcul supérieure à celle offerte par l’ancien système, et nous avons largement réussi. En outre, nous voulions que deux processus uniques s’exécutent simultanément sans s’affecter l’un l’autre. Nous avons résolu ce problème en créant deux files d’attente distinctes, chacune ayant son propre noyau dans l’API. Le temps de cycle reste la clé. Nous sommes actuellement à quatre millisecondes, mais nous visons les deux millisecondes. »