« Made in Belgium » : une innovation unique dans les presses d’angle

dLa pollinisation croisée. C’est ce qui se produit lorsque deux constructeurs de machines créatifs unissent leurs forces. Afin d’automatiser davantage la production de fenêtres et de portes en aluminium, Calvet souhaitait développer sa propre machine de série. CNC Solutions a contribué à l’élaboration et à la mise en œuvre du concept. La technologie de Beckhoff s’est avérée décisive pour donner à la machine la bonne sensibilité.

Calvet, qui possède des succursales à Zellik et à Werkendam (Pays-Bas), est convaincue que l’automatisation peut rendre les processus industriels plus intelligents et plus efficaces. C’est ce qu’elle fait depuis plus de 50 ans en travaillant avec des marques renommées, mais en adaptant ces machines aux besoins spécifiques du client. Cette fois, ses ambitions vont plus loin. « Nous fournissons principalement des machines pour la production de fenêtres et de portes.  Nous voulons construire une machine capable de combiner différentes opérations et actions telles que l’assemblage, le collage, le pressage, le contrôle », explique le directeur Stefan Nees.

Pour ce faire, Calvet est allé frapper à la porte de CNC Solutions à Menin, en Flandre occidentale, qui est également spécialisée dans les machines sur mesure. Lander Debruyne, directeur, explique : « Nous sommes spécialisés dans les applications (robots) CNC. Nous construisons des machines pour piloter des processus tels que le fraisage, le ponçage et le sablage, et ce dans différents matériaux. Nous sommes une entreprise en pleine croissance, qui propose des solutions innovantes. » La meilleure preuve ? Le nouveau bâtiment dans lequel ils ont emménagé à Menin il y a 3,5 ans est déjà devenu trop petit. Une extension sera construite à la fin de cette année. « Nous allons plus que doubler. Nous ajoutons 930 m² d’atelier de production afin de disposer de l’espace nécessaire pour construire davantage de machines en même temps. Cela sera nécessaire si une machine de série est ajoutée », précise-t-il avec un clin d’œil.

En effet, Calvet veut se démarquer sur le marché avec cette machine. « Elle sera unique dans notre secteur », promet Stefan Nees. « Pour construire une fenêtre, on utilise aujourd’hui une presse d’angle. Un processus qui implique encore beaucoup d’étapes manuelles. En particulier, la préparation de la fenêtre doit être effectuée méticuleusement pour que la presse d’angle puisse faire son travail. Nous allons réunir toutes ces étapes − assemblage, collage, pressage, contrôle, nettoyage − dans un poste de travail central qui ne nécessitera qu’un seul opérateur. Un concept qui augmentera non seulement l’efficacité, mais aussi la qualité de la finition ». Un projet sur lequel Calvet et CNC Solutions travaillent ensemble depuis maintenant quatre ans. Pour Stefan Nees, l’apport de Lander Debruyne et de son équipe a été crucial. « Nous étions coincés dans notre propre concept. Leur vision technique claire nous a permis d’y apporter un éclairage différent. Grâce à leurs idées novatrices associées à notre expérience du fonctionnement d’une presse d’angle, nous avons réussi à concrétiser notre démarche », explique Stefan Nees.

La flexibilité était en tête de liste des caractéristiques de la machine. Elle devait pouvoir travailler avec différents types de profils, de formats, de positions de presse et de techniques de collage. Deux robots à six axes constituent donc le cœur de l’installation. Les robots ajustent leur position en fonction du format, qui va de 300 à 4500 mm. Ils peuvent également changer automatiquement de préhenseur en fonction de l’étape du processus de production. « Ce qui est unique, c’est le préhenseur spécialement développé pour presser les angles. C’est là que le savoir-faire artisanal de Calvet entre en jeu », explique Lander Debruyne. Mais il a également fallu faire appel à une technologie intelligente, celle de Beckhoff Automation. « Grâce aux nouveaux vérins électriques AA3000, nous sommes parvenus à donner du « feeling » à la machine. L’opérateur prépare le cadre sur l’un des chariots. Un capteur alimentant l’actionneur mesure si toutes les pièces s’emboîtent correctement avant le serrage et le pressage. On peut comparer cela à un œuf : on le saisit sans le casser. C’est en partie grâce à cette intuition intégrée que la barre est placée beaucoup plus haut en termes de qualité ».  

Le fait que la technologie Beckhoff soit présente dans cette machine − elle ne s’est d’ailleurs pas arrêtée aux vérins électriques, puisque la machine compte déjà près de 300 modules d’E/S − n’est pas un hasard. Lander Debruyne : « Il y a deux ans, nous avons opté pour la plateforme Beckhoff avec le PC embarqué CX2043 en standard pour la commande, car nous nous heurtions constamment aux aléas de disponibilité chez notre fournisseur de l’époque. Le fait d’opter pour des robots Staübli a rendu le choix de Beckhoff logique. Tous deux travaillent avec EtherCAT et sont sur la même longueur d’onde en termes de technologie et de mentalité. Changer de technologie de commande n’est pas une mince affaire. Heureusement, nous pouvons compter sur l’ingénieur d’application Maarten Knevels. C’est en partie grâce à son soutien que nous disposons aujourd’hui d’environ sept machines équipées de commandes Beckhoff sur le terrain ». Avec les ingénieurs d’application, Beckhoff élargit son offre de services. Ils aident les nouveaux clients à bien démarrer ou à mettre en œuvre les nouvelles technologies chez les clients existants.

Le défi de ce projet résidait précisément dans toute cette programmation. « Outre les robots, la machine comporte quinze axes CNC. Nous avons parfaitement synchronisé toutes les entrées du contrôleur, du robot, des capteurs et des moteurs. Nous utilisons ici un système de servovariateur multiple. Cela permet une construction très compacte : un seul module de puissance suffit pour contrôler la communication, l’alimentation et l’électronique. Les modules moteurs (technologie servo AX8000 et moteurs AM8000) s’encliquètent tout simplement. Si l’on ajoute à cela la technologie monocâble de Beckhoff, on obtient un câblage réduit et une armoire de commande de petite taille », précise Lander Debruyne. Par ailleurs, la sécurité était une priorité. Grâce à l’intégration de la technologie de mouvement sécurisé, il n’est pas nécessaire de dresser des barrières autour des robots. « Les scanners de sécurité informent la commande lorsque quelqu’un pénètre dans la zone. La machine ralentit alors, voire s’arrête complètement, en fonction de la zone dans laquelle la personne est entrée. »

Tout ce travail de programmation est maintenant terminé. Le premier prototype est prêt à partir pour un client à Bruxelles. Ce qui frappe, c’est le grand écran qui se trouve à côté. « Sur celui-ci, l’opérateur peut tout suivre. Pour nous, Industrie 4.0 signifie rendre une technologie complexe aussi simple et intuitive que possible. L’opérateur scanne le code-barres et voit s’afficher les étapes qu’il doit suivre. Il n’a que deux boutons pour naviguer vers l’étape suivante ou précédente. On ne peut pas faire plus simple. L’objectif est maintenant de tester la machine à grande échelle dans la pratique. « Cette expérience nous aidera à mettre au point une machine véritablement standard. Nous sommes convaincus qu’il existe un marché pour cette machine. Partout où les coûts de main-d’œuvre sont élevés, l’automatisation est la solution », conclut Stefan Nees.