Proferro en Turck automatiseren productie met slimme sensortechnologie

Proferro, een toonaangevende specialist in precisiegietwerk, levert wereldwijd aan OEM-fabrikanten in verschillende sectoren, zoals landbouwmachines, graafmachines, compressoren, textielmachines en machinebouw in het algemeen. Om de ergonomie en veiligheid van werknemers te verbeteren en de logistieke en productieprocessen efficiënter te maken, nam het Belgische bedrijf een vloot van automatisch geleide voertuigen (AGV’s) in gebruik. Turck Multiprox ontwikkelde een sensorgebaseerde totaaloplossing voor de aansturing van de AGV’s.

Met meer dan 80 jaar ervaring is Proferro NV een toonaangevende speler in de metaalbewerking. Het Belgische bedrijf produceert op maat gemaakte gietstukken en biedt diensten aan zoals gietijzerproductie, machinale bewerking, assemblage en co-engineering voor fabrikanten van onder andere landbouwmachines, mijnbouwuitrusting, compressoren en textielmachines. Automatisering speelt een centrale rol in de productie. “Onze focus ligt op de veiligheid en ergonomie van onze medewerkers en op het verhogen van de efficiëntie”, zegt Mathieu van Den Berghe, transformatiemanager bij Proferro. “Dat is cruciaal om concurrerend te blijven en werkgelegenheid in het Westen te behouden.”

Om dat doel te bereiken, verving Proferro de traditionele gasvorkheftrucks door AGV’s, die de aan- en afvoer van gegoten onderdelen voor CNC-machines automatiseren. Dit leidde tot minder manuele handelingen, fouten en vertragingen. De grootste uitdaging was ervoor te zorgen dat de AGV’s betrouwbaar konden werken in de stoffige productieomgeving, wat een robuuste oplossing vereiste.

Robuuste oplossing voor uitdagende omgeving

Betrouwbare sensortechnologie is net zo belangrijk als een robuust systeem voor het registreren, opslaan en doorsturen van gegevens naar systemen op een hoger niveau. “Ons doel was een geautomatiseerde logistieke oplossing die just-in-time levering van onderdelen aan de machines in de naburige installatie mogelijk maakt”, vertelt van Den Berghe. “Een geautomatiseerd hoogbouwmagazijn zorgt ervoor dat de benodigde onderdelen al beschikbaar zijn bij de ophaalpunten. De productie zelf blijft een uitdagende omgeving door het aanwezige stof en vuil.”

Om de AGV’s vlot te laten werken, was een sensorgebaseerd systeem nodig voor gegevensverzameling en draadloze transmissie. Omdat een RFID-systeem met visioncamera’s te kostbaar bleek door het grote aantal onderdelen, stelde Turck Multiprox een geïntegreerde oplossing voor. Deze bestond uit ultrasone en optische sensoren, robuuste I/O-modules, schakelaars en een IIoT-gateway. “Het team van Turck maakte al snel duidelijk dat sensoren alleen niet genoeg waren”, legt van Den Berghe uit. “Hoewel ze signalen betrouwbaar kunnen detecteren, is een totaaloplossing nodig om de gegevens correct over te dragen naar de besturingssoftware van de AGV’s.”

De voorgestelde oplossing blinkt uit in eenvoud en robuustheid. De basis bestaat uit retro-reflectieve sensoren, ultrasone retro-reflectieve sensoren met schakeluitgang en retro-reflectieve lasersensoren met achter­grondonderdrukking. De installatie van ultrasone sensoren onder de legplanken van de rekken bleek zeer effectief, omdat dit stofophoping op de sensorkoppen voorkomt en zo de werking garandeert. Daarnaast worden diffuse sensoren en lasers gebruikt om de pallets op de schappen te detecteren.

Betrouwbare netwerkinfrastructuur en snelle datatransmissie

De sensoren detecteren de aanwezigheid van een pallet en sturen deze informatie continu door naar de TBEN-LL-16DXP, het hart van het systeem. Deze compacte blok-I/O-module met 16 universele digitale kanalen, configureerbaar als in- of uitgangen, bundelt de sensorgegevens en verzendt ze in realtime naar de controller. Dankzij de IP67-certificering is de module beschermd tegen water en stof, waardoor hij in het veld kan worden geïnstalleerd zonder extra schakelkast. Dit maakt hem geschikt voor de veeleisende productieomgeving van metaalbewerking, waar betrouwbaarheid en duurzaamheid cruciaal zijn.

Turck realiseerde een robuuste netwerkinfrastructuur met de TBEN-L5-SE-M2 managed Ethernet switches. Deze compacte 10-poorts switches met een GBit high-speed backbone zorgen voor korte cyclustijden en betrouwbare prestaties bij hoge datatransmissiesnelheden in het IIoT. De high-speed link-up functie maakt snelle gereedschapswissels mogelijk in minder dan 150 ms, wat de cyclustijden minimaliseert. Door de decentrale montagemogelijkheid direct in het veld vermindert de switch ook de benodigde bekabeling. Naast de switches fungeert de TX700Q als IIoT-gateway. Deze vormt de interface tussen de sensoren en het bovenliggende systeem en regelt zowel de datatransmissie als -verwerking, vergelijkbaar met een PLC, waardoor de systeemcomplexiteit afneemt. De TX700Q is bijzonder geschikt voor minder complexe toepassingen, dankzij de eenvoudige integratie met de bestaande infrastructuur via de CoDeSys-programmeeromgeving.

Autonome AGV-besturing de klok rond

Dankzij de nieuwe oplossing kan Proferro nu detecteren of er pallets aanwezig zijn en de gegevens draadloos doorsturen naar hogere systemen. Deze informatie vormt de basis voor de autonome besturing van de AGV’s, waardoor een vlotte werking 24 uur per dag mogelijk is. “Twee factoren waren cruciaal voor het succes van deze oplossing: de software, die de complexiteit vermindert en de bediening vereenvoudigt, en de betrouwbaarheid van de sensoren. De componenten van Turck zijn zeer betrouwbaar en hebben geen onderhoud nodig. Dit maakt het een bijzonder kostenefficiënte en robuuste oplossing – precies wat we zochten”, besluit van Den Berghe.