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Entraînements : Val Thorens ouvre la voie aux convertisseurs de fréquence propres

Val Thorens est la première station de ski française à mettre en œuvre un entraînement asynchrone à convertisseur de fréquence sur ses remontées mécaniques. Objectif de ce choix innovant : garantir la qualité du courant réinjecté sur le réseau face aux obligations imposées par EDF Réseau de Distribution. Deux installations de télécabines ont fait leurs preuves cette saison et devraient rapidement convaincre les exploitants en quête de nouveaux projets.

En septembre 2007, la station de ski de Val Thorens (1 815 / 3 230 m) réceptionnait les nouvelles installations de télécabines Cairn et Caron permettant de relier deux domaines skiables du site des 3 vallées. De conception innovante, ces deux équipements sont pilotés par une seule personne en charge de gérer les 4 gares d’embarquement et de débarquement automatique des skieurs.
Mais l’innovation ne s’arrête pas à l’automatisation de la conduite. Les installations Cairn et Caron intègrent pour la première fois un entraînement électrique d’un genre nouveau dans le paysage français des remontées mécaniques : l’entraînement à courant continu cède la place au moteur asynchrone piloté à l’aide d’un convertisseur de fréquence. D’une puissance unitaire de 400 kW, les deux moteurs de Cairn et Caron sont disposés en gare inférieure.
A l’origine de la remise en cause : la pollution harmonique générée sur le réseau de distribution électrique par l’électronique de commande des moteurs à courant continu. « Cette première réalisation en France est dotée de moteurs asynchrones associés à des variateurs capables de compenser la pollution à sa source », confirme Axel Ferret, ingénieur commercial Pôle Montagne chez EDF.

La pollution du courant tombe sous le coup d’un arrêté

En effet, la situation des stations de sport d’hiver induit un niveau élevé de pollution sur le réseau de distribution électrique. Sont principalement mis en cause les variateurs électroniques entraînant les moteurs à courant continu. Les courants harmoniques (courants d’une fréquence multiple de 50 Hz) alors réinjectés sur le réseau, perturbent le fonctionnement des équipements chez les abonnés raccordés à proximité. Le constat est d’autant plus critique que les stations de ski sont généralement situées en bout de réseau, où les puissances de court-circuit sont relativement faibles. Les utilisateurs ne peuvent donc pas compter sur le maillage du réseau pour atténuer le phénomène. Par ailleurs, les puissances perturbatrices mises en jeu sont relativement élevées et ne cessent de s’accroître avec la multiplication des remontées mécaniques.
Afin d’enrayer la dégradation de la qualité du courant, EDF réseau de distribution France (ERDF) applique l’arrêté du 17 mars 2003 (1) visant notamment à limiter la réinjection de courants harmoniques issus des équipements électriques de puissance (voir encadré).

Convertisseur de fréquence : une solution déjà adoptée en Europe

« Du point de vue de l’investisseur, le coût d’un entraînement à courant alternatif est comparable à celui d’une solution à courant continu comprenant les batteries de filtres, nécessaires au traitement des pollutions harmoniques », souligne Michel Marais, directeur général de Vacon France.
La plupart des remontées mécaniques installées depuis plusieurs années en Suisse, en Italie et en Autriche sont animées par des moteurs asynchrones à variation de fréquence. Les exploitants ont compris qu’installer un système de filtrage sur un entraînement à courant continu ne résout que partiellement le problème. Car le réseau et les charges d’une station sont en perpétuelle évolution. Même hybrides, ces filtres risquent d’être surchargés par les perturbations provenant d’autres charges. En outre, l’ajout de condensateurs et de selfs complique la structure du réseau. L’apparition de fréquences de résonance risque d’amplifier les courants harmoniques et finalement de faire vieillir prématurément les bancs de capacités.
« Par ailleurs, il ne faut pas oublier que le courant vu en amont de l’entraînement est proportionnel à l’image du couple pour un système à courant continu, c’est-à-dire très élevé au démarrage, précise Bruno Yannic, directeur technique de Vacon France. En revanche, pour un entraînement à courant alternatif avec variateur de fréquence, le courant prélevé en amont est proportionnel à la puissance, donc maximal à plein régime. »

Une technologie propre
Afin de limiter au maximum la réinjection de courants harmoniques sur le réseau, les deux convertisseurs de fréquence Vacon de 400 kW embarquent un pont contrôlé de type IGBT et bénéficient de la technologie AFE (Active Front End), appelé également système à prélèvement de courant sinusoïdal. Cette technologie de redresseur actif consiste à placer un deuxième onduleur, cette fois-ci en tête du variateur, afin de rétablir la forme sinusoïdale originelle du courant. Les variateurs ainsi équipés, fonctionnant sous 4 quadrants, assurent également la réinjection du courant sur le réseau lors des phases de freinage de la machine.
A l’aide de la technologie de redresseur actif AFE, Vacon assure à ses variateurs un taux de réinjection d’harmoniques en courant inférieur à 5 % à charge nominale  (ainsi qu’un facteur de puissance proche de 1), à la différence de la plupart des variateurs équipés de redresseurs à diodes et de selfs qui délivrent 35 à 40 % de taux de distorsion ! Cette option prend toute son ampleur sur les équipements de forte puissance tels que ceux utilisés pour les remontées mécaniques, afin d’éviter une pollution harmonique sur le réseau de distribution électrique situé en amont.
On notera cependant que l’électronique de puissance du convertisseur représente un encombrement supérieur à celui d’un variateur de puissance pour courant continu. Un inconvénient vite rattrapé par la dispense de batteries de compensation !

Etroite collaboration avec l’intégrateur

Constructeur des remontées mécaniques Cairn et Caron, Doppelmayer a confié la réalisation des lots automatisme et électricité à Seirel Automatismes qui a ainsi pris en charge l’intégration des convertisseurs de fréquence. Vacon comptait déjà à son actif plusieurs réalisations en courant alternatif pour Doppelmayer, mais sur des sites à l’étranger. De son coté, Seirel Automatismes avait déjà travaillé avec Vacon France, mais sur des équipements de plus petites puissances. Le dialogue s’est donc établi entre l’exploitation (sur la base de son cahier des charges), le constructeur, le système intégrateur (avec sa connaissance du secteur des remontées mécaniques) et Vacon France, spécialiste des convertisseurs de fréquence à faible réinjection d’harmoniques.
Bruno Jurine, adjoint au directeur technique de la SETAM reconnaît que les entraînements à courant continu génèrent un haut niveau de pollution harmonique sur le réseau. « A l’origine du projet, nous avons insisté auprès du constructeur pour la mise en œuvre d’une solution à courant alternatif et convertisseur de fréquence, pour être en phase avec le décret du 17 mars 2003. Je n’étais pas inquiet quant à la fiabilité de ce choix, car nous utilisons une technologie similaire pour la production de la neige de culture depuis une dizaine d’années. A présent, je sais que nos prochaines réalisations intégreront ce type d’entraînement ! »
Jean-Claude Sechet, chargé de clientèle chez Seirel Automatismes : « Nous intégrons régulièrement des entraînements à courant alternatif avec convertisseurs de fréquence, pour des puissances inférieures à 200 kW. En revanche une puissance de 400 kW, doublée de la technologie AFE à faible réinjection d’harmoniques, était une première pour nos équipes. Je dois dire que nous avons trouvé chez Vacon France un niveau de services à la hauteur en terme de formation et d’accompagnement sur le projet. De plus, Vacon n’a pas hésité à nous avancer des pièces de rechange en dépôt dans nos ateliers pour la première année de mise en service. »
« Nous avons travaillé en étroite collaboration avec les techniciens de Seirel Automatismes, formé à notre solution », poursuit Bruno Yannic, directeur technique de Vacon France.
Et Jean-Claude Sechet de reprendre : « Effectivement, si le premier démarrage de la télécabine Cairn s’est fait avec l’aide de Vacon, nous avons ensuite réalisé seuls le démarrage de Caron. A présent, nous proposerons systématiquement une alternative à courant alternatif de ce type, lors de réponses aux appels d’offres ! »

Maintenance allégée
« Du fait de qu’en altitude l’air soit relativement sec, les balais des moteurs à courant continu tendent à s’user plus rapidement que sur une installation classique et produisent une poussière abrasive et conductrice difficile à évacuer,
souligne Bruno Jurine, adjoint au directeur technique de la SETAM. Chaque jeu de balais assure au mieux deux saisons, et moins dans certains cas! En revanche, l’utilisation des moteurs asynchrones nous affranchit totalement de ces désagréments. A présent la maintenance se limite aux codeurs, ventilateurs et roulements des éléments tournants. »
Par ailleurs, la possibilité de piloter le moteur en couple permet de simuler la charge sur le câble lors des essais de freinage des remontées mécaniques. L’exploitant s’affranchit alors de la tâche fastidieuse qui consiste à placer de réelles masses dans les cabines.

De Val Thorens à La Toussuire…
Faisant suite à la double réalisation de Val Thorens, Vacon compte déjà à son actif une deuxième référence en France avec l’alimentation par convertisseur de fréquence d’un télésiège débrayable de 2 x 400 kW pour la station savoyarde de La Toussuire.

(1) Arrêté du 17 mars 2003 paru au J.O.R.F. du 19 avril 2003, relatif aux prescriptions techniques de conception et de fonctionnement pour le raccordement au réseau public de distribution d’une installation de consommation d’énergie électrique.

Encadré 1 :
Les intervenants
Maître d’ouvrage : SETAM (Société d’exploitation des téléphériques Tarentaise-Maurienne)
Constructeur des remontées mécaniques : Doppelmayer
Intégrateur des lots électricité et automatisme : Seirel Automatismes
Fournisseur des convertisseurs de fréquence : Vacon France

Encadré 2 :
Fiche technique réalisation
Investissement total de 20 M€, dont 6,5 M€ pour chaque remontée mécanique et 7 M€ pour le bâtiment commun en partie basse.
Débits : 2 400 pers./h (Cairn), 2 000 pers./h (Caron)
Dénivelés : 190 m (Cairn), 220 m (Caron)
Caractéristiques communes
Cabines : 8 places assises skis à l’intérieur
Vitesse des cabines : 4,5 à 6 m/s
Entraînement : 400 kW sous 400 V
Convertisseur de puissance : Vacon NXC 400 kW pré-monté en armoire.
En complément, un total de 26 convertisseurs de fréquence NXC de 2 à 3 kW alimentent autant de motoréducteurs dédiés au convoyage des cabines dans les gares et le garage.
Alimentation : transformateurs 20 kV / 400 V

Encadré 3 :
L’avis d’EDF
Axel Ferret, ingénieur commercial Pôle Montagne chez EDF : « L’arrêté du 17 mars 2003 (1) représente une évolution importante pour nos clients. Toutefois, sur le terrain, nous avons commencé à le mettre en pratique fin 2006. Mais ce texte ne fait que transposer et rendre obligatoires des recommandations mentionnées dans nos contrats depuis 1994 !
Dans les stations, quasiment tous les équipements installés ces 15 dernières années mettent en œuvre le courant continu. Et les investissements ne cessent de développer le parc. C’est pourquoi nous demandons à nos clients de limiter la réinjection de courants harmoniques pour les nouveaux projets de remontées mécaniques. Nous décelons ces projets par le biais des demandes de nouveaux branchements ou d’augmentation de puissance.
Il existe trois familles de solutions permettant de répondre aux prescriptions de l’arrêté. La première consiste à installer des filtres actifs ou filtres hybrides en compensation de la pollution générée, tout en sachant qu’il faudra maintenir et ajuster la compensation au fil du temps. Les filtres passifs ne sont en général pas suffisants pour filtrer les rangs élevés d’harmoniques. La deuxième solution nécessite l’utilisation de deux moteurs à courant continu alimentés par deux transformateurs en déphasage. Cette mise en œuvre convient surtout aux grosses installations telles que les téléphériques. Enfin, la troisième famille de solutions consiste à traiter les harmoniques à la source grâce à un entraînement asynchrone et son convertisseur de fréquence adapté. Nous constatons que ce choix répond parfaitement aux prescriptions de l’arrêté.
Pour certaines zones particulièrement perturbées, il n’est pas exclu qu’ERDF demande d’ici 5 à 10 ans l’application de l’arrêté aux installations existantes ! Il faut savoir que les perturbations induisent parfois la destruction d’appareils électroniques sensibles tels que les ordinateurs ou les fax, sans compter la réduction de la durée de vie des lampes. Il arrive que les systèmes informatiques des remontées mécaniques et systèmes de réservations hôtelières soient eux-mêmes victimes de cette pollution ! »

En station basse, ce bâtiment joue le rôle de double gare d’embarquement / débarquement des télécabines Cairn et Caron. Il abrite également les deux moteurs de 400 kW et leur convertisseurs de fréquence. Les remontées mécaniques Cairn et Caron ont été mises en service en septembre 2007.

Chacune des deux remontées mécaniques Cairn et Caron est entraînée par un moteur asynchrone de 400 kW piloté par un convertisseur de fréquence.

En complément, 26 convertisseurs de fréquence NXP de 2 à 3 kW alimentent autant de motoréducteurs dédiés au convoyage des cabines dans les gares et le garage.
Au-delà des équipements de conversion de puissance, Vacon a apporté ses services pour la mise en route et la formation des techniciens chez l’intégrateur Seirel Automatismes. Les convertisseurs de puissance embarquent la technologie de redresseur actif AFE (Active Front End). Ainsi, Vacon assure à ses variateurs un taux de réinjection d’harmoniques en courant inférieur à 5 %.

A propos de VACON 
Vacon développe, fabrique et distribue une gamme de convertisseurs de fréquence de 0,25 à kW à 5 MW pour des applications très diverses en milieux industriels et tertiaires. En France, Vacon est particulièrement présent dans les secteurs de l’eau, de la marine, du papier, du génie climatique et les métiers de la montagne. Le spécialiste du convertisseur de fréquence travaille avec des partenaires systèmes intégrateurs qui maîtrisent le savoir-faire process dans leurs domaines d’activité.
Ouverte depuis fin 2001, la filiale Vacon France emploie aujourd’hui 15 personnes pour une activité en constant développement. En témoigne la progression des entrées de commande : 3,3 M€ en 2006, 4,95 M€ en 2007 et l’objectif de 6 M€ pour l’année 2008.
Quant au groupe Vacon, la progression est tout aussi importante avec un CA de 232,2 M€ en 2007 pour 186,4 M€ en 2006 (+ 24,6 %)

Contacts :
Michel MARAIS, directeur général de Vacon France : 01 69 89 60 30
michel.marais@vacon-france.fr
Bruno YANNIC, directeur technique de Vacon France : 01 69 89 60 30
bruno.yannic@vacon-france.fr

www.vacon-france.fr


Vacon France

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Contrôle de la qualité de l’eau d’une Piscine, d’un bassin ou d’une fontaine


Description des besoins clients :

?  Gérer la filtration physique de l’eau (à travers un filtre).
?  Asservir le temps de filtration à la température de l’eau
?  Gérer la neutralité de l’eau (pH).
?  Gérer la qualité désinfectante de l’eau (Redox : désinfection au chlore).

Fonctionnement de l’application :
L’eau a besoin d’être filtrée de manière régulière pour éliminer les particules solides (sable, végétaux, insectes, huiles bronzantes,les cheveux... ) afin de maintenir une eau claire. La filtration est d’autant plus longue que la température est élevée.
La qualité de l’eau est primordiale pour une baignade plus confortable. Il est nécessaire de vérifier régulièrement :
- la neutralité de l’eau (contrôle du 7,2< pH <7,5),
- la qualité désinfectante de l’eau (présence optimale de chlore dans l’eau pour détruire les bactéries).
La mesure du pH et du Redox s’effectue à partir de sondes immergées dans les canalisations, dans un bac tampon ou dans une chambre d’analyse. Ces sondes analysent la présence d’ions Hydrogène (H+) et Chlore (Cl) capables d’oxyder un couple électro-chimique au sein de la sonde. Cette oxydation se traduit par une tension électrique en mV renvoyée vers l’automate qui après calibration traduit ces valeurs en mesure de pH et de Redox.

Solution Crouzet :
Crouzet propose de compléter le savoir-faire cœur de son contrôleur logique Millenium 3 (Gestion physique de pompes & filtration) par une extension contiguë montée sur rail symétrique en coffret ou armoire, qui mesure les paramètres nécessaires à la bonne qualité de l’eau.
?  Contrôleur logique Millenium 3 XD10 24 V DC.
?  Extension analogique “métier” XA04W : Carte extension de mesure en boîtier modulaire.
?  Sonde pH & sonde ORP (Redox) & sonde Pt100.
?  En option : Solution de communication Modem avec GSM pour envoi d’alarme SMS.

Les plus de la solution Crouzet :
? “Tout en un” : gestion des fonctions filtration physique et traitement chimique par un même contrôleur logique.
?  Facilité & convivialité de la programmation.
?  Fonctions complémentaires du Millenium 3 disponibles pour gérer d’autres besoins sur l’application (contrôler l’éclairage, surpresseur pour balais).
?  Crouzet dispose aussi d’un savoir-faire en Capteur de position & Micromoteurs et peut vous proposer des solutions de motorisation (couvertures de piscines par enrouleurs ou rideaux).

Crouzet Automatismes

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> Décembre 2007

> Siam Ringspann SA

> Hepco Guidage Linéaire
> Vega Technique SAS > Rockwell Automation
L'entreinte d'un ressort multifonction

Dans un laboratoire pharmaceutique, sur une machine de test, on utilise un carrousel pour positionner des éprouvettes, qui vont successivement passer sous 6 postes de chargement avant d'être acheminées vers une centrifugeuse.

Pour Indexer sur 6 positions très précises, avec des cadences élevées et dans un volume réduit, il faut centrer, embrayer, indexer, antidévirer donc combiner plusieurs fonctions.

Ce cumul d'actions mécaniques exploite les propriétés de l'hélicoïde d'un ressort d'accouplement usiné proposé par Siam Ringspann. Il est compact, monobloc et présente une masse inertielle minimum.

Ce ressort usiné n'a pas qu'une simple fonctionnalité économique, c'est un composant dédié de volume réduit, simple à monter, autonome, à mémoire de forme, sans maintenance, sans asservissement, qui est le centre énergétique du dispositif.

L'accouplement est constitué de 3 zones. En partie supérieure se situe le ressort usiné avec son hélicoïde à profil trapézoïdal, en partie médiane, un flasque sur lequel est usiné la came à double butée et le levier d'armement, enfin en partie inférieure, la platine sert au centrage du plateau de carrousel. L'ensemble monobloc est usiné dans une matière en conformité avec le milieu ambiant.

Au repos, les spires de l'hélicoïde sont "normalement serrées" autour de l'arbre de transmission pour former une étreinte mécanique qui solidarise l'arbre, le ressort d'accouplement et le plateau. C'est la fonction "accouplement". L'extrémité de l'hélicoïde est la gâchette du dispositif. Elle est en appui sur l'extrémité d'une détente usinée sur le plateau pour réaliser la fonction "embrayage".

Le levier d'armement animé par un vérin déplace la détente qui va appuyer sur la gâchette en sens inverse de l'enroulement. L'hélicoïde se dilate, l'alésage de la spire desserre son étreinte et désolidarise l'arbre et le plateau. Le plateau effectue sa rotation d'indexage jusqu'à ce que la came double bute sur un doigt d'arrêt qui limite la dilatation de l'hélicoïde et la rotation du carrousel. Le ressort dans cette phase est une "roue libre d'avance pas à pas". Le positionnement angulaire est constant et répétitif. Le ressort a une force résiduelle de tension pour annuler le couple de trainée du plateau. C'est la fonction "limiteur de couple".

Lorsque le vérin revient en position, les spires de l'hélicoïde se resserrent et étreignent à nouveau l'arbre. Le plateau du carrousel est verrouillé. Le dispositif sécurisé dans les deux sens est "antidéviré" et "irréversible". Dans ce contexte d'encombrement réduit d'un carrousel de dosage, le ressort usiné proposé par SIAM RINGSPANN combine les fonctions d'un ressort, d'un accouplement, d'un embrayage, d'une roue libre d'avance pas à pas, d'un limiteur de couple, d'un antidévireur, d'un irréversible pour constituer un composant multifonctions.

C'est un parfait exemple d'optimisation technique adaptée à une performance déterminée par les exigences du dosage.

Siam Ringspann SA
Tél 0478835901, Fax 0478835355

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Comment réaliser le bilan thermique d'un échangeur à plaques?

A l'aide du débitmètre à ultrasons Vegaflux, il vous est possible de réaliser rapidement et en toute fiabilité le bilan thermique de vos échangeurs à plaques, sans ouverture de conduite, ni arrêt du process.

En effet, ce débitmètre non-intrusif associé à deux sondes de températures à contact, permet de réaliser une comparaison rapide avec les valeurs intrinsèques de l'échangeur grâce à son affichage direct en kW.

Avec les deux voies de mesure de ce débitmètre, il vous est aussi possible de mesurer un débit de fuite. Pour ce faire, une mesure de débit est effectuée en amont de l'échangeur et la deuxième en aval. L'afficheur permet alors de lire la différence entre les deux.

Avec cette solution, les sites industriels laitiers peuvent par exemple optimiser leurs installations de chauffage ou de refroidissement en évitant la surconsommation d'eau chaude ou d'eau glacée. Ce phénomène se produit notamment en cas d'entartrage de l'échangeur, le tartre agissant comme isolant thermique.

Le débitmètre Vegaflux se distingue particulièrement avec sa fréquence de mesure de 1000 Hz, largement supérieure à tous les débitmètres ultrasons du marché, complétée par un traitement de signal numérique très performante (processeur DSP). Ces caractéristiques spécifiques au Vegaflux permettent d'obtenir des signaux de mesure très stables et de meilleurs rapports signal/bruit, pour des résultats de mesure fiables même sous des conditions de mesure extrêmes (liquides avec jusqu'à 10% de gaz ou 20% de solides en suspension par exemple).

Par ailleurs, toutes les autres applications en débitmétrie sont possibles avec l'avantage d'être non-intrusives et donc sans contact avec le fluide mesuré...

Vega Technique SAS
Tél 0388590150, Fax 0388590151

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Des couronnes et circuits de précision du programme HepcoMotion pour réaliser une ligne de pesage.

Les circuits de guidage PRT, regroupant des rails droits et des rails courbes, sont conçus pour résoudre les problèmes de mouvement circulaire : couronnes pour un mouvement circulaire complet ou partiel, circuits pour les mouvements combinant droites et arcs de cercle. Les rails de cette gamme comportent une arête en V sur chaque bord. Les chariots, munis de 4 galets à gorge en V disposés suivant une géométrie particulière, se déplacent sans jeu sur les parties droites et courbes du circuit. Ces circuits ont été utilisés par la société JP Waterhouse pour mettre au point un ingénieux procédé baptisé Smart Cart.

Application chez JP Waterhouse :

Smart Car permet de desservir par un chariot mobile de pesage plusieurs distributeurs de différents produits, suivant une « recette » définie. Une large variété d'ingrédients, souvent en faibles quantités, peuvent ainsi être dosés automatiquement et avec précision et déposés dans un seul chariot de pesage. Un des avantages principaux du système mis au point par la société John P Waterhouse est sa capacité de recevoir autant de chariots de pesage que nécessaire, le circuit pouvant être allongé pour permettre la mise en place de postes de remplissage supplémentaires.

Cette caractéristique fait partie des avantages du système de couronnes et circuits de guidage de précision HepcoMotion (gamme PRT). La gamme de circuits de précision PRT offre une variété illimitée de tracés courbes et rectilignes. Ses composants individuels – couronnes complètes, rails courbes et rails droits – peuvent se combiner et s'appairer à volonté pour donner toute liberté au concepteur. Les rails droits sont disponibles en longueurs jusqu'à 4 mètres, et peuvent être appairés pour constituer des longueurs supérieures. Les chariots « Smart Cart » sont fixés sur les plateaux HepcoMotion installés sur le circuit PRT.

Une poche est chargée manuellement ou automatiquement sur le chariot, qui se déplace alors autour du circuit pour recevoir des quantités déterminées de produit. Quand le chargement des produits est terminé, la poche reçoit un marquage par impression, est fermée, puis éjectée vers un magasin d'accumulation.

L'entraînement à vitesse variable permet des accélérations progressives qui garantissent la bonne stabilité des chariots.

Chaque chariot PRT est muni de galets concentriques et excentriques en opposition. Cette construction permet, si nécessaire, d'ajuster par un simple réglage manuel la précharge du chariot sur le rail. Le système Smart Cart utilisant un circuit sans inversion du sens des courbes, HepcoMotion a conseillé d'utiliser des chariots à galets fixes plutôt que les chariots à palonniers, conçus pour les circuits comportant des courbes inversées ou à rayon variable.

La précision de positionnement est essentielle pour l'application Smart Cart. Le positionnement des chariots est assuré par des capteurs montés sur les chariots. Le faible coefficient de frottement est un élément important de ce point de vue. La douceur du mouvement est garantie par les éléments qui composent le circuit – réalisés en acier de qualité, trempé localement sur les chemins de roulement et rectifié sur toutes les faces, avec des faces de référence internes et externes afin d'assurer un montage facile.

Les galets HepcoMotion sont composés de roulements à billes de précision, qui assurent un fonctionnement sans friction, sans flexion et une longue durée de vie. Ils sont graissés à vie et munis de déflecteurs, ou de joints étanches en option. Ces caractéristiques sont importantes pour un système qui manipule fréquemment des produits agressifs.

Hepco Guidage Linéaire
Tél 0134643044, Fax 0134643388

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Rockwell Automation pilote le Moulin de Verdonnet

Le moulin de Verdonnet est devenu une véritable usine, entièrement pilotée à distance par un système Rockwell Automation. Il traite chaque jour, sans aucune assistance, 300 tonnes de blé.

Objectif : 300 tonnes par jour

Le Moulin de Verdonnet est une entreprise familiale qui emploie une cinquantaine de personnes. Le dernier moulin en activité, datant des années 80, avait été partiellement automatisé ; sa capacité de traitement : 150 tonnes par jour. L'activité se développant, les meuniers décident en 2002 de construire un nouveau moulin. Objectif de cette nouvelle unité : 300 tonnes par jour.

Un système disponible et évolutif, « conçu pour durer » :

Le Moulin de Verdonnet souhaitait investir dans un système « d'automatisme, de supervision et de traçabilité ». Un système permettant de gérer automatiquement et à distance l'ensemble des installations et d'optimiser les performances du moulin. Un système disponible et évolutif, « conçu pour durer », comme le moulin auquel il est destiné.

Une intégration sans rupture : Rockwell Automation disposait de seulement quatre mois pour développer l'application ; il lui a fallu reprendre et intégrer les équipements spécifiques déjà en place, développer de nouvelles fonctionnalités, en améliorer certaines.

Une mise en route « 7 jours chrono » : 7 jours chrono… c'est le délai de mise en service accordé par les meuniers pour basculer l'ensemble de la production de l'ancien moulin (qui doit produire sans interruption jusqu'à sa dernière heure) au nouveau et faire tourner celui-ci à pleine capacité, sans avoir interrompu à aucun moment les livraisons…

Pérennité et fiabilité de l'architecture :

La solution proposée par Rockwell Automation est un système distribué, basé sur le concept « d'Architecture Intégrée », simple et homogène, conçu pour minimiser le câblage et réduire les risques de pannes. Deux PC, en secours l'un de l'autre, sont dédiés à la supervision ; un troisième joue le rôle de serveur. Deux automates ControlLogix assurent le contrôle commande des installations. Les quelque 1000 entrées-sorties de l'installation sont rassemblées sur des coffrets FlexIO répartis à tous les niveaux de l'installation. Ceux-ci sont raccordés en réseau, tout comme les 350 moteurs dont certains sont pilotés par des variateurs de vitesse PowerFlex 70, les automates et le poste de supervision. La communication s'effectue via des réseaux de terrain ControlNet « nativement » redondants et des réseaux Ethernet TCP/IP également doublés. Pour réduire les temps de conception, de mise au point et faciliter les interventions futures, les programmes ont été développés en langage « objet », grâce à RSLogix 5000, l'environnement de programmation des automates Logix conforme à la norme 61131-3. Ils sont modifiables en cours d'exploitation.

Traçabilité : Rockwell Automation a également développé un système de traçabilité totale de la production sous SQL Server. Origine du blé, cellules utilisées, recette appliquée, durée des opérations, type d'enlèvement, destination…toutes les données sont stockées et sauvegardées régulièrement.

Pilotage à distance : Les défauts détectés par le système sont transmis sur le téléphone de l'opérateur d'astreinte qui peut en retour agir sur les automates et contrôler la supervision, via une simple ligne téléphonique… Si un défaut survient la nuit, les propriétaires du moulin peuvent, sans se déplacer, reprendre le pilotage en manuel et choisir les consignes à appliquer pour gérer l'incident grâce à un dispositif de supervision installé à leur domicile.

Bilan : Moins d'une semaine après son démarrage, le nouveau moulin traitait 300 tonnes de blé par jour. Depuis, il fonctionne 24 heures sur 24, 365 jours par an.

Sécurité, facilité de maintenance, protection des investissements et pérennité : la solution Rockwell Automation respecte les attentes des meuniers : compatibilité des plates-formes avec tous les processeurs pour une évolutivité au fil du temps, adoption des standards de communication (Ethernet, Modbus, Profibus, DeviceNet…), simplicité et disponibilité de l'architecture…

Allant au-delà des exigences réglementaires de meunerie, la solution conçue par Rockwell Automation a permis au Moulin de Verdonnet de remporter de nouveaux contrats.

Des économies d'énergie appréciables : le système de contrôle commande peut, sur réception d'un signal émis par l'EDF, démarrer et arrêter les équipements du moulin, sans aucune assistance extérieure. Ce qui permet d'économiser l'énergie en profitant des créneaux « heures creuses » (à tarif réduit) proposés par l'EDF.

Une productivité sans équivalent : la conception tant matérielle que logicielle du système Rockwell Automation a permis au moulin de Verdonnet de réaliser des économies considérables : réduction substantielle des coûts de câblage, coûts de maintenance dérisoires, temps d'arrêt de production estimés à … trois minutes, au total !.

Côté exploitation, ce sont le confort, la réactivité, l'autonomie et la sécurité qui sont mis en avant. A partir d'un simple écran, un seul opérateur surveille et pilote en temps réel ses installations et assure le suivi qualité et la gestion de la production du moulin. Alors qu'un moulin traditionnel nécessite généralement quatre opérateurs…Trois clics de souris lui suffisent pour changer de production et traiter toujours plus vite les nouvelles commandes.

Aujourd'hui le Moulin de Verdonnet est l'un des moulins les plus automatisés du monde. Mariage réussi d'une activité ancestrale et de technologies de pointe, cette superbe vitrine est régulièrement visitée par des interlocuteurs venant des quatre coins de la planète.

Rockwell Automation
Tél 0161087700, Fax 0130440309

Service Lecteur 15553, @ www.tim-info.com/pei


> Septembre 2007

> Lafert Moteurs SA

> Cognex France
> Bosch Rexroth SAS > Schreiner ProTech/bureau France
Moteurs avec arbres en acier inoxydable adaptés aux conditions climatiques extrêmes

Les températures extrêmes et les niveaux d'humidité élevés n'offrent pas des conditions idéales pour les moteurs électriques, et pourtant, ce sont précisément les conditions recréées par la société Temperature Applied Sciences (TAS), à Goring-by-Sea, pour ses clients.

Des ventilateurs motorisés sont indispensables pour préserver des conditions atmosphériques réparties de manière homogène. Les chambres de stockage/tests environnementaux de TAS sont utilisées dans un large éventail de secteurs, de la fabrication industrielle aux applications de recherches pharmaceutiques/scientifiques en milieux aseptisés. Leurs applications mettent en scène les chocs climatiques, les processus d'auto-combustion, le stockage et les tests d'endurance des produits à chaque phase de R&D, jusqu'aux essais terminaux par lots.

Les conditions climatiques recréées à l'intérieur des pièces s'étendent de -80 o à +180 o C et de 98 % d'humidité à 95 o C. Quant aux chambres, leur taille varie, d'une surface proche de celle d'un four à micro-ondes jusqu'à une superficie suffisamment grande pour y contenir un engin de terrassement.

En raison des conditions extrêmes présentes à l'intérieur des chambres, TAS a décidé de placer les moteurs de ventilateurs à l'extérieur et de fixer les ventilateurs sur des arbres allongés. Dans un premier temps, la société a essayé tout simplement de rajouter des extensions sur des arbres de taille standard. Ceci ne posait aucun problème lorsque les ventilateurs étaient insérés dans le plafond des chambres, avec les arbres à la verticale. En revanche, lorsque ceux-ci étaient situés dans les parois, les arbres subissaient une déformation, une usure excessive de portée et un écartement des arbres, en plus de problèmes d'alimentation.

Depuis, ces problèmes ont été résolus grâce à Lafert Electric Motors, une entreprise spécialisée dans les solutions personnalisées pour les applications motorisées non standard. En effet, la société a fourni une variante de son moteur monophasé AM 71. Celui-ci est équipé d'un arbre en acier inoxydable de 400 mm de long et de 14 mm de diamètre. Les roulements ont été modifiés pour supporter les sollicitations des turbines de ventilateurs, situées à l'extrémité des arbres allongés. «Ces moteurs ont résolu à la fois nos difficultés techniques et nos problèmes d'alimentation», explique Martin Stevens, directeur de TAS. «Dès lors, nous sommes en voie d'adopter un autre modèle de moteur (hauteur d'axe 56) avec un arbre rallongé pour nos chambres climatiques plus petites». Ces moteurs sont utilisés pour actionner les ventilateurs avec des diamètres de pales compris entre 150 et 300 mm. Totalement intégré, leur système de contrôle garantit le maintien précis des conditions climatiques.

Lafert Moteurs SA
Tél 0474954101, Fax 0474945228

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Bosch Rexroth permet à PSA Peugeot Citroën de traiter à moindre coût l'obsolescence de ses commandes d'axes.

Bosch Rexroth a développé un système de commande basé sur un variateur Indradrive C et un petit IHM VCP05 afin de simplifier le remplacement en lieu et place d'équipements en fin de vie (Trans01, DSC03).

Le site de PSA de Tremery spécialisé dans la fabrication de moteurs diesel avec une capacité de l'ordre de 8000 moteurs par jour, dont 90% diesel, est équipé de 5000 axes numériques, dont 2000 Bosch Rexroth . Les pièces de moteurs usinées sont les vilebrequins, les bielles, les carters, les culasses, les arbres à cames, ainsi que des pompes à huiles et à eau. Les moteurs y sont aussi assemblés. Pour l'usinage des carters des machines de type transfert sont utilisées. Les carters sont convoyés sur des lignes et y subissent sur un ensemble de machines successives des opérations d'usinage qui aboutissent à la réalisation de la pièce finale. La longueur d'une ligne atteint environ 100 mètres . Bosch Rexroth est partenaire de longue date de cette usine. La société avait notamment installé 332 axes numériques Trans01 au début des années 90. Ce matériel arrivant en fin de vie, il était essentiel de mettre au point une solution qui assure la pérennité des lignes.

Le grand défi consistait à assurer la transition la plus simple entre le nouvel équipement et les anciens. « Nous ne souhaitions aucune modification, ni de câblage, ni de programmation » , explique Jean-Marie Schoumacher, responsable automatismes du site de Tremery. La nouvelle commande (baptisée TransMLD) est intégrée dans un variateur Indradrive C. Il s'agit d'une commande pour les applications mono-axe de structure compacte. La gamme Indradrive C offre une plage de puissance de 1,5 à 75 kW pour courant maximal de 11 à 210 A . Cette mise en oeuvre a nécessité un important travail d'adaptation. Le Hardware et le Software ont été personnalisés. Chaque axe commandé en boucle fermée exécute un programme d'usinage spécifique. Toutes les commandes d'axe Indradrive C sont donc livrées avec le programme adapté et une connectique spécifique. L'énergie électrique ainsi que l'ensemble des Entrées et Sorties sont reliés par un unique connecteur. L'intégration des commandes dans les coffrets a en revanche été simple en raison de la compacité Indradrive C. La résistance à l'environnement et notamment aux hautes températures a été prise en compte en équipant le coffret d'un fond en aluminium permettant de se dispenser d'un ventilateur externe. « Cette démarche rigoureuse a donné naissance à un produit conforme à toutes les exigences » explique Jean-Marie Schoumacher. Le site de Tremery était pilote pour l'ensemble du groupe. La nouvelle commande pourra donc être déployé sur l'ensemble de PSA. La Trans01, le produit qui est remplacé, a toujours donné satisfaction et PSA compte bien continuer à l'exploiter grâce aux équipements récupérés pour pièces de rechange dans le cadre d'opérations de rénovation ciblées. C'était un excellent produit, exactement développé pour la fonction qu'il devait remplir. En place depuis Avril 2006, la commande à base d'IndraDrive C qui le remplace remplit parfaitement son office. Elle apporte des éléments de modernité : Les transformateurs 220V triphasés ont disparu, toutes les données sont sauvegardées dans une carte mémoire statique (plus de pile) et il est à présent possible d'archiver simplement ces données (y compris le programme d'usinage) sur PC.

Bosch Rexroth SAS
Tél 0478786838, Fax 0478786890

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Un emballage en règle.

En Irlande, la division Pharmacie d'un grand groupe industriel fabrique le liquide injecté lors des IRM (Imagerie par Résonance Magnétique). Ce produit, onéreux et sensible à la lumière, est conditionné en flacons de contenances diverses qui sont ensuite mis en caisse pour une protection maximale. Pour contrôler cet emballage, Cermex, spécialiste des machines d'emballage fin de ligne, a choisi la vision. Un capteur intelligent Checker et un système de vision In-Sight 5100 de Cognex vérifient le nombre de flacons placés dans les cartons et la présence dans chaque carton d'une documentation.

Les flacons contenant le liquide pour IRM sont acheminés vers une suremballeuse WB45, pour y être encaissés dans des découpes carton au format adéquat, par lot de 12 ou 18 selon les formats. La suremballeuse "wrap around" conçue et installée par Cermex assure l'extraction du carton, l'encaissage des flacons, le pré-cassage (pliage et pré-fermeture des rabats du carton), l'insertion d'une notice d'information, le collage et le pressage du carton ; le tout à la cadence de 150 produits par minute…

Les systèmes de vision Cognex sont intégrés à la machine et interviennent à deux niveaux. Au poste d'encaissage d'abord, où un capteur intelligent Checker vérifie le nombre de flacons présents dans chaque caisse en détectant la présence ou non des bouchons. Puis avant le pré-cassage : un système In-Sight 5100 contrôle alors "à la volée" la présence d'une notice dans chacun des cartons qui défilent. Cette opération est loin d'être anodine… La position de la notice dans le carton est en effet totalement aléatoire : le document peut glisser au cours de l'opération et se trouver n'importe où dans le carton. Il peut aussi se présenter à plat ou sur la tranche… Pour vérifier sa présence, le système de vision doit donc être capable de localiser l'un de ses bords, où qu'il soit et quelque soit le format du carton… In-Sight associé à l'algorithme de localisation PatMax remplissent cette mission sans problème malgré, et c'est une constante en vision, l'éclairage toujours aléatoire des sites de production. En cas de défaut - absence de la notice ou d'un ou plusieurs flacons - l'In-Sight et Checker envoient à l'automate un signal permettant de déclencher l'arrêt de la machine.

"Nous avons opté pour une solution 100% vision pour plusieurs raisons", précise Jean-Marc Passemard, Responsable Marketing Opérationnel de Cermex. "L'homogénéité technologique des deux contrôles, le gain de place par rapport à un pesage extérieur et le très bon rapport qualité/prix de la solution. Sans compter la notoriété internationale de Cognex, importante pour un groupe de l'ampleur de notre client". L'intégration de systèmes de vision dans une machine d'emballage n'est pas une première pour Cermex. Il a simplement fallu respecter quelques contraintes ergonomiques afin, notamment, de conserver un accès facile à la machine pour les opérateurs ; et interfacer les systèmes Cognex et l'automate pilotant la suremballeuse. Les changements de format (taille des flacons et des cartons) sont ainsi gérés automatiquement par l'automate, sans modifier la position de la caméra ou l'éclairage et sans aucun point de réglage. Le client a également apprécié la simplicité de prise en main de l'outil. Stéphane Faivre-Duboz, Responsable Cognex, conclut : "Cette application tire bénéfice de tous les "plus" apportés par les systèmes de vision modernes : l'intégration, la compacité, la performance nécessaire pour gérer des cadences élevées et la flexibilité permettant de s'adapter à des productions variant sans cesse".

Cognex France
Tél 0147771550, Fax 0147161770

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OPEL opte pour le marquage flexible avec l'étiquette laser CLF

Avec la nouvelle Corsa, OPEL mise pour la première fois sur un jeu novateur d'étiquettes CLF (laser couleur) de Schreiner ProTech pour le repérage de ses véhicules. Il s'agit d'un tournant dans la recherche d'une réduction significative de la complexité et des coûts.

Quelles sont, concrètement, les améliorations apportées ? En raison du nombre important de variantes, il était jusqu'à présent nécessaire de concevoir, tester, stocker et apposer de multiples étiquettes de repérage à chaque poste. Ce qui signifiait pour OPEL et pour ses fournisseurs, non seulement une grande variété de matériaux, mais aussi d'importantes dépenses de logistique et de gestion des composants et sous-ensembles. Les avantages présentés par le jeu flexible d'étiquettes CLF ont convaincu OPEL : en effet, ces étiquettes sont d'utilisation plus facile, plus économe et bien plus efficace. Les jeux d'étiquettes CLF sont désormais imprimés avec rapidité et précision directement pendant l'usinage. Contrairement aux films habituels à marquage par ablation, le film CLF présente l'énorme avantage de permettre une impression sans dégagement de fumées. Même le transfert d'informations complexes spécifiques aux véhicules (numéro de châssis, pression des pneus ou poids) se fait aisément par le biais du système de production OPEL vers l'imprimante qui se trouve directement en fin de ligne de montage. Grâce au système d'étiquetage souple (Flexible Label System), OPEL est en mesure d'élaborer pour chaque Corsa un jeu complet d'étiquettes juste au moment où la carrosserie nue passe devant le poste laser. Avec ce système, OPEL révolutionne le repérage automobile de qualité en grande série industrielle.

Schreiner ProTech/bureau France
Tél 0670440073, Tél/Fax 0134240598

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> Mai 2007

> Enerpac SA > Victrex Europa GmbH
> Micro-Epsilon > Westermo Data Communications
L'hydraulique facilite les réparations d'un toit mobile de 12 000 tonnes

Au lendemain du dernier match de la saison des Milwaukee Brewers dans le Miller Park, en septembre 2006, une toute autre équipe se met à l'œuvre. Mais cette fois ci, les entraîneurs ont laissé la place aux ingénieurs et les titulaires aux métallos, aux monteurs de charpentes métalliques, aux chefs d'exploitation et aux ouvriers. La tâche qui les attend est une réparation importante du toit mobile du stade, à savoir, le remplacement des dix bogies (chariots électriques) qui supportent les cinq sections mobiles du toit. Le toit de 12 000 tonnes est conçu en forme d'éventail. Chacune des cinq sections mobiles pivote autour de la « base » et se déplace sur deux bogies électriques à l'autre extrémité du toit (« le grand champ »), 183 mètres plus loin.
Les bogies d'origine de 6,7 mètres, positionnés par deux dans le coin le plus éloigné de chacune des sections du toit en éventail, sont équipés de deux roues à boudins doubles leur permettant de se déplacer sur un rail de roulement circulaire de 20 cm à environ 42 mètres au-dessus du sol. L'alimentation des moteurs d'entraînement des bogies en courant triphasé passe le long de chaque section du toit à partir de l'extrémité pivotante de la base, éliminant ainsi la nécessité d'avoir recours à des contacts à friction. Les deux roues à boudin double des bogies sont disposées l'une derrière l'autre pour rouler en ligne sur un rail simple. Pour renforcer la sécurité, des galets de guidage sont positionnés sur un chemin de roulement simple monté sur les deux rebords du rail. Les bogies d'origine se sont révélés incapables de supporter l'énorme charge ; au lendemain du dernier match à domicile des Brewers, au mois de septembre, le toit du stade doit rester en partie ouvert suite à la rupture d'un galet de roulement d'un bogie. Les bogies d'origine présentent un autre inconvénient, à savoir des surfaces de roulement cylindriques. « Le problème vient de la surface de roulement relativement large de la roue cylindrique. Le corps extérieur de la roue veut devancer le corps intérieur, avec, dans le pire des cas, une différence de 140 mm ». Selon Jim Ronning, ingénieur conseil responsable des opérations de levage, « Cette anomalie peut être à l'origine des craquements lors du déplacement des bogies sur le rail ».
« Les roues des nouveaux bogies comprennent des surfaces de roulement sphériques pour obtenir une inclinaison minimale du bogie et les axes de roue sont tournés de façon à ce que le bogie suivent naturellement la courbe du rail » ajoute Ronning. « Qui plus est, le nouveau concept utilise quatre roues disposées deux par deux au lieu des deux roues de l'ancienne configuration ». Les nouveaux bogies font 7,3 mètres de long et pèsent respectivement 49 ou 66 tonnes, selon leur emplacement. Ils sont alimentés par des moteurs de 45 kW via des mécanismes de changement de vitesses et d'imposantes chaînes à galets.

Levage du toit

Le remplacement de chaque bogie ne devait, en principe, pas poser de problème : levage du toit, dépose des anciens bogies, installation des nouveaux bogies et abaissement du toit. L'opération s'est révélée plus compliquée que prévu. « La préparation pour le levage des panneaux de toit a demandé beaucoup de travail » raconte Ronning, expliquant que les éléments de fixation des vérins et les plates-formes de levage ont dû être conçus, fabriqués et installés à part.
Selon Dale Anderson, contremaître général en métallurgie et chef de projet de Price Erecting chargé en grande partie des travaux, le déplacement latéral de la structure pendant la procédure de levage a également dû être pris en considération. Les travaux se déroulant à 183 mètres de la base pivotante des panneaux de toit, d'importants phénomènes de dilatation et de contraction thermique ont été constatés, et les effets du vent sur la structure ne pouvaient pas rester ignorés.
Dix opérations de levage ont été nécessaires pour soulever les différentes sections du toit du stade, à chaque remplacement de bogie. A chaque reprise, le toit a été soulevé de 102 à 152 mm, l'ancien bogie expulsé sous l'action de sa propre force, un nouveau bogie inséré et le toit abaissé pour être remis en place sur un palier de fusée. Les anciens et les nouveaux bogies ont été descendus et montés au moyen d'une grue de 500 tonnes.  

Solution de levage hydraulique

La charge soulevée avoisinant les 800 tonnes, quatre vérins à percussion Enerpac de 300 tonnes, 700 bar, et 300 mm ont été nécessaires pour chaque levage. Les vérins sont branchés à un manifold standard alimenté par une pompe électrique Enerpac de 9,3 kW et 700 bar.
Les vérins sont équipés d'anneaux de verrouillage pour garantir le maintien de la charge et la conduite d'alimentation entre la pompe et le manifold est équipée d'une soupape de verrouillage. Cette soupape de verrouillage comprend un clapet anti-retour à commande manuelle par pilote.
Les vérins de 300 tonnes sont des vérins à simple effet avec rétraction sous action de la charge. Pour obtenir une traction positive vers le bas, la pompe Enerpac comprend une soupape équipée d'un système Venturi qui crée une pression négative quand cela est nécessaire. Le système hydraulique a été assemblé et testé avant sa mise en service. Jim Ronning explique que pour autoriser un déplacement latéral pendant le levage, les vérins reposent sur des plaques en acier de 38 mm d'épaisseur, une plaque de téflon et une plaque en acier inox poli.

Enerpac SA
Tél 0160136868, Fax 0169203750

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Micro capteurs à courant de Foucault
Mesure de distance et de déplacement pour l'optimisation des moteurs

Les moteurs à combustion d'aujourd'hui sont conçus pour fournir une performance élevée dans des conditions de faible pollution de l'environnement. C'est dans ce cadre que l'interaction entre les différents composants se voit attribuer un rôle de plus en plus important. L'un des défis à relever ici consiste à surveiller cette interaction pendant que le moteur tourne. On est en effet confronté à des pressions et des températures énormes, de nombreuses pièces sont en mouvement et il y a très peu de possibilités pour intégrer un capteur. Il n'y a que peu de capteurs susceptibles de répondre à de telles exigences. La société Micro-Epsilon a démontré depuis de nombreuses années ses capacités en tant que fournisseur fiable de techniques de mesure pour la conception de moteurs. On trouve ici chaque jour, dans le cadre de projets de développement, davantage de possibilités nouvelles pour faire progresser le degré d'efficacité des moteurs à combustion.

Les capteurs entrant en ligne de compte dans ce cas sont basés sur le principe des courants de Foucault. Cette technique consiste à faire passer un courant de Foucault constant à travers une bobine, suite à quoi un champ électromagnétique se forme autour de la bobine. Des courants de Foucault sont induits dans tous les objets conducteurs se trouvant dans ce champ. Ceux-ci réagissent au champ d'excitation et influencent l'impédance de la bobine. On peut déduire, par démodulation, des signaux dépendant de la distance à partir de ces grandeurs mesurables. Les capteurs à courant de Foucault de Micro-Epsilon mesurent des déplacements, des distances, des positions et des écarts avec une précision inférieure au micromètre. Ces capteurs sont utilisés depuis de nombreuses années dans de nombreuses applications concernant les moteurs à explosion.

C'est dans ce cadre que sont apparus des capteurs miniatures à courant de Foucault, dont le plus petit possède un diamètre de 2 mm seulement. Notre entreprise distribue ainsi les capteurs à courant de Foucault les plus petits au monde. La distance entre le contrôleur et le capteur peut atteindre 15 m. Le contrôleur peut être ainsi monté dans l'habitacle pendant une mesure. Les éléments du contrôleur se trouvent en outre à l'intérieur d'un boîtier absolument étanche et résistant à l'huile, à l'eau et aux saletés.

Le nombre des applications ne cesse d'augmenter. C'est ainsi, par exemple, qu'on mesure le déplacement transversal des pistons, le mouvement du vilebrequin ou le jeu du palier de l'arbre d'entraînement, et on surveillera même la dilation du joint de culasse. D'autres périphériques importants sont également surveillés en sus du moteur. C'est ainsi que fut conçu un capteur spécial pour mesurer la vitesse de rotation du turbocompresseur. Les turbocompresseurs sont de nos jours un élément critique du fait qu'on les trouve dans pratiquement tous les véhicules Diesel. Ce qui est important pour la performance d'un turbocompresseur, à part l'angle des aubes du stator, c'est la vitesse de rotation de la turbine. On mesure pour cela la rotation des aubes. Le choix d'aubes en titane du à l'augmentation constante de la sollicitation des matériaux et de celle des vitesses de rotation, pose un réel défi aux techniques de mesure. Le titane est un très mauvais conducteur électrique.

Les capteurs à courant de Foucault ne peuvent de ce fait pas être utilisés directement sur le titane. Il est extrêmement difficile, avec des vitesses de rotation variant entre 200 et 400000 tr/mn, d'enregistrer ces dernières avec précision. Une vitesse de rotation d'un turbocompresseur de voiture de 400000 tr/mn représente une vitesse linéaire en bout de pale de 2500 km/h. Micro-Epsilon a néanmoins réussi, grâce à une linéarisation particulière et à une électronique sophistiquée, à relever ce double défi et à mesurer précisément cette vitesse de rotation sur l'ensemble de la plage de ces dernières.

Micro-Epsilon
Tél 0169355200, Fax 0169419505

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Un système de revêtement innovant augmente la longévité des bandes de convoyage dans le domaine du traitement et de la préparation alimentaire

En retenant le Vicote comme constituant principal du revêtement de sa nouvelle gamme de bandes de convoyage Tacmaster destinée au traitement des denrées alimentaires, Taconic International a accrue de plus de 40% leur longévité et à permis aux utilisateurs une réduction des coûts d'immobilisation et de maintenance.

Taconic est un pionnier dans la fabrication des tissus enduits de PTFE et d'autres matériaux anti-adhérents et résistants à des températures élevées ; l'entreprise se trouve être aujourd'hui un fournisseur leader de l'industrie des denrées alimentaires. Ces courroies de convoyage à revêtement de surface spécial sont utilisées dans des environnements alimentaires agressifs où une excellente anti-adhérence et résistance à l'usure, de très bonnes propriétés mécaniques ainsi qu'une excellente tenue thermique sont exigés, comme par exemple dans la pré-cuisson du jambon, du poulet, de hamburgers, de tortillas, de pâte à pizza et d'œufs.

"En introduisant le revêtement Vicote dans nos nouvelles bandes de convoyage alimentaires, nous sommes en mesure de fournir à nos clients du monde entier des produits dotés d'une meilleure résistance à l'usure et à l'abrasion, d'une résistance plus importante à l'impact, à l'enfoncement et à la perforation, tout en conservant des propriétés de non adhérence", a déclaré Ian Molyneux, directeur général, IPD Europe, Taconic Industrial Products Division.

"Lorsque vous combinez ces propriétés avec une stabilité dimensionnelle améliorée, une résistance aux huiles et aux lubrifiants, et une résistance continue à des températures supérieures à 260°C, nous sommes capables d'accroître la longévité d'une courroie de plus de 40%, tout en réduisant les temps d'immobilisation et les coûts de maintenance pour nos clients.

"Forte d'une très grande expérience dans les formulations de revêtements de surface en fluoropolymères, qui lui permettent de satisfaire à ces demandes exigeantes, Taconic incorpore à présent le revêtement Vicote dans l'objectif de fabriquer un système de revêtement innovant pour ses courroies Tacmaster. Ian Molyneux poursuit "Nos produits Tacmaster sont fabriqués avec nos revêtements de formulation spéciale à base de PTFE, incorporant le produit Vicote. Ils sont expédiés à nos clients sous forme de rouleaux maîtres de différentes longueurs, de pièces individuellement découpées ou de courroies de convoyage complètes.

Notre coopération avec Victrex nous a non seulement permis d'étendre rapidement notre ligne de produits, mais également d'améliorer et d'élargir potentiellement nos séries de produits existantes". "Le fait de travailler avec Taconic sur de tels projets est très enrichissant. Grâce à l'utilisation des revêtements Vicote, l'entreprise a totalement réinventé la production de ses courroies de convoyage pour les denrées alimentaires. L'équipe Victrex a mis au point le produit adapté aux exigences de ce marché et du procédé de fabrication, et mis à disposition les données de test et les conditions de transformation correspondantes. Taconic a ainsi été en mesure de créer un nouveau système de revêtement personnalisé. Cette démarche, des premiers échanges, en passant par le développement du produit et jusqu'à sa commercialisation réussie ont été achevés en moins de 12 mois.

Victrex Europa GmbH
Tél (49)6192964949, Fax (49)6192964948

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Des modems haute fiabilité pour équiper le tunnel du Saint-Gothard

Le tunnel du Saint Gothard possède les technologies parmi les plus avancées au monde en ce qui concerne la sécurité du trafic. Weiss-Electronic, qui fournit le système de régulation de circulation, a choisi les modems LD-64 à fibre optique de Westermo pour transmettre les données entre les 272 feux de circulation et les 68 écrans d'affichage de limite de vitesse ou de messages d'urgence.

Le tunnel du Saint Gothard, dans les Alpes suisses, est considéré comme l'un des plus importants goulots d'étranglement de la circulation routière entre l'Europe du Nord et l'Europe du Sud ainsi que l'un des plus longs tunnels du monde avec 17 km.

Afin de sécuriser au maximum la circulation dans le tunnel, Weiss-Electronic a mis en place un nouveau dispositif évolutif de régulation de la circulation qui répartit les véhicules entre les différentes voies au niveau de l'entrée du tunnel. Cette entrée peut d'ailleurs être fermée en cas d'arrêt de la circulation dans le tunnel pour cause d'accident. Le calcul systématique de la distance nécessaire entre les véhicules permet de limiter le nombre de véhicules pouvant circuler dans le tunnel en toute sécurité. En outre un système dit " anti-convoi " permet d'éviter les regroupements de poids lourds à l'intérieur des 17 kilomètres du tunnel en identifiant spécifiquement ces derniers : un tel dispositif peut notamment s'avérer très utile pour contenir les incendies.

Le signal d'alerte est déclenché automatiquement en cas d'incendie, de dépassement du taux d'oxyde carbone autorisé ou d'arrêt d'un véhicule. Le réseau de gestion de données exploite des boucles de redondance, ce qui permet de continuer à exploiter le système même en cas de câble défectueux ou de panne d'un matériel.

Toutes les données produites par les feux de circulation ou des écrans d'affichage de la limite de vitesse sont ensuite transmises au système de contrôle via les modems à fibre optique LD-64, RS-485de Westermo. Il existe 68 stations, chacune équipée de LD-64, à savoir un pour le bus normal et un pour le bus d'urgence utilisé pour l'envoi du signal d'alarme en cas de défaillance d'un lien optique. Chacune de ces stations dispose de quatre feux de signalisation et d'un écran de limite de vitesse ou d'affichage d'un message d'urgence. Le système utilise un protocole spécial de " Technische Lieferbedingungen für Streckenstationen " appelé TLS Inselbus et normalisé par l'autorité allemande de la circulation routière, la Bundesanstalt für Strassenwesen (BAST).

" La difficulté technique d'un tel projet réside dans la longueur du tunnel, à savoir 17 km et un conduit unique pour la circulation dans les deux sens. Afin de respecter les critères de sécurité auxquels nous sommes astreints, nous devons réguler la circulation afin de ne pas dépasser 150 camions à l'heure et par sens de circulation, et 1000 unités automobiles à l'heure et par sens de circulation (un camion équivaut à trois unités automobiles, un bus à deux unités automobiles, et une automobile à une unité automobile). En cas d'alerte incendie, le tunnel doit pouvoir être fermé en moins de 10 secondes. Cela implique que chaque feu et chaque écran d'affichage affiche le bon message d'urgence au bon endroit ", explique Joerg GELZ, Responsable de projet chez Weiss-Electronic.

" Au vu de ces contraintes, nous avons choisi le produit Westermo en raison de sa grande compatibilité avec les environnements extrêmes et de son importante fiabilité, sans oublier, bien entendu, l'argument économique ", ajoute Joerg Gelz. Les " switchs " des infrastructures routières doivent supporter les vibrations, l'humidité et des niveaux élevés de corrosion. Les solutions de réseau de Westermo ont fait leurs preuves dans le monde entier, dans les environnements les plus extrêmes, qu'il s'agisse de dispositifs de circulation routière, ou dans les domaines de l'aéronautique, de la fabrication, de la production d'électricité, d'applications militaires…

Le LD-64 est conçu comme une solution de boucle redondante en fibre optique pour les matériels équipés d'interfaces RS-232/V.24 ou RS-422/485. Le LD-64 est essentiellement utilisé dans des applications exigeant une fiabilité élevée car il continue de fonctionner même en cas de rupture d'une fibre ou d'une paire de fibres. En cas de rupture de ligne, le LD-64 est équipé de sorties d'alarme qui peuvent être raccordées à un périphérique d'entrée-sortie local (un PLC) afin de créer une alarme de réseau. Le LD-64 assure une vitesse de transmission pouvant aller jusqu'à 375 ko/s et est disponible en fibre optique monomodale ou multimodale.

68 stations et 10 unités de serveur sont installées dans le tunnel. Chacune de ces unités se compose de deux serveurs redondants, l'un actif et l'autre passif. En cas de problème, le serveur actif devient passif et le serveur passif devient actif. Le serveur principal est également redondant. Les stations sont placées à l'intérieur de boucles de redondance de 3 km. Le dispositif d'urgence dispose de trois systèmes de bus : le premier allant de l'entrée nord jusqu'au milieu du tunnel, le deuxième de l'entrée sud jusqu'au milieu, et le troisième et le plus long allant de l'entrée nord à l'entrée sud toutes les trois stations dans un sens de circulation et directement sur les 17 km du sud au nord pour refermer la troisième boucle.

Westermo Data Communications
Tél 0169102100, Fax 0169102101

Service Lecteur 14411, @ www.tim-info.com/pei
> Mars 2007

> Cognex France > Arion Entreprise
> Cedip Infrared Systems > Vision Components France Office
Manutention automatique de tuiles : zéro casse, zéro rebut grâce à la vision

Si l'on écarte son sens dérivé et les problèmes imprévus et fâcheux qui lui sont alors associés, « la tuile », celle couvrant nos habitations, est aujourd'hui devenue un élément décoratif à part entière. Et les fabricants déploient une belle créativité pour satisfaire aussi bien les traditions régionales que les goûts les plus originaux. Tuiles plates ou tuiles canal, tuiles à écailles ou à côtes, tuiles losanges, tuiles mates ou vernissées, déclinées dans une large palette de couleurs…, l'offre ne cesse de s'étendre. Une tuilerie peut ainsi fabriquer près de 100 formes distinctes de tuiles, dans plusieurs couleurs et aspects différents. Aussi, lorsque Ceric Automation s'est vu confier la réalisation d'un système de manutention automatique destiné à une tuilerie, la société savait que ce projet était loin d'être anodin.

Après avoir été façonnées puis séchées, les tuiles doivent être cuites. Elles arrivent non alignées sur un tapis de convoyage et sont positionnées précisément sur des supports réfractaires, défilant sur un second tapis parallèle conduisant au four. Des robots assurent la manutention. Ils saisissent, l'une après l'autre, les tuiles placées sur le tapis d'approvisionnement et les déposent sur les réfractaires du tapis de cuisson. La difficulté : leur position sur le tapis d'arrivée est très variable. Alors, comment saisir ces tuiles avec précision, sans casse et sans rebut ?

Ceric Automation écarte l'idée d'un « recentrage » mécanique des tuiles car, compte tenu de la diversité des modèles, le nombre d'appareillages à mettre en œuvre apparaît rédhibitoire. Et envisage alors d'installer un système de guidage par vision. Un système capable de transmettre en temps réel au robot la position exacte de chaque tuile se présentant, afin que celui-ci calcule la trajectoire lui permettant en retour de saisir sans erreur la tuile. Sur le papier, le problème posé semble simple. La mise en pratique se révèle toute autre. Il y a d'abord les contraintes inhérentes à la production : le local est poussiéreux et faiblement éclairé. Puis un impératif : un taux de rebuts (tuiles non saisies par le robot et laissées sur le tapis d'approvisionnement) inférieur à 20 tuiles par jour… Mais le facteur le plus critique, c'est la tuile elle-même. Car si les tuiles d'une même « fournée » sont de forme identique, leur couleur peut varier du tout au tout, de l'ocre clair au noir en passant par le rouge orangé, le rouge sombre... Ainsi que leur aspect : vieilli, mat, strié, luisant… Sans compter les colorations non uniformes ou les dépôts de matière. Toutes les difficultés de la vision sont réunies.

La plupart des systèmes ne pouvant s'adapter en temps réel à ces changements, Ceric envisage dans un premier temps d'installer le système de vision sous le tapis d'approvisionnement car le dessous des tuiles est invariablement rouge… Mais la poussière environnante, les chutes possibles de matières sur le système, rendent cette solution trop risquée. Un seul constructeur, Cognex, propose d'installer le système de vision au plafond, au-dessus de la bande de défilement, et d'inspecter la face colorée des tuiles. Après quelques essais sur prototype, c'est cette solution que retient Ceric Automation. Elle pilote depuis 10 mois le système de manutention des tuiles de l'usine.

Le système se compose de deux robots Fanuc et d'un capteur de vision In-Sight 5100 de Cognex communiquant entre eux via une liaison Ethernet standard à 100 Mbps. Logé dans un boîtier IP67, équipé de connecteurs M12, le capteur In-Sight est d'abord un système de vision robuste. Ensuite et surtout, il intègre le puissant outil de localisation PatMax capable de s'affranchir de toutes les variations. A la cadence de défilement des tuiles devant les robots, soit toutes les 2 secondes, quelle que soit la luminosité ambiante et la poussière, quelle que soit la couleur et l'aspect des tuiles, la puissance de l'algorithme de reconnaissance PatMax permet au capteur In-Sight de saisir l'image de la tuile arrivant sous la caméra, de déterminer ses écarts en x et en y et son angle de positionnement par rapport à une position de référence. Avec précision et fiabilité. Et de communiquer, via Ethernet, ces informations aux robots. Qui calculent et transmettent au bras la trajectoire permettant de saisir la tuile et de la positionner sur un réfractaire du second tapis. Sans aucun « loupé ». A noter également : In-Sight 5100 contient en mémoire les quelque 80 modèles différents de tuiles pouvant défiler sur le tapis. Ce qui lui permet d'enchaîner, sans interruption, sans programmation supplémentaire et sans besoin d'un PC, la lecture de tuiles de modèles différents.

Stéphane Faivre-Duboz, Responsable Cognex, le souligne : « Le problème posé par cette application est l'un des challenges les plus complexes auquel un système de vision doit faire face ». S'affranchir de multiples variations de couleurs et d'aspects, telles que celles rencontrées sur ces tuiles, reste en effet l'un des problèmes les plus épineux dans le domaine de la vision … La puissance et la performance de ses algorithmes de reconnaissance, sa robustesse font la force de la solution Cognex. Ainsi que la flexibilité et la simplicité d'utilisation du capteur In-Sight. Ceric Automation peut aujourd'hui proposer des solutions de manutention automatique complètes, intégrant robots et vision, qu'elle maîtrise totalement. Et s'adresser à l'ensemble de ses clients, en France comme dans le monde entier, appuyée en cela par la présence internationale de Cognex.

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La technologie des caméras infrarouges fait son entrée dans l'arène sportive

Cedip Infrared Systems , spécialiste en imagerie thermique infrarouge et travaillant avec la société BBG Sports (Melbourne, Australie), a développé un nouveau système appelé « le point chaud » (Hot Spot) qui mettra fin aux spéculations entourant un renvoi au cricket.

Testé au dernier match de cricket qui opposait l'Australie et l'Angleterre à Brisbane, et retransmis par la chaine de télévision australienne « Nine », le système de « point chaud » emploie deux caméras infrarouges Emerald de Cedip placées au-dessus du champ du jeu, aux extrémités opposées et permet l'enregistrement du jeu s'il y a un incident d'arbitrage.

La sensibilité des caméras Emerald permet de détecter et mesurer à distance les points de chaleur les plus minuscules produits par une collision, telle que la balle sur la jambière du batteur, la balle sur la batte, la balle au sol, permettant une prise de décision exacte en cas de snick (« juste toucher »), un contact entre la batte et la jambière ou encore un LBW (« Leg Before Wicket » ou jambe avant guichet), une règle particulièrement difficile à juger pour les arbitres.

Quand une décision d'arbitrage interrompt le jeu, les caméras infrarouges, sans interruption d'enregistrement, produisent alors une image en noir et blanc qui indique le point précis de contact de la balle. Après avoir été testé durant les 12 derniers mois, le présentateur sportif de la chaine « Nine », Steve Crawley, dit du « point chaud » : « C'est un morceau de technologie scientifiquement prouvé qui mettra fin à toute la spéculation entourant un renvoi ».

BBG Sports est une petite compagnie innovatrice, spécialisée dans les solutions professionnelles de technologie de l'information pour les industries de retransmission télévisuelles sportives. Au cours des 15 dernières années, BBG Sports a participé à de nombreux événements sportifs tels que Wimbledon, l'Australian Open de Tennis, l'US Open de Tennis, le French Open de Tennis, l'Augusta National de Golf et les Jeux Olympiques.

L'Emerald LR (Longue Portée) est une caméra thermique refroidie haute performance destinée aux applications de trajectographie et de surveillance longue portée. La caméra Emerald LR opère dans la bande MWIR et utilise un plan focal matriciel de 640x512 pixels. Elle est équipée d'un objectif tri-champ, d'un détecteur MCT, d'un électronique numérique 14 bit de dernier cri et d'un système optique motorisé. Grâce à son boitier compact et imperméable, l'Emerald LR est le choix parfait pour la mesure thermique infrarouge en environnements sensibles et extérieurs

Cedip Infrared Systems
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Informatique temps réel distribuée
Synchronisation totale des OS et des applications

Exemple concret du récent accord de partenariat visant au couplage de leurs technologies Arion Entreprise et Wind River ont fait, lors du RTS Embedded Systems 2007, la démonstration d'une informatique temps réel distribuée, en réseau, avec une parfaite synchronisation des systèmes d'exploitation et des applications, à dix microsecondes près.

Cette application a fait la démonstration simultanée et partagée sur les 2 stands des sociétés d'une informatique temps réel distribuée, sur la structure de communication temps réel Arion-Network, avec une totale synchronisation des systèmes d'exploitation (ici l'Arinc653) et des applications gérées en temps réel. Rappelons que le l'objectif de l'accord de partenariat entre Arion Entreprise et Wind River est de permettre (via une « plate-forme » ouverte et déterministe basée sur le couplage de leurs technologies respectives) la banalisation à la fois des développements applicatifs et de la communication en temps réel des équipements tout en assurant une totale synchronisation.

La démonstration Arion/Wind River en résumé :
Comportant deux PC et deux cartes de développement PowerPC de Wind River connectés entre eux par un réseau Arion Ethernet 100 Mbits ainsi qu'une troisième carte PowerPC également montée sur le réseau mais indépendamment du reste, la démonstration Arion/Wind River se décompose en deux manipulations distinctes.

1/ Génération d'une charge réseau et applicative :
A chacun des deux PC est connecté un caméscope numérique qui génère une image de 144 ko toutes les 40 ms, ce qui correspond à un débit d'environ 30 Mbits. Ces deux flux sont transmis via le réseau Arion afin d'être accessibles des deux PC pour qu'ils puissent les afficher. La bande passante qu'occupent sur le réseau ces deux flux est donc de 60 Mbits ; de plus, le décodage du format DV des caméscopes puis l'affichage de chaque trame génèrent une occupation CPU non négligeable.

2/ Synchronisation des SE VxWorks :
Sur chaque carte de développement PowerPC est installé le système d'exploitation VxWorks Arinc653 de Wind River. Deux de ces SE sont synchronisés par le réseau Arion par un asservissement de l'horloge du PowerPC, le troisième étant indépendant. Des tâches cycliques produisent une donnée toutes les 20 ms qui est datée automatiquement à son arrivée dans la carte Arion. Ces données sont lues par des applications sur les PC. Celles-ci affichent le décalage qui existe entre les instants de production, mettant ainsi en exergue les potentiels jitter entre les trois systèmes d'exploitation et les sauts de cycles engendrés par la dérive du quartz du SE non synchronisé.

Ainsi dans la démo, et tel que le présente le schéma, la carte PowerPC verte pilote l'aiguille verte des horloges, la carte PowerPC bleue pilote l'aiguille bleue. Ces deux cartes étant synchronisées, les aiguilles bleues et vertes restent groupées et tournent ensemble. Au-dessus l'affichage numérique indique un écart constant de quelques microsecondes. Quant à la carte PowerPC rouge qui n'est pas synchrone, elle pilote indépendamment les aiguilles rouges des horloges. Le retard est quelconque et variable.

Arion Entreprise

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Vérifications dimensionnelles de précision par Vision Industrielle.

L'industrie métallurgique utilise encore assez peu les systèmes de vision pour des raisons de souplesse des outils ou de manque de performance. Vision Components offre des solutions tout à fait adaptées. La dernière machine de test automatique de Wente/Thiedig en est une parfaite illustration. Ce spécialiste allemand des systèmes de métrologie 2D ou 3D, comptant parmi ses clients de nombreuses sociétés dans le domaine de la métallurgie, ainsi que des grands comptes automobiles comme Volkswagen ou BMW, a réalisé une machine de mesure haute performance pour application automobile grâce à 3 caméras Vision Components. Elles examinent des pièces de 5mm réalisées par cintrage. Les éléments observés sont la concentricité, le voile de la fraise, le diamètre intérieur, la présence de stries ou de fissures. Le système met en oeuvre 3 caméras de référence VC2068.

D'une résolution 1280x1024 pixels, cette caméra a une puissance de calcul de 1200 MIPS. Elle dispose d'une communication transparente via Ethernet par TCP/IP. Le temps de traitement est de 72 ms, ce qui la rend compatible avec les cadences industrielles. La résolution est aussi compatible avec les précisions recherchées dans la métallurgie : 1µm sur les mesures de diamètre intérieur et de concentricité.

Les pièces sont mises en rotation, permettant à une première caméra d'examiner la concentricité. Les deux autres caméras sont en charge de l'analyse des autres paramètres de qualité. Les trois caméras sont connectées simplement sur un réseau Ethernet. Les entrées/sorties de la caméra transmettent alors le résultat de chaque inspection sur un automate. Les bonnes pièces peuvent ainsi être séparées des mauvaises.

Grâce à leur intelligence intégrée, ces caméras peuvent remplacer les systèmes de PC dans un grand nombre d'applications industrielles. Ces dispositifs compacts sont aussi résistants aux environnements difficiles.

Toutes les fonctions des caméras intelligentes sont commandées par un système d'exploitation temps réel de type Linux : VCRT. Elles peuvent être librement programmées en C et C++ dans un environnement de développement sur PC. Le programme, une fois terminé, est transféré à la caméra par FTP. Une bibliothèque complète de fonctions de traitement d'image, VCLIB, facilite la programmation. Il en résulte un outil particulièrement simple et flexible qui peut s'adapter facilement à de nombreuses pièces à inspecter.

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> Janvier / Février 2007

> Witt France > Cedip Infrared Systems
> Heraeus Noblelight > Baldor ASR AG
Une nouvelle technique de mélange aide à réduire les coûts:
Mini mélangeur BM2M pour utilisation mobile.

Il existe une solution rapide et simple si vous souhaitez réduire les coûts de production du soudage et du coupage : Witt-Gasetechnik propose un mélangeur mobile comme solution alternative économique et souple à l'achat de gaz pré-mélangés ou à l'installation d'une centrale de gaz.

De nombreuses sociétés connaissent cette possibilité depuis longtemps : "Nous utilisons déjà 30 mélangeurs mobiles Witt pour mélanger de l'argon et du CO2 sur différents procédés de soudage" indique Walerij Kwaschenkow. Ingénieur spécialisé, Kwaschenkow est à la tête du département soudage à l'usine Belenergomash de Belgorod, Russie. Les produits de la société sont des chaudières et des canalisations pour les usines d'énergie. La qualité est primordiale, plusieurs de leurs systèmes étant utilisés dans des centrales nucléaires. "Nos produits sont fabriqués selon les normes occidentales" rapporte fièrement l'expert en soudage.

Profiter des avantages du système.

La façon dont un four est alimenté en gaz à un impact sur le coût du produit fini. "Notre usine est grande et dispersée, ce qui signifie que dans certains secteurs, il n'est tout simplement pas possible de se connecter à l'alimentation centrale en gaz. A cause de cela, nous utilisons des bouteilles de gaz pour alimenter les zones de soudage et de découpe" raconte Kwaschenkow, expliquant l'implantation des zones de travail. Il est facile de comprendre les avantages économiques de cette stratégie : pour la société russe, il serait trop difficile et coûteux d'alimenter en gaz combustible toutes les zones de travail de l'usine avec une centrale de gaz. De plus, le système Witt permet la flexibilité accrue d'une solution mobile, la rendant idéale pour des procédures non-standard. Cependant, ce système est plus qu'un fournisseur de gaz pré-mélangé. Les pré-mélanges sont faciles à obtenir en Russie, mais les désavantages d'en utiliser sont comme partout ailleurs : les pré-mélanges sont nettement plus coûteux que les gaz individuels. Kwaschenkow souligne un autre problème : "Les pré-mélanges ne sont pas une option viable pour les sociétés de production à bas coût. Stocker le gaz est difficile et cher car vous devez toujours garder toutes les différentes sortes de mélanges dont vous avez besoin".

Comme partout ailleurs, à Belenergomash ils ont souvent besoin de faire varier les teneurs en argon et CO2 de leurs mélanges. La composition requise dépend du produit, du matériau et de la procédure de jointoiement soudé utilisée. Cependant, Kwaschenkow ne se préoccupe pas de ce type de problème. Il utilise des mélangeurs mobiles, mini mélangeurs, depuis des années. Il est évident qu'il est un grand fan des appareils BM2M fabriqué par la société allemande Witt-Gasetechnik, un spécialiste du domaine. Comme il dit, "les solutions les plus simples sont toujours les meilleures". Une démonstration rapide de la solution proposée par la société de Witten explique le succès du mini-mélangeur.

Facilité d'utilisation.
Les mélangeurs Witt légers (environ 3,2 kg) mais robustes sont attachés entre les bouteilles utilisées, ne prenant que très peu de place et protégés de dommages éventuels. Des raccords et des outils standards sont utilisés pour serrer les écrous du mélangeur sur les sorties des bouteilles. Un tuyau standard amène les gaz neutres à la sortie pour le soudage. Lorsque vous voulez utiliser le mélangeur, vous ouvrez simplement les vannes des bouteilles. Un manomètre intégré indique la pression de travail. C'est une solution astucieuse de Witt : aucun détendeur de pression supplémentaire n'est requis, car le mélangeur a un détendeur intégré et des clapets de sécurité.

Le système fonctionne au moyen de deux boutons situés sur le boîtier en aluminium vernis. Un des boutons est utilisé pour ajuster la teneur en CO2 dans l'argon, et l'autre pour régler le débit du gaz entre 8 et 25 l/min, ou plus si nécessaire. Le mélangeur peut être facilement retiré et attaché à d'autres bouteilles. Tout le système a été extrêmement bien conçu comme vous pouvez vous y attendre avec un produit Witt.

Un grand avantage de ce mélangeur de gaz est que comme il est attaché directement, il peut être transporté partout avec les bouteilles. Il peut être amené là où le travail est effectué et il n'a pas besoin d'une alimentation électrique. Avec ce type de mélangeur, seulement deux types de bouteilles de gaz doivent être stockés. Tous les mélanges dont la composition est comprise entre 0 et 25% de CO2 dans l'argon, peuvent être obtenus à partir d'une bouteille d'argon et d'une bouteille de CO2. "Cela réduit les coûts d'achat des gaz car nous pouvons acheter en vrac à meilleur coût" explique Kwaschenkow.

Le BM2M de Witt peut aussi être livré pour utilisation avec d'autres gaz. La brochure technique donne les pressions d'entrée possibles entre 4,5 et 230 bars. La précision du gaz mélange est un étonnant ± un pourcent. Les ventes en hausse sur le marché allemand montrent un intérêt croissant. Les avantages en termes de prix et de flexibilité du mini-mélangeur le rendent particulièrement avantageux pour les entreprises de taille moyenne.

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Des systèmes infrarouges de thermographie pour l'industrie automobile

La thermographie infrarouge est la technique de mesure sans contact de la répartition et de l'évolution de la température à la surface d'objets observés à l'aide d'une caméra infrarouge. Son domaine d'application concerne principalement les caractérisations thermique et énergétique d'objets inaccessibles, de petite dimension, à haute température ou en déplacement rapide.

Les nouvelles technologies de détecteurs européens (640x512 pixels, HgCdTe et InSb, au pas 15µm) permettent le développement de systèmes de thermographie en remplacement des caméras infrarouges.

Un système de thermographie se caractérise par l'intégration de fonctionnalités permettant un large panel d'applications tel que la mesure de contraintes, le CND, l'enregistrement de signaux complémentaires et l'utilisation de filtres optiques intégrés. L'un des secteurs les plus demandeurs de ces nouveaux systèmes est incontestablement la production automobile.

Cedip Infrared Systems propose une nouvelle famille de systèmes de thermographie Titanium déjà largement utilisée par les principaux producteurs automobile au Japon, en Allemagne et en Corée. Les principales applications accompagnent la conception du véhicule des études amont à sa fabrication.

Développé en accord avec les producteurs automobiles principaux en l'Allemagne, au Japon et en Corée du Sud, le nouveau système de thermographie infrarouge de Cedip Titanium est disponible avec un choix de détecteurs plats focaux de dernière génération InSb ou de MCT qui permettent une sensibilité exceptionnelle de moins que 20mk même à des fréquences d'analyses les plus élevées dans les domaine MWIR et LWIR. Les systèmes de thermographie infrarouge Titanium sont simples d'utilisation et offrent une qualité d'image de dernier cri inégalée par les caméras moins sensibles. Utilisant les interfaces CAMLINK ou USB2.0, les systèmes de thermographie infrarouge Titanium peuvent transmettre des commandes à taux élevé de Pixel et à gamme dynamique de 14 bits. Le logiciel complet d'analyse d'image consacré à la mesure thermique vient en tant que norme.

Il est par exemple peu connu que la fatigue des aciers soit en partie caractérisée grâce à une technique thermographique permettant de mesurer l'énergie dissipée mécaniquement pendant un essai de sollicitation dynamique. Le suivi de la production d'énergie dissipée en fonction du niveau de la contrainte locale appliquée au matériau permet d'évaluer sa limite d'endurance. Plus traditionnellement une technique de démodulation du thermosignal (Lockin Thermography) est utilisée pour mesurer les contraintes mécaniques en remplacement des traditionnelles jauges de déformation par exemple pour analyser le comportement mécanique d'éléments de châssis à géométrie complexe.

Le Contrôle Non Destructifs de la fabrication de culasses est pratiqué par la visualisation d'une onde thermique produite par une sollicitation ultrasonore, optique ou par courant de Foucault. Sa propagation est suivie en surface par thermographie. Une sollicitation périodique et une technique de « Lockin» permettent de mettre en évidence les défauts ou les fissures cachées par une mesure du déphasage entre l'excitation et son effet thermique.

Plus classiquement les mesures de températures sur les airbags (avec filtres adaptés aux différents gaz), les disques de frein et les pneumatiques sont un domaine privilégié de l'utilisation de ces nouveaux systèmes de thermographie.

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La chaleur infrarouge soude les matières plastiques
Les émetteurs infrarouges simplifient les procédés de fabrication

Qu'il s'agisse de tubes, d'éléments d'habitacle automobile ou de conteneurs pour eau de nettoyage - un grand nombre de produits en plastique se compose de plusieurs parties individuelles qu'il faut souder à demeure. Dans ce cadre, l'intervention de la chaleur infrarouge aide à souder les matières sans colle ou autre produit intermédiaires les uns aux autres. Cette fusion des plastiques par les émetteurs infrarouges se réalise de manière simple et rapide et procure un gain de temps et d'énergie, surtout lorsque les émetteurs à tube quartz sont exactement adaptés aux pièces présentant des formes complexes.

Les infrarouges sont émis sans contact et génèrent de la chaleur directement sur le produit. Cela supplante la technique d'échauffement traditionnelle au travers des plaques contact. Contrairement au soudage par contact, aucune matière plastique fondue ne collera sur la source de chaleur et aucune odeur gênante ne se produit. Les systèmes d'émission à chaleur infrarouge permettent une fusion des pièces en quelques secondes et de manière reproductible. Les procédures de nettoyage astreignantes sont ainsi superflues.

Les rayons infrarouges fondent les surfaces plastiques des produits en l'espace de quelques secondes et elles pourront ensuite être reliées par simple pressage.

Un exemple d'amélioration des procédés d'usinage de plastiques par utilisation des émetteurs infrarouges provient de la Grande-Bretagne. On y produit des pièces d'instruments d'inspection de canalisations en polypropylène. Différents tubes sont reliés à une unité de base. Autrefois, on utilisait un collage à chaud. Aujourd'hui, pour répondre aux exigences écologiques et économiques, il a fallu trouver des solutions plus efficaces. C'est ainsi que chez Hepworth Drainage, les procédés robotisés complexes relient et soudent automatiquement les éléments individuels dans une chambre à infrarouges. Le soudage ne dure que 22 secondes. Cela correspond d'une part à une réduction considérable des temps de cycle pour les chambres d'inspection en plastique de Hepworth. D'autre part, la qualité a pu être améliorée de manière significative. De plus, ce nouveau procédé thermique est écologique car, comparé à la méthode de collage à chaud, il y a nettement moins de formation de vapeurs.

Cette amélioration des procédés résulte également du fait que les émetteurs infrarouges en verre quartz ont ét