SICK et MasterMover - Points de départ pour l'industrie 4.0

14 nov. 2020

Des remorqeurs électriques pour de très lourdes charges : Les AGV de MasterMover sont utilisés dans tout type d'environnement de production et de logistique. Lorsque l'idée de déveloper un nouvel AGV est apparue, c'est la sécurité qu a été le point de départ sans compromis du développement. MasterMover s'est tourné vers Flexi Soft, un système de commande des sécurité intégrée progammable SICK avec passerelle EFI Pro comme base de conception de sécurité intégré et conforme aux normes.

 

AGV MasterMover : Des remorqueurs électriques pour de lourdes charges
AGV MasterMover : Des remorqueurs électriques pour de lourdes charges

"Si j'étais vous, je ne partirais pas d'ici" est la chute d'une blague bien connue sur un homme malchanceux qui demande son chemin à un passant peu serviable. C'est une énigme à laquelle sont souvent confrontées les équipes de production qui ont l'ambition d'automatiser leurs flux de travail selon les normes de l'industrie 4.0. Trop souvent, les infrastructures et les bâtiments existants créent une barrière déconcertante qui empêche de repenser les processus de production linéaires conventionnels. Cependant, l'utilisation croissante de véhicules et de chariots à guidage automatique (AGV) offre la perspective d'introduire une manutention plus souple tout en supprimant les tâches de manutention manuelle coûteuses et sans valeur ajoutée.

"Tout le monde parle des AGV en ce moment", déclare Dan Evans, responsable de la recherche et du développement chez MasterMover. "Presque partout où nous allons, nos clients nous demandent comment nous développons notre potentiel dans ce domaine". Ce n'est pas surprenant : MasterMover a 20 ans d'expérience dans la conception et la fabrication de remorqueurs électriques sûrs et efficaces. Ceci réduit alors les efforts et les dangers liés au déplacement de charges roulantes dans tous les types d'environnements de production et de logistique. Il s'agit donc d'une entreprise qui sait de quoi elle parle lorsqu'il s'agit de concevoir des AGV.

 

Possibilité de commencer avec un seul AGV d'entrée de gamme doté d'une intelligence embarquée

"Notre expérience sur la conception de la fabrication et de l'entretien de milliers de machines qui déplacent et dirigent de lourdes charges en toute sécurité n'est qu'une seconde nature", explique M. Evans. "Nous sommes également habitués à comprendre et à interpréter les environnements de production et les flux de travail de nos clients dans le cadre de ce processus de conception. "Cela nous place dans une position différente de celle d'une équipe d'ingénieurs qui conçoivent un AGV sous un angle complètement différent". En conséquence, MasterMover a choisi le marché des poids lourds (à partir de 2 tonnes) pour son premier projet de développement d'un AGV. En se basant sur les commentaires des clients ils ont introduit une conception d'AGV qui pouvait passer du mode AGV au mode piéton

le MasterMover AGV 300 Tow peut transporter des charges allant jusqu'à 3 000 kg

"Toutes nos machines sont construites comme des remorqueurs à conducteur piéton", poursuit M. Evans. "Notre premier AGV n'est pas différent - c'est presque comme une mise à niveau optionnelle d'une machine standard. Ainsi, si nos clients souhaitent modifier temporairement l'itinéraire de l'AGV, peut-être juste pour quelques jours, pendant qu'ils effectuent des travaux de construction, par exemple, ils n'ont pas besoin que nous venions et n'ont pas besoin non plus d'apprendre à le programmer. Ils peuvent simplement réaffecter une ressource et abaisser le levier de commande pendant quelques jours. Ensuite, ils retournent en mode AGV quand tout est réglé".

Désormais entièrement développé et disponible, le MasterMover AGV 300 Tow peut transporter des charges allant jusqu'à 3 000 kg. Il est idéal pour le remorquage de chariots de transport, pour les livraisons en bord de route ce qui permet d'automatiser les mouvements des charges sans avoir besoin d'une infrastructure fixe et coûteuse.

Le modèle AGV de MasterMover offre aux clients la possibilité de commencer avec un seul AGV d'entrée de gamme doté d'une intelligence embarquée, jusqu'à une solution de gestion de véhicule centralisée pour plusieurs AGV gérés centralement par WiFi. MasterMover a toujours insisté pour conserver ses talents de conception et de développement en interne, avec une équipe dédiée basée au siège de la société à Ashbourne, dans le Derbyshire. De nombreuses solutions sont conçues et construites selon les spécifications individuelles des clients.

La sécurité avant tout

Lorsqu'il s'est agi de développer un nouvel AGV, c'est la sécurité qui a été le point de départ sans équivoque pour l'équipe, souligne M. Evans. MasterMover s'est tourné vers les scanners laser de sécurité SICK et son contrôleur de sécurité Flexi Soft avec passerelle EFI Pro (EtherNet/IPTM CIP SafetyTM) comme base d'une conception de sécurité intégrée et conforme aux normes. Le Flexi Soft de SICK est un contrôleur de sécurité modulaire qui permet de développer des applications en fonction de leurs exigences et de leur complexité. La passerelle EFI-pro de SICK est un protocole de sécurité qui fonctionne sur le système standard Ethernet/IP. Elle peut être utilisée dans des applications nécessitant le niveau de sécurité PLe (EN ISO 13849)/SIL3 (EN 62061). Nous entendons parler de SICK dans presque tous les secteurs d'activité où nous travaillons", poursuit M. Evans. "Nous savions donc que nos clients reconnaîtraient les composants de sécurité présents qui sont à la pointe de l'industrie.

Un AGV est avant tout un produit axé sur la sécurité. Si vous n'obtenez pas la bonne sécurité, il est peu probable qu'il fournisse la fonctionnalité dont vous avez besoin". L'utilisation du contrôleur de sécurité Flexi Soft de SICK et du logiciel Safety Designer de SICK ont permis à Evans et à l'équipe de recherche et développement d'intégrer en toute confiance leur propre système de sécurité. Chaque modèle de MasterMover AGV standard utilise deux scanners microScan3 qui communiquent via EFI Pro avec le contrôleur Flexi Soft. Avec les encodeurs de sécurité DFS60 de SICK et le moniteur de conduite FX3-MOC1 de SICK, tous ces produits sont intégrés dans une application atteignant le niveau de sécuité PLd (EN ISO 13849)/SIL2 (EN 62061). Le Dr Martin Kidman, responsable produit de la sécurité des machines SICK au Royaume-Uni, explique : "Le système MasterMover AGV complet atteint un niveau PLd/SIL2 grâce à la technologie des scanners laser de sécurité. Les scanners microScan3 permettent un angle de balayage exceptionnellement large de 275° avec une portée de champ allant jusqu'à neuf mètres. Les ensembles de champ peuvent être configurés pour supporter les changements de trajectoire du véhicule lorsque l'AGV tourne et change de direction.

Le Flexi Soft de SICK permet l'application d'algorithmes et de logiques complexes afin que les AGV puissent être configurés pour fonctionner de manière totalement indépendante

"Le protocole CIP Safety, EFI-pro est le réseau de sécurité de SICK pour l'automatisation industrielle. Le module SICK FX3-MOC Drive Monitor et la passerelle EFI-pro sont les liens qui combinent les dispositifs SICK en une seule solution système. Les doubles entraînements du système AGV sont surveillés en toute sécurité à l'aide des codeurs de sécurité SICK intégrés directement dans le FX3-MOC. Ces informations sont ensuite utilisées pour modifier dynamiquement la taille des champs sur les scanners laser de sécurité via la communication EFI Pro en fonction de la vitesse et de la direction". "Le Flexi Soft de SICK permet l'application d'algorithmes et de logiques complexes afin que les AGV puissent être configurés pour fonctionner de manière totalement indépendante. Si le scanner laser de sécurité détecte un obstacle dans ses champs d'alerte, le contrôleur de sécurité ordonne au système de contrôle du véhicule de ralentir puis d'accélérer à nouveau une fois que le champ est dégagé ce qui permet un fonctionnement efficace et productif". "Si le champ de protection intérieur est franchi, le Flexi Soft veille à ce que tous les entraînements soient immédiatement arrêtés et ne puissent pas redémarrer avant que cela ne soit sûr. Le Drive Monitor peut également détecter l'arrêt en toute sécurité, ce qui permet un arrêt sûr plutôt qu'un arrêt d'urgence complet. Si l'évaluation des risques le permet, le redémarrage automatique peut également être activé, ce qui permet d'éviter qu'un AGV reste en attente pendant des heures d'une réinitialisation manuelle".

Le contrôleur de sécurité Flexi Soft de SICK
Le contrôleur de sécurité Flexi Soft de SICK

Une conception holistique

En utilisant le contrôleur de sécurité Flexi Soft de SICK avec EFI Pro Gateway comme base pour une communication sûre sur le véhicule, MasterMover n'a pas eu besoin de concevoir de multiples connexions entre les appareils. Un câble Ethernet standard est nécessaire par scanner pour l'interface EFI Pro et, en créant une communication sûre entre les codeurs, le contrôleur et les scanners, une conception globale a été possible. L'alternative aurait consisté en de nombreuses connexions séparées, des signaux de commutation de champ et des relais de sécurité, nécessitant des dizaines de câbles regroupés et prenant beaucoup de place.

Navigation AGV

M. Evans continue : "Nous offrons une gamme complète d'options de navigation pour les AGV et nous essayons d'encourager nos clients à suivre la voie de ce que nous appelons la "navigation naturelle" à l'aide d'un scanner laser. Il est plus souple, car il n'est pas nécessaire de disposer d'infrastructures fixes telles que des bandes, des étiquettes RFID ou des codes-barres, ce qui peut avoir un impact sur la fiabilité.

"La navigation par AGV que nous utilisons peut tolérer un certain nombre de changements dans l'environnement. Ainsi, par exemple, les chariots élévateurs à fourche ou les piétons peuvent se déplacer assez confortablement autour de l'AGV. Si vous avez un scénario de distribution, où vous avez des palettes qui se déplacent et changent de position, et que vous avez des objets imprévisibles sur votre chemin, nous pouvons naviguer autour de cela avec la technologie que nous utilisons". MasterMover travaille avec chaque environnement client afin de soutenir une évaluation complète des risques en matière de sécurité.

L'utilisation de l'AGV pour la livraison en bord de ligne offre également la possibilité de travailler en tandem avec l'AGV MasterMover PS. Avec une capacité de charge allant jusqu'à 30 000 kg, l'AGV PS peut être utilisé pour l'automatisation de lignes de production pulsées comme alternative à un convoyeur. L'utilisation conjointe des AGV offre une alternative complète à la production linéaire fixe conventionnelle, explique M. Evans.

"Par rapport à un système de convoyeur, le coût est réduit de manière significative et la flexibilité de la production est considérablement accrue. En même temps, le redéploiement des opérateurs du travail sans valeur ajoutée et l'augmentation du poids que chaque AGV peut tirer signifie que vous pouvez vous attendre à un bon retour sur investissement. Ainsi, nos clients peuvent travailler avec nous pour mettre à niveau un seul processus clé pour commencer. Comme les AGV apportent le moins de modifications possible à l'installation, celle-ci est très évolutive".

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