Applications laser innovantes - du labo à l'automatisation industrielle

Lors du développement d'applications laser, Absolem combine les principes classiques du génie mécanique avec des techniques de commande hautement spécialisées pour piloter les lasers.

Mots clés: #automatisation, #Beckhoff, #labo

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( Photo: Beckhoff )

ENGINEERINGNET.BE - Grâce à la plate-forme TwinCAT de Beckhoff Automation, les deux aspects peuvent être réunis en un seul contrôleur. Une nouvelle machine développée pour Agfa fait usage de plusieurs lasers pour imprimer des photos A5 en quelques secondes.

«Absolem est une société d'ingénierie de haute technologie qui se concentre d'une part sur le ‘project sourcing’ et d'autre part qui a fait le pas vers l'ingénierie interne. Cela a été rendu possible par la reprise du laboratoire laser et des spécialistes de Philips Lighting à Turnhout en 2016. Nous développons sous le nom d'Absolem in-house engineering, des applications laser avancées, concevons et construisons des prototypes de machines », explique Herman Van Dijck, technical operations manager.

Cette acquisition était également une bonne chose pour Philips Lighting. Cette dernière, aujourd'hui renommée Signify, est toujours active sur le site ; elle produit des lampes à décharge à haute intensité. Les lasers sont largement utilisés dans la production de ces produits d'éclairage high-tech.

Van Dyck : « Une partie de l'accord était que nous continuerions à travailler pour Signify. En outre, nous développons dans notre labo de plus en plus d'applications pour des clients tiers. En 2019, le génie mécanique s'est invité, ce qui signifie que nous sommes désormais en mesure de réaliser des solutions clés en main pour nos clients. »

Précision et fiabilité 
La nouvelle machine d'Agfa en est un exemple typique. Agfa a développé un nouveau revêtement fonctionnel pouvant être déposé sur les emballages. Il est possible, à l'aide de lasers, de créer très rapidement du texte et des images haute résolution sur ce revêtement.

De cette manière, dans le e-commerce par exemple, les emballages peuvent être personnalisés. La recherche du pilotage et du process appropriés des lasers pour arriver à cette fin est le genre de défi auquel se consacre Absolem. « Le nombre d'applications dans lesquelles les lasers sont utilisés est énorme », déclare Jurgen Adriaensen, process architect chez Absolem.

« Les gens connaissent le découpage, le soudage et le marquage ; cependant, les lasers sont également utilisés pour récurer, rendre rugueux ou polir les surfaces et dans toute une gamme d'autres process. Souvent, la précision et la fiabilité sont les paramètres majeurs requis, parfois aussi l'accessibilité. Le défi consiste à trouver le meilleur process pour chaque application et le bon système de commande pour les lasers. Notre laboratoire possède une large expertise dans ce domaine. Nous utilisons également nos lasers pour réaliser de petites séries de production pour les clients. Cela aide grandement à acquérir de l'expérience dans les applications. »

Conversion à la plateforme industrielle 
Le prochain défi consiste à convertir les développements réalisés en laboratoire en applications industrielles. Au labo, nous travaillons de manière créative avec des plateformes qui s'y prêtent, comme Raspberry Pi. Une fois qu'une application est prête, elle doit être transférée vers une plate-forme industrielle offrant la robustesse et la fiabilité industrielle requises.

« Lorsque nous avons commencé avec la construction de machines, nous avons fait l'exercice de sélectionner une plate-forme répondant aux exigences industrielles. Elle devait aussi être suffisamment flexible pour intégrer les commandes lasers spécialisées », explique Luc Vermeylen, responsable en tant que spécialiste automatisation pour l'automatisation industrielle chez Absolem. 

« Nous nous sommes rapidement orientés vers la plate-forme TwinCAT de Beckhoff Automation. Elle héberge un environnement PLC et un environnement PC dans un seul instrument. L'environnement PLC est utilisé pour programmer la commande de la machine et l'environnement PC est utilisé pour exécuter le logiciel requis pour les applications laser. »

Fournisseur de solutions 
Dans la machine d'Agfa, par exemple, une application s'exécute en C++. Elle convertit les bitmaps à imprimer en code qui contrôle les lasers. Ce logiciel fonctionne parallèlement à l'automate qui commande la machine. Des données peuvent également s'échanger entre les deux de manière intégrée. Pour l'ingénierie et la programmation de la partie automate,

Absolem fait appel à Bart Aernouts de AASYS. Cette société conçoit et implémente des systèmes de commande pour les clients finaux en construction mécanique et industrielle. Outre le focus primaire sur l'ingénierie logicielle et électrique, AASYS propose la construction d'armoires et la mise en service chez le client.

À l'époque, la société était le premier fournisseur de solutions reconnu par Beckhoff Automation. À ce titre, elle accompagne également les entreprises dans le développement d'applications sur la plate-forme TwinCAT. La machine pour Afga contient un contrôleur CX5240 tournant sous Windows 10. L'IHM est réalisée avec un panneau de commande multi-touch CP39-16. La sécurité est assurée par un contrôleur EK1960 TwinSAFE.

Volumes de données d'envergure 
Dans une entreprise innovante comme Absolem, il existe une saine tension entre le labo et le monde de l'automatisation industrielle. En laboratoire, les limites de ce qui est possible dans le domaine de la technologie de commande rapide sont souvent explorées. En automatisation industrielle, la sécurité et la fiabilité opérationnelle sont primordiales.

La plateforme TwinCAT est capable de concilier les deux mondes. Non seulement parce que l'environnement PC permet une grande flexibilité dans le choix des logiciels et des langages de programmation. Aussi, parce que le matériel, grâce notamment au protocole ADS interne et aux cartes ultra-rapides d'E/S XFC, est capable de traiter de grands volumes de données à haute vitesse.

« La plate-forme Beckhoff est la solution idéale pour traduire les solutions créatives conçues en laboratoire dans un environnement industriel », conclut Vermeylen.

www.beckhoff.com 
www.aasys.eu
www.absolem.be