Si l’on pense à la tondeuse à gazon à batterie de 1973 ou à l’ordinateur d’arrosage des années 1980, GARDENA s’est toujours révélé être un innovateur particulièrement soucieux du développement durable. Mais l’ère de l’industrie 4.0 ainsi que les limites de résistance écologiques et économiques de plus en plus évidentes mettent également la filiale mondiale du groupe suédois Husqvarna au défi de produire de manière plus connectée, plus rapide et surtout plus écologique. Les conditions de base pour une production durable et orientée vers l’avenir sont déjà remplies grâce à un partenaire : Grâce aux techniques de levage et de rotation les plus modernes du spécialiste des entraînements LinMot, GARDENA a réussi à redéfinir la précision, la vitesse et la durabilité de ses installations de production.
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GARDENA nous a donné un aperçu fascinant de la production de son plus grand succès commercial. Découvrez dans notre vidéo comment la filiale suédoise de Husqvarna a réussi à redéfinir la précision, la vitesse et la durabilité de ses installations de production grâce à notre technologie.
Retour aux sources
130 litres par personne. C’est la quantité d’eau que chaque personne en Allemagne consomme chaque jour pour boire, se laver, nettoyer et cuisiner. Une quantité considérable, mais qui ne représente qu’une fraction de la consommation totale réelle. En effet, un indicateur souvent invisible, l’eau dite virtuelle, contribue de manière bien plus importante à la surexploitation des ressources en eau. Si l’on tient compte de cette eau intégrée, nécessaire à la production d’aliments, de boissons, de vêtements et d’autres biens de consommation, l’empreinte sur l’eau s’élève à environ 7 200 litres par jour et par habitant, soit 219 milliards de mètres cubes par an pour toute l’Allemagne – selon les résultats du projet de recherche de l’Université technique de Berlin. Il ne fait aucun doute que les fabricants industriels de nombreuses branches, avec leurs installations de production parfois de la taille d’un hall, ont une part déterminante dans l’explosion des chiffres de la consommation d’eau induite par la consommation. GARDENA est cependant conscient de cette responsabilité et des conséquences qui en découlent et conçoit depuis des décennies ses processus de production avec une vision écologique de l’avenir de l’eau. « Nos produits et leur fabrication doivent être plus respectueux, plus efficaces et plus économiques », résume Heribert Wettels, responsable de la communication et des relations publiques chez GARDENA, pour résumer la philosophie de l’entreprise.
Le système modulaire d’arrosage goutte à goutte de la filiale de Husqvarna, leader absolu du marché grand public depuis des décennies, est la meilleure illustration de cette philosophie vécue depuis toujours. Le système Micro-Drip (MDS) est une solution d’arrosage efficace en termes de ressources, qui apporte l’eau goutte à goutte là où les plantes en ont besoin : aux racines. « La toute première version du MDS a été lancée en 1985. C’était bien avant les grands débats sur le développement durable et les périodes de sécheresse en Europe », explique Heribert Wettels, responsable de la communication, en retraçant l’histoire de la création du système d’irrigation et en soulignant ainsi la démarche écologique de l’entreprise qui, au fil des ans, a également eu des répercussions sur la technique d’automatisation des installations de production. « Comme la nouvelle génération du système Micro-Drip a été renouvelée de fond en comble, il était également nécessaire de faire évoluer le système de fabrication sous-jacent et sa technique d’entraînement », explique Reinhold Steck, responsable de la construction de machines spéciales chez GARDENA, pour expliquer les aspects techniques du changement. Comme l’installation MDS en est déjà à sa quatrième étape d’extension, ce progrès des processus de fabrication a également dû se faire à presque tous les niveaux de la technique d’entraînement. « Dans les trois premières étapes d’extension du MDS, des solutions conventionnelles étaient utilisées », explique le responsable de la construction Steck. Comme la nouvelle génération d’installations devait offrir une plus grande sécurité de base et de processus, une précision accrue dans la régulation de la force et dans les paramètres de processus, ainsi qu’une durabilité et une efficacité énergétique optimisées, le département de construction de machines spéciales s’est inévitablement dirigé, selon les mots de Steck, vers un fabricant « chez qui nous avons finalement trouvé la solution pour nos tâches exigeantes de pick and place. Car c’est justement pour ces processus que les systèmes d’entraînement LinMot sont imbattables en termes de dynamique et de précision ».
PR02 – La précision au bout des doigts
Réaliser des installations industrielles pour fermer, visser ou assembler de manière précise et dynamique est un défi extrêmement complexe avec les solutions d’asservissement traditionnelles. Les différents composants, tels que les deux types de servomoteurs, les pinces, les tuyaux, les capteurs, etc. doivent être coordonnés et intégrés dans l’ingénierie. Cela rend la réalisation de machines industrielles efficaces coûteuse en termes de planification, de matériel, de coûts et de temps, et ne promet pourtant pas une précision et une polyvalence totales dans le traitement – comme c’est le cas par exemple pour le système Micro-Drip de GARDENA – de composants de petites dimensions. Par exemple, le goutteur en ligne pour les cultures en rangées et le goutteur final, qui convient parfaitement pour arroser ponctuellement et en économisant l’eau, même en cas de différences de hauteur, sont très petits et exigent donc un nouveau niveau de précision de montage. « Avec deux servomoteurs, il est certes possible d’effectuer un déplacement en fonction de la force, mais la grande masse à déplacer fait perdre la précision nécessaire aux installations MDS », explique le directeur de la construction, M. Steck, pour expliquer le problème fondamental du montage de petites pièces avec des servomoteurs classiques. C’est ici qu’apparaît la première caractéristique décisive qui distingue les moteurs PR02 : grâce au servomoteur rotatif découplé des modules de levage et de rotation LinMot, seul l’arbre du moteur doit être accéléré ou freiné, ce qui réduit considérablement la masse déplacée, tant en rotation qu’en linéaire, et permet de définir très précisément la force d’avance, même pour les processus orientés verticalement.
Vers le moteur linéaire rotatif PR02
Mais les processus dans les installations GARDENA ne sont pas les seuls à bénéficier des caractéristiques des moteurs PR02. LinMot, en tant que leader du marché des servomoteurs tubulaires, reconnaît tous les besoins des clients : Que ce soit pour visser, assembler ou fermer, les moteurs rotatifs linéaires de la série PR02 se distinguent également par leur grande flexibilité, leur dynamique ainsi que leur sécurité et leur mise en réseau. Les séquences de mouvement exactement reproductibles et enregistrables sont assurées par des capteurs de force et de couple calibrables qui, outre les valeurs de consigne mises à disposition par le servocontrôleur, offrent la possibilité de surveiller et d’évaluer en temps réel les paramètres de processus disponibles tels que la force de compression, le couple, l’angle ou la position linéaire pour chaque processus avec une précision égale ou supérieure à 1 % de la valeur nominale. « Cela permet également d’adapter les paramètres de régulation de manière beaucoup plus précise à chaque contour de pièce », confirme M. Steck, qui montre les avantages qui en résultent pour GARDENA : « Grâce à la précision des moteurs LinMot PR02, nos installations sont plus stables au niveau des processus et les temps de réaction et de cycle sont devenus nettement plus courts », explique le responsable de la construction. Alors qu’il y a 15 ans, un temps de cycle de 6 à 7 secondes était tout à fait suffisant pour les conditions et les quantités de production de l’époque, les installations MDS et les moteurs de levage et de rotation LinMot qui y sont utilisés sont aujourd’hui conçus comme des machines rapides et fonctionnent avec un temps de production de 1 à 2 secondes, et ce même sur deux voies. « Ces temps de cycle ne sont plus réalisables par voie pneumatique », explique le chef de construction Steck en montrant l’égoutteur en ligne déjà mentionné. Grâce à la LinMot PR02, celui-ci peut être vissé à la pièce en T en seulement 0,3 seconde.
En outre, les composants LinMot peuvent répondre à d’autres exigences spéciales, qui découlent de la position particulière du département de construction de GARDENA : « Une grande flexibilité des entraînements est particulièrement importante pour nous, car nous développons sans cesse de nouvelles installations spéciales sur mesure pour chaque nouveau produit », rapporte le responsable de la construction. Dans ce contexte, les paramètres et les contours peuvent changer fondamentalement et rapidement, tant du côté du produit que de la machine, de sorte que le réajustement des différentes positions doit être rapide, simple et précis. « Grâce à leur flexibilité, les composants LinMot suivent toutes les adaptations des machines de production à la vitesse de l’éclair et toutes les modifications peuvent être effectuées en un clin d’œil », explique Reinhold Steck.
Des processus entièrement automatisés grâce aux composants LinMot : Indépendamment de la taille, du matériau, du contour ou de la complexité des pièces à traiter, les modules linéaires et les moteurs rotatifs de levage LinMot permettent de réaliser des processus complets de pick-and-place rapidement, à moindre coût et de manière durable.
Modules linéaires LinMot – un ensemble au lieu de la complexité
Les modules LinMot DM01, SM01 ainsi que SM02 hautement dynamiques sont des unités prémontées prêtes à être installées. Ils représentent une évolution des guidages B et H de LinMot, déjà utilisés depuis plus de 20 ans, et disposent de tous les avantages de construction d’un entraînement moderne. Heribert Wettels : « Une installation GARDENA n’est pas une solution toute faite. Cela signifie également que les composants qui y sont installés doivent présenter un haut degré de flexibilité. De plus, en tant que constructeurs de machines spéciales, nos collègues ont affaire à de nombreuses technologies différentes. C’est là que les LinMots doivent s’intégrer parfaitement ». Un défi que les modules linéaires LinMot relèvent avec brio : En effet, les modules DM01 sont en mesure de réaliser une infinité de séquences de mouvements pour chaque application client. Avec de nombreuses classes de résistance, tailles et longueurs de course ainsi que des accessoires optionnels développés spécifiquement pour ce secteur, comme un intérieur de moteur entièrement lavable pour les processus de nettoyage en place et de stérilisation en place, des versions en acier inoxydable, un stator entièrement encapsulé et des longueurs de course allant jusqu’à 2 mètres, les guides et modules linéaires LinMot sont imbattables dans chaque environnement de production et chaque machine.
La modularité des modules linéaires LinMot a également convaincu les ingénieurs de GARDENA. D’une part, les modules linéaires disposent de la même commande que les moteurs rotatifs de levage déjà utilisés, ce qui rend le montage électrique des systèmes GARDENA beaucoup plus rapide et efficace. D’autre part, les nombreux trous de centrage dans les plaques frontales et le bloc de guidage permettent une fixation mécanique rapide, polyvalente et précise de la charge ou d’autres modules LinMot. « Pendant la phase de développement, LinMot nous a apporté un soutien très intensif », explique Felix Kaifel, responsable de la conception du logiciel des installations MDS. Cela a déjà permis à GARDENA d’étudier les différents processus et de définir les séquences de programme optimales grâce à un montage expérimental. Et c’est ainsi que, grâce à la fonction cinématique des deux modules linéaires LinMot assemblés, il a été possible de réaliser aussi bien l’axe X que l’axe Y du mouvement avec des points d’angle rectifiés. « Ces avantages des modules linéaires LinMot nous permettent d’avoir un mode de déplacement beaucoup plus respectueux de l’entraînement et de la machine, et en même temps plus rapide, sans mouvements brusques », rapporte le chef de projet Kaifel.
Sûr et efficace grâce aux Safety Drives
En Allemagne, on sait que les normes de sécurité sont très élevées dans la production industrielle. Pour les ingénieurs de GARDENA, la Functional Safety
proposée par LinMot revêt donc une importance particulière. Les LinMot Drives avec l’option -2S contiennent dans le même boîtier un module de sécurité intégré et certifié. Celui-ci permet, en combinaison avec les moteurs -2S, la mise en œuvre de fonctions de sécurité telles que la vitesse réduite de sécurité (SLS) ainsi que l’arrêt réduit de sécurité (SOS). « Avec l’option -2S Safety de LinMot, nous ne sommes pas seulement devenus plus sûrs, mais aussi plus confortables, aussi bien pour la recherche d’erreurs que pour la mise en service des installations de production », explique le chef de projet Kaifel. Ainsi, grâce à la sécurité de base élevée des composants LinMot -2S, les portes de protection des installations peuvent être ouvertes lorsque le moteur est sous tension, afin d’apprendre des positions ou de remédier à des pannes. « Un tel dépannage n’est pas seulement plus sûr, plus rapide et plus efficace, il augmente aussi la disponibilité de l’installation. Cela s’est avéré être un avantage essentiel pour tous nos produits saisonniers de jardinage GARDENA, pour un démarrage rapide de la production et des ventes », explique le responsable de la planification des projets logiciels.
L’outil polyvalent absolu pour les applications pick-and-place : La modularité exceptionnelle et la possibilité de combiner des systèmes à deux axes ainsi que des accélérations jusqu’à 50 m/s et des vitesses jusqu’à 5 m/s donnent un coup de vieux aux solutions conventionnelles et font que les modules LinMot DM01 sont sans concurrence dans chaque application client.
Durabilité ou efficacité?
Il y a une quinzaine d’années, il s’agissait effectivement d’une question de choix où la durabilité excluait l’efficacité ou l’efficience. Mais la collaboration entre GARDENA et LinMot montre aujourd’hui que la production industrielle respectueuse du climat et l’augmentation de l’efficacité ne doivent pas s’exclure, mais qu’avec la bonne technologie d’entraînement, elles peuvent même conduire à des avantages supplémentaires. En effet, le partenariat entre GARDENA et LinMot apporte une double contribution : d’une part, des produits sont créés qui utilisent les ressources naturelles en respectant l’empreinte écologique, d’autre part, de nouveaux procédés de fabrication sont développés qui contribuent à réduire efficacement la consommation d’eau induite par la production industrielle. « Pour GARDENA, il est tout à fait logique d’investir dans des technologies d’automatisation durables. Le partenariat avec LinMot va donc se développer fortement », résume Heribert Wettels,. « Les installations sont déjà livrées aux usines en République tchèque, en Chine, aux États-Unis et en Australie. Ainsi, les machines spéciales équipées de composants LinMot sont aussi globales et appréciées que l’entreprise GARDENA elle-même ». »
