Les machines mobiles de demain

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1 Le magazine de Rexroth 10 Energie perpétuelle : forces renouvelables 30 Coopération : Intégrateurs systèmes, spécialistes en assistance Les machines mobiles de demain

2 editorial 3 Chères Lectrices et chers Lecteurs, Les câbles enchevêtrés c est du passé! En tous cas d après le métallurgiste américain Charleston Stamping and Manufacturing (CSM). Avant d entrer Le changement climatique et la raréfaction des ressources énergétiques sont des thèmes qui font partie de notre quotidien. Le débat sur l énergie et l environnement, les ressources et l efficacité n est plus un luxe mais une préoccupation quotidienne. Parmi nos objectifs prioritaires en tant que fournisseur de l ensemble des technologies d entraînement et de commande, nous nous devons d optimiser les émissions et performances des machines et des installations. De nombreuses opportunités se présentent à nous, du développement et de la fabrication à la modernisation en passant par l exploitation quotidienne. Sous le label «Rexroth 4EE», notre entreprise propose une plate-forme qui permet d augmenter systématiquement ces potentiels. Il va de soi que nous balayons également devant notre porte : nous devons de même réduire notre «Carbon Footprint», notre empreinte carbone. En termes concrets, nous diminuerons les émissions de CO 2 de nos usines de 25 pour-cent à l horizon A l heure actuelle, le marché des excavatrices, engins chenillés et autres machines mobiles est également concerné par les réductions draconiennes de polluants. Nous évoquons dans notre article à la une sur l hydraulique mobile (page 20) notre façon d aider notre clientèle à atteindre les sévères valeurs limites de la future norme sur les gaz d échappement Tier 4 final. Le débat très engagé relatif au changement climatique et à la raréfaction des ressources énergétiques ne se borne toutefois pas à la réduction de la consommation et des émissions. L exploitation d énergies renouvelables à partir du vent, du soleil et de la mer joue un rôle essentiel. Selon les calculs du conseil mondial de l énergie éolienne (GWEC), l éolien peut à lui seul économiser d ici à 2020 jusqu à 1,5 milliard de tonnes de CO 2. Pour que le souffle du vent puisse générer de manière fiable de l électricité, Rexroth a notamment développé un réducteur conçu pour heures de service, soit une durée de 20 ans de bons et loyaux services. Vous trouverez davantage d informations sur le thème des énergies renouvelables à partir de la page 10. Je vous souhaite une intéressante lecture et beaucoup d énergie pour les défis actuels. Dr Karl Tragl, Directoire Ventes de Bosch Rexroth AG dans la presse, les plaques d aluminium doivent être débarrassées par soufflage de l huile et des impuretés résiduelles. La souffleuse de nettoyage doit à cet effet pouvoir tourner autour de la plaque. Jusqu à présent, l entraînement de la souffleuse exigeait quantité de câbles gênants. C était avant que CSM ne découvre IndraDrive Mi : un seul câble suffit à cet entraînement intelligent pour l alimentation électrique et la communication. Photos: istockphoto, Bosch Rexroth AG

3 content content motion past 06 Une sphère pour l Expo 2010 Equipe d experts pour l industrie solaire IndraMotion MTX micro Sites de production turcs transférés Unité de formation pour la productivité énergétique Rexroth à la Bauma 2010 Prix de l innovation au personnel Pilotage intuitif d un bateau Convertisseurs de fréquence dans les tunnels chinois Nouveau système de profilés ronds Un logiciel qui accroît disponibilité machine Nécessité d action en sécurité machines present 10 Energie inépuisable Pour couvrir durablement les besoins énergétiques croissants, le monde mise sur les ressources renouvelables. Le soleil, le vent et la mer en tant que forces d avenir et la contribution de Rexroth à leur utilisation. 15 La bonne cote depuis 50 ans La réussite internationale est venue avec la standardisation : comment Rexroth a introduit les cotes internationales de raccordement en Europe et fait progresser la standardisation. future 16 L avenir des machines mobiles L entrée en vigueur Tier 4 final en 2014 impose de strictes consignes aux machines mobiles. Quel est l avenir des moteurs diesel? Technology 18 De l eau! La nouvelle installation de forage profond «Terra Invader» de la société Herrenknecht accroît l efficacité, la sécurité de fonctionnement et la protection sonore grâce à l hydraulique ultramoderne. 20 Travail propre Fonction, coûts, énergie, environnement les constructeurs de machines mobiles sont confrontés à des tâches gigantesques. Rexroth fournit les solutions appropriées. 23 La palette Rexroth au service du bois A la recherche de composants destinés à leurs machines de transformation du bois, les Canadiens de P.H.L. ont trouvé le partenaire idéal pour le marché international. 24 Fragile! A manipuler avec précaution! La société Heckert-B.X.T. Solar GmbH fait confiance au système de transfert précis TSsolar pour la production de modules photovoltaïques. 26 Trempe en série Traitement thermique de qualité identique, automatisé et protecteur de l environnement : L installation performante de Hans-Georg Bittner, qui décrit le fonctionnement et les avantages de son développement dans drive&control tonnes d économies d énergie Grâce à leur machine, les spécialistes italiens de la coulée sous pression d Agrati font référence en matière d efficacité et de protection de l environnement. 30 Coopération Lorsque le client a besoin de solutions spécifiques, Rexroth mise sur la coopération avec des intégrateurs de systèmes. Know-how 32 Plus que de simples «Entrées» et «Sorties» Comment fonctionne la technique de commande? Aperçu des types et tâches de commande. techquiz / Mentions légales 34 Penser en perfectionniste : testez vos connaissances sur l innovation et gagnez un prix inhabituel!

4 motion motion 7 Better City, Better Drive Machines à système Ancrer l efficacité La sphère d un poids de 1,2 tonne en mouvement. Avant l ouverture de l Expo Shanghai Chine 2010 le 1er mai de cette année, le pavillon allemand fait déjà sensation : une sphère mesurant trois mètres de diamètre et pesant 1,2 tonne se mettra à osciller aux applaudissements et exclamations des visiteurs et s illuminera de ses diodes actionnée par la technologie Rexroth. Le pendule interactif symbolise la centrale énergétique de «balancity», la «Ville harmonieuse», le nom du pavillon allemand. Le nom reprend la devise de l Expo «Better City, Better Life» censée montrer de nouvelles conceptions de vie urbaine. Le concept du pendule interactif a été imaginé par l agence de création de Stuttgart Milla & Partner et l université de Stuttgart a vérifié la faisabilité, étudié l automatisation et programmé le logiciel. L un des défis tenait au fait que les scientifiques ne pouvaient se référer à aucune expérience puisque les systèmes susceptibles d osciller doivent normalement être rendus immobiles c est à dessein que la sphère de l Expo devra se mouvoir. Une équipe pour le soleil Le matériel destiné au système d entraînement est fourni par Rexroth. Pour le pendule, Rexroth a livré les guidages à rouleaux sur rails dotés en partie d un capteur de mesure intégré, les entraînements par vis à billes, les servomoteurs synchrones et les servoentraînements intelligents ServoDrive, soit des composants précis et robustes. Le pendule devra effectivement résister à plus d un million de cycles pendant toute la durée de l exposition. Conçu pour plus d un million de cycles : les chariots croisés X-Y réalisés à l aide de guidages à rouleaux sur rails à système intégré de mesure et les entraînements par vis à billes. IndraMotion MTX micro est la solution systémique compacte de Rexroth pour tours et fraiseuses. La commande numérique à API intégré convient à l automatisation de quatre entraînements d avance maximum. L unité pour l armoire de commande décentralisée abrite un processeur 32 bit qui assure des temps de cycle brefs et une précision de fabrication allant jusque dans le domaine du nanomètre à une productivité élevée. Solution compacte pour les machines-outils. Duo en Turquie Les deux sites turcs de Rexroth Gebze et Bursa ont déménagé. Gebze, siège de Rexroth en Turquie, se situe désormais à un carrefour stratégique mais aussi dans une «usine verte» qui économise l énergie et les ressources et minimise les déchets et les émissions. La nouvelle usine à Bursa fabrique des composants hydrauliques avec des moyens ultramodernes. La société Bosch Rexroth AG a investi 63 millions d euros dans ses deux sites turcs et en a agrandi la superficie de production à mètres carrés. Forte de ses produits à haute efficacité énergétique et de ses solutions issues de toutes les technologies de l automatisation, Rexroth participe à la nouvelle «Lernfabrik für Energieproduktivität» unité de formation à la productivité énergétique qui fait partie de l institut des machines outils et d organisation scientifique de l entreprise (iwb) de l université technique de Munich, et à la société de conseil Mc Kinsey & Company. «Fournisseur de toutes les technologies d entraînement et de commande, Rexroth est représentatif, comme l unité de formation, d une approche systémique visant à accroître l efficacité énergétique», souligne Dr Karl Tragl, président de Bosch Rexroth AG. «Notre objectif commun est de promouvoir la technologie et le savoir-faire pour économiser les coûts et réduire les émissions polluantes sans compromis en matière de performance et productivité.» A l instar de Rexroth 4EE : cette conception, qui vise l amélioration de l efficacité énergétique en technique de production, permet des économies jusqu à 75 pour-cent en fonction du type de machine. Sur près de 200 mètres carrés, l unité de formation expose un processus de production exemplaire dans toutes ses étapes importantes. «Nos futurs ingénieurs recevront dans cette unité une formation proche de la pratique et garderont dès le début la question de la productivité énergétique ancrée dans leur esprit», énonce le Prof. G. Reinhart, dir. de l'iwb. L équipe d experts solaires de Rexroth. Les effectifs qui s occupent de l industrie solaire chez Rexroth sont désormais plus importants : une équipe permanente d experts solaires assiste les constructeurs de machines et les utilisateurs par des solutions innovantes en automation industrielle. L équipe dispose de la capacité de développement mondiale de Bosch Rexroth d un système modulaire complet éprouvé sur des applications conçues pour l industrie solaire les experts sont donc à même de joindre à leur activité de conseil leurs connaissances approfondies de la branche. Il existe dans le monde trois TechCenter pour les clients et les personnels : aux Etats-Unis, en Europe et en Asie. Un modèle trois distinctions : au salon Agritechnica, les tracteurs T7000 Auto Command de New Holland ont été désignés Tracteur de l année, «Tracteur d or de l esthétique» et «Engin de l année». Pour cette série, Rexroth fournit des éléments clés dotés d excellentes performances telles que les pompes hydrauliques destinées à l entraînement de translation et à l hydraulique de travail. Sur le site internet pour la production durable par les technologies vertes innovantes de Rexroth, la filiale américaine met à disposition Photos: Bosch Rexroth AG, iwb TU München Siège vert et usine : le nouveau site de production à Gebze. Etudiants, ingénieurs et cadres découvrent les avantages de la production efficace en énergie d une manière proche de la pratique. de nouvelles présentations, des vidéos et brochures à télécharger, de même que des liens vers des études de cas et des histoires de réussites. ( Le Robert Bosch Innovation Award a été décerné à Hägglunds Drives AB pour un modèle d entreprise inhabituel. Le constructeur suédois en hydraulique pratique un partenariat réussi avec ses clients : un entraînement Hägglunds vendu fait l objet d une gestion proactive sur plusieurs années, une voie réussie vers la fidélisation du client. Par cette distinction, la direction de la société Robert Bosch AG entend envoyer un signal vers davantage de «business solutions».

5 motion motion 9 Innovations mobiles Rexroth est présent à la 29e bauma, hall A4, stand 317/510. L entreprise expose sur la plus importante foire internationale de matériels de TP, de machines pour la fabrication de matériaux de construction, d engins miniers, de véhicules de chantier et d équipements de construction ses solutions innovantes destinées au mobile face aux enjeux majeurs que sont l énergie, l écologie, les coûts et les fonctions. Le soutien apporté par les constructeurs incite à atteindre les objectifs de la directive sur les émissions Tier 4. Les participants Excellent joint d étanchéité Contrôler les joints d étanchéité pneumatiques en cours de fonctionnement? Rexroth a attribué le prix de l innovation à huit membres du personnel pour cette idée géniale. La conception de la maintenance conditionnelle sur les vérins à tige repose sur le principe du joint à deux composants. On obtient une maintenance en fonction de l usure à l aide de la fonction capteur de ce joint et une alarme directe sur le vérin. On évite ainsi les pertes dues aux fuites et minimise les coûts d entretien. pneumatics Détection d usure par LED sur le couvercle du vérin. venus de 40 pays en octobre sur la foire MOBILE 2009 à Ulm avaient déjà pu se faire une idée des solutions systémiques qui seront également visibles à la bauma. D autre part, Rexroth présente des produits encore jamais exposés tels que la SILENCE PLUS, une nouvelle pompe à denture externe à bas niveau sonore, ou «Blue Hydraulics». Cette conception expose des solutions efficaces en énergie et écologiques dans une technologie éprouvée et d avenir. Pilotage intuitif à manette : Marex OS II-3D. Les innovations de pointe de MOBILE 2009 sont également visibles à la bauma de Munich. Ohé du bateau! A l occasion du Boot 2010, l un des plus importants salons nautiques en Allemagne, Rexroth exposait une extension de sa commande Marex OS II : il est désormais possible d intégrer des manettes en plus des leviers de commande conventionnels. Elles permettent un pilotage intuitif d une seule main sans avoir à coordonner chacun des éléments d entraînement. Le pilote du bateau peut se concentrer sur tout ce qui l entoure. Cette nouveauté confortable sera introduite sur le marché dès cette année. Au cours de l été 2009, Rexroth mettra en route l hydraulique sur un système transfert pour déplacer des blocs de béton allant jusqu à tonnes vers l unité de transbordement pour le barrage «mobile» MOSE. Le Modulo Sperimentale Elettromecanico sur la lagune de Venise, l un des plus importants d Europe, protégera la Sérénissime des grandes marées méditerranéennes par 79 vannes mobiles. Rexroth propose dans sa gamme de produit Technique d entraînement par chaîne dentée le plus large éventail de fourniture de ce genre destinée aux entraînements et au transport. Un nouveau CD contient d amples informations sur les produits, de la notice technique aux vidéos en passant par Photos: Bosch Rexroth AG, Perrault Projects/Adagp Résistant au tunnel Plus de 300 convertisseurs de fréquence de Rexroth équipent les tunnels des Monts Qinling. Les besoins sont immenses : 270 kilomètres d autoroute traversent 130 tunnels. Les modèles implantés auparavant pour entraîner des ventilateurs s avéraient extrêmement sujets aux pannes ; l exploitant fait désormais confiance au savoir-faire de Rexroth. Maintenance minimale : convertisseurs de fréquence de Rexroth. Des ronds et des carrés Le nouveau système de profilés ronds EcoShape présente un dispositif intelligent au niveau des liaisons : par exemple combiner facilement des profilés ronds et carrés, réaliser avec brio des solutions personnalisées, modifier des systèmes en un tour de main, sur les projets comme à l usine. Monter des postes de travail avec brio à l aide du nouveau système de profilés ronds EcoShape. Le moteur en capteur A l aide du seul logiciel, le Productivity Agent crée des capteurs qui accroissent la disponibilité de la machine à partir des entraînements intelligents IndraDrive. Le logiciel évalue en parallèle au processus les données de l entraînement et donne ainsi à tout moment l état des axes. Lorsque les valeurs déterminées précédemment sont dépassées, Productivity Agent déclenche une alarme pour contrecarrer toute perte de qualité. Le système permet également d amortir et d éviter les vibrations. A cet effet, le logiciel met en œuvre des filtres qui permettent des mouvements compensatoires aux vibrations mécaniques et empêchent les fréquences propres préjudiciables. com/electrics Rexroth simplifie la sécurité machines. Sécurité machines Productivity Agent sur un exemple d application linéaire. Le comité européen «sécurité machines» a certes prolongé la phase transitoire pour la nouvelle directive machines, mais les mesures nécessaires à prendre par les entreprises restent inchangées. D une part, le nombre des normes sur les produits qui se réfèrent à ISO va croissant. De l autre, la directive contraint à mettre en place l état actuel de la technique, sans tenir compte des présomptions de conformité. Rexroth conseille individuellement les constructeurs sur la mise en place de la directive et propose aussi des stages spécifiques de formation par le biais de sa Drive & Control Academy. les brochures. A commander auprès de toothchain@boschrexroth.de ou Bosch Rexroth AG, Zur Dessel 14, D Gronau, Allemagne. Madrid se dote d une attraction de plus : le stade de tennis Caja mágica. Le temple du sport haute technologie conçu par l architecte vedette Dominique Perrault peut accueillir jusqu à spectateurs. L automation, pour l ouverture et la translation horizontale du toit principal de tonnes et des deux toits de plus petites dimensions, fait appel à hydraulique, qui est une coproduction espagnole, néerlandaise et allemande de Rexroth.

6 present present 11 Parts nationales d énergies renouvelables* Part par état membre de l UE en 2005 Part valeur cible en 2020 Belgique 2,2 % 13 % Bulgarie 9,4 % 16 % Danemark 17 % 30 % Allemagne 5,8 % 18 % Estonie 18 % 25 % Finlande 28,5 % 38 % France 10,3 % 23 % Grèce 6,9 % 18 % Irlande 3,1 % 16 % Italie 5,2 % 17 % Lettonie 32,6 % 40 % Lituanie 15 % Luxembourg 23 % 0,9 % 11 % Malte 0,0 % 10 % Pays-Bas 2,4 % 14 % Energie inépuisable Autriche Pologne 23,3 % 34 % 7,2 % 15 % Portugal 20,5 % 31 % Electricité, chaleur, carburant : la planète mise sur des ressources en renouvellement permanent. Roumanie Suède 17,8 % 24 % 39,8 % 49 % Slovénie 16 % Protection de l environnement, sécurité de l approvisionne- de la directive sur l injection du courant dans le réseau public. totale à l intérieur de l UE. L acceptation par la société en Alle- Rép. slovaque 25 % 6,7 % ment énergétique, indépendance, emplois : la gigantesque croissance des marchés des énergies renouvelables a de nombreuses origines. Quand bien même certains aspects des motivations et des approches des protagonistes de par le monde diffèrent, l évidence ne fait aucun doute : à long terme l énergie Cette directive a été reprise sur le fond par de nombreux pays. La loi sur les énergies renouvelables (EEG), qui constitue un instrument majeur de développement des énergies renouvelables, remonte à 10 ans. La nécessité d action reste cependant considérable car la demande accrue en matière d énergies re- magne du développement des énergies renouvelables est élevée. D après une enquête représentative de Forsa datant de février 2010, près de 95 pour-cent des Allemands considèrent le développement des énergies renouvelables comme important ou très important. Les taux d accroissement sont d ailleurs élo- Espagne République tchèque Hongrie 14 % 8,7 % 20 % 6,1 % 13 % 4,3 % dont le monde a besoin dépasse ce que nous sommes capables de produire en brûlant nos ressources fossiles. Le nucléaire est controversé dans de nombreux pays, de grands espoirs reposent sur les énergies renouvelables du soleil, du vent et de l eau. Il en est de même dans le secteur de la chaleur avec la biomasse et la géothermie. En 1991, l Allemagne misait sur l encouragement fédéral des énergies renouvelables à la faveur nouvelables va s intensifier, en particulier dans les nations industrialisées. C est ainsi qu une directive européenne (2009/28/UE) impose depuis avril 2009 aux pays membres de l Union européenne des arrêtés législatifs en faveur des énergies renouvelables en électricité, chaleur, froid et transports. Jusqu en 2020, la part des énergies renouvelables devra atteindre au minimum 20 pour-cent de la consommation énergétique Photos: Angelika Grossmann quents : la part des énergies renouvelables à la fourniture énergétique a été presque multipliée par cinq entre 1990 et En 2009, le soleil, le vent et autres couvraient environ sept pour-cent de la totalité de nos besoins énergétiques. Jusqu en 2020, l UE stipule que cette valeur devra avoisiner 18 pour-cent. La politique, la science et l industrie ont encore beaucoup de travail. Royaume Uni Chypre * sur la consommation énergétique finale brute Source : Directive UE 2009/28/UE 13 % 1,3 % 15 % 2,9 % 13 %

7 present present Energie solaire Eolien Energie de la mer L industrie solaire est un secteur de croissance aux multiples aspects, auquel Rexroth fournit des solutions pour les structures mécaniques de montage, les systèmes d orientation hydrauliques ainsi que pour la production de modules photovoltaïques. Un objectif capital du secteur photovoltaïque tient à la parité des prix par rapport au réseau : tarifs équivalents entre productions photovoltaïque et conventionnelle. A cet effet, les constructeurs de modules photovoltaïques sont contraints de maîtriser le grand écart entre le perfectionnement de la technologie pour accroître le rendement énergétique et la réduction des coûts de fabrication. Les plus récentes modifications apportées à la loi EGG renforcent cette pression. Pour la hausse attendue des besoins et le lancement de production en grandes séries, le secteur a besoin de processus standardisés et automatisés. Ces derniers contribuent largement à fabriquer les modules photovoltaïques à un prix avantageux, de qualité élevée et en quantité suffisante (voir l article en page 24). La mondialisation des capacités requiert d autre part une standardisation internationale allant de pair avec l automatisation et la mise en place renforcée de processus en ligne. Le marché international des équipements de production photovoltaïque passera à lui seul, d après l institut d études de marché IMS Research, de cinq milliards de dollars en 2008 à neuf milliards de dollars en Une équipe composée de spécialistes solaires de Rexroth centralise le savoir-faire des applications pour les commandes, les entraînements électriques, la pneumatique et la mécatronique. L équipe assiste tout au long de la chaîne de valeur ajoutée pour le processus de fabrication les constructeurs de machines et d installations ainsi que les fabricants de modules photovoltaïques par un conseil complet en automation et déploie des capacités de développement à l échelon international. Les experts disposent à cet effet de l intégralité du système modulaire de Rexroth destiné à l automation qui comprend déjà de nombreux produits et solutions spécialement développés pour l industrie solaire. Il existe ainsi des solutions complètes pour le transfert, la manutention et le positionnement. La conception modulaire des systèmes permet à ces solutions de suivre l évolution des méthodes de fabrication et de production. L association américaine des industries solaires (SEIA) s attend pour l année 2010 à doubler les équipements. La capacité photovoltaïque d installation récente aux Etats-Unis pourrait atteindre pour la première fois la limite d un gigawatt. Au cours de l année 2009, les éoliennes ont fourni environ 158 gigawatts d électricité au réseau général. Cela équivaut à la puissance de 280 centrales nucléaires. D après les estimations de la société de conseil danoise BTM Consult, la puissance électrique issue de l éolien de par le monde va plus que doubler jusqu en 2013, atteignant 340 gigawatts. Cette contribution tient surtout aux marchés des pays émergents comme la Chine et l Inde qui misent de plus en plus sur les énergies renouvelables en raison de leurs besoins énergétiques croissants. Les «parcs éoliens offshore» présentent en outre un potentiel en faveur du développement international de l énergie éolienne sur la mer et le remplacement d équipements anciens («repowering»). Les prix de revient de l électricité constituent le critère de rentabilité des éoliennes et doivent pouvoir soutenir la comparaison avec les ressources énergétiques conventionnelles. Les exploitants de parcs éoliens attendent par conséquent une technologie performante et fiable ainsi que les meilleurs standards de qualité de la part de leurs fournisseurs de turbines. Forte d une vaste palette de solutions d entraînement sur mesures pour chaque type d éolienne, Bosch Rexroth s emploie depuis le temps des pionniers de cette technologie à satisfaire les exigences de ce marché. Les entraînements précis pour l orientation azimutale assurent un positionnement exact au vent. Rexroth propose des solutions électromécaniques et hydrauliques pour le réglage des pales de rotor. Les réducteurs principaux convertissent la vitesse de rotation entre l arbre lent du rotor et l arbre rapide du générateur. Premier fournisseur indépendant au monde de réducteurs destinés aux éoliennes, Rexroth fabrique en Allemagne les réducteurs destinés aux éoliennes dans son unité principale de production de Witten et sa Photos: Bosch Rexroth AG, Nordex AG, Fred. Olsen nouvelle usine de Nuremberg. L usine de production de Pékin dessert les nouveaux marchés en Chine et en Asie. En plus de sa présence régionale sur les marchés cibles, Rexroth mise sur l innovation permanente. Citons le réglage intelligent des pales de rotor pour accroître le rendement ou les solutions compactes de réducteurs conçus comme différentiels qui contribuent largement à minimiser la masse de la nacelle sur les installations à plusieurs mégawatts. Les projets innovants en coopération avec plusieurs universités et laboratoires d essai, de même qu avec Corporate Research du groupe d entreprises Bosch, génèrent les conditions requises pour l efficacité, la disponibilité et la durée de vie, et par voie de conséquence la réussite durable sur le marché d avenir qu est l éolien. windenergy En 2009, des éoliennes d une puissance d environ 13 gigawatts ont été construites en Chine, doublant la puissance totale par rapport à l année précédente. Nordex, client Rexroth, qui fait partie depuis 1998 des premiers fournisseurs d éoliennes, est présent en Chine par le biais de sa propre usine. L exploitation de l hydroélectricité a une très longue histoire. En revanche, la production d énergie à partir de la mer est un développement nouveau. Le potentiel est immense : les scientifiques et les ingénieurs émettent l hypothèse que la mer pourrait fournir un tiers des besoins mondiaux actuels en électricité. Or jusqu à présent il n existait que des installations d essai d aptitude pratique de cette technologie venant essentiellement d Allemagne. Parmi les innombrables idées sur l exploitation de l énergie de la mer, les attentes se cristallisent à l heure actuelle sur deux approches prometteuses de production d électricité : les courants marins et la houle. Ces deux approches reposent sur une technique éprouvée, l hydraulique. Le principe du courant marin consiste à entraîner une pompe hydraulique par un rotor immergé. Cette pompe refoule le fluide hydraulique vers un moteur à cylindrée variable qui entraîne directement le générateur électrique. Cette solution présente l intérêt que seule la pompe fonctionne sous l eau et alimente par des tuyauteries de faible section l installation proprement dite placée au-dessus de l eau. L entretien s en trouve facilité et la fiabilité est améliorée. La deuxième approche exploite les mouvements de montée et de descente des vagues. La mer oppose en l occurrence des obstacles importants, car en fonction de la houle, l énergie entre mer calme et ouragan peut être multipliée par mille. Les réducteurs mécaniques ne peuvent pas maîtriser cet écart mais l hydraulique en est capable : à la montée et descente des vagues, des vérins hydrauliques refoulent le fluide comme une pompe à air. Il s établit une pression qui entraîne un moteur à cylindrée variable comme sur les centrales à courants de marée. Le mécanisme de réglage compense les variations extrêmes de l énergie des vagues. Rexroth examine l aptitude pratique des diverses solutions sur plusieurs prototypes et une ligne motrice d essai complète. En dehors du facteur coût, la fiabilité, la facilité d entretien, la durée de vie, et l efficacité de l installation sont à prendre en compte. oceanenergy Démonstration d un houlogénérateur de 20 kilowatts en Norvège. Rexroth est responsable de la conception et de la fourniture du système hydraulique du système oscillant (moteur Hägglunds, accumulateur, tuyauterie, pompes d alimentation).

8 present past 15 Investissements mondiaux dans les énergies renouvelables en 2008 Energies renouvelables : chiffres, réalités, potentiels. La standardisation a permis la percée : en 1965, Rexroth produit déjà en série des corps de valves aux cotes internationales de raccordement milliards de dollars Electricité Dans le secteur électrique allemand, les énergies renouvelables ont atteint en 2008 une part de 14,8 pour-cent de la consommation. La plus grande partie provient de près de 7 pour-cent de l éolien. En deuxième place vient l énergie de biomasse à partir du biogaz et de la biomasse solide. Environ un cinquième de l électricité renouvelable est issu de l hydroélectricité. La photovoltaïque Source : UNEP/SEFI, IEA 322 % Accroissement de la consommation électrique mondiale entre 1973 et milliards de dollars Prévision des investissements mondiaux en énergies renouvelables en 2020 Part de l hydroélectricité en Norvège 98 % couvre à l heure actuelle 0,7 pour-cent des besoins en électricité mais représente la croissance la plus importante parmi toutes les énergies renouvelables. Sa contribution à l approvisionnement en électricité se place entre-temps à 5 pour-cent de la quantité d électricité produite par régénération. Le développement de la géothermie se trouve encore à ses débuts, trois centrales géothermiques fournissent 0,003 pour-cent de notre électricité. Chaleur La consommation thermique est actuellement couverte à 7,7 pour-cent par des ressources régénératives. L énergie de biomasse est le pilier principal du secteur thermique. La chaleur produite par les granulés de bois, les huiles végétales ou le biogaz représente en gros 90 pour-cent de la chaleur renouvelable. L héliothermie permet de disposer d une technique décentralisée pour l exploitation du rayonnement solaire. Elle contribue à environ 3,8 pour-cent à la production thermique régénérative. L utilisation directe de la chaleur géothermique par des pompes à chaleur bénéficie à l heure actuelle d une forte croissance et génère 0,2 pour-cent de notre énergie thermique, soit environ 2,8 pour-cent de la chaleur renouvelable. Carburant Dans le secteur des transports, les biocarburants contribuent pour une part de 6,1 pour-cent à dire adieu au pétrole. Parmi les biocarburants, le biodiesel est prépondérant. Les huiles végétales et le bioéthanol ont contribué en 2008 à hauteur de 10 pourcent aux déplacements sous énergie renouvelable. Le rendement par surface du biodiesel et du bioéthanol est controversé. A moyenne et longue échéance, le véhicule électrique prendra sur la route une place pertinente qui pourra se traduire par un important effet protecteur du climat surtout grâce à l électricité issue de sources renouvelables. Source : BEE, BMU Photo: Bosch Rexroth AG La bonne cote depuis 50 ans Rexroth est la première entreprise en Europe qui a introduit les cotes de raccordement internationales (IAM) et fait progresser la standardisation Souvent ce sont les petites choses qui font la différence. Pour la société G. L. Rexroth à Lohr au début des années 1960, il s agissait des cotes de raccordement standardisées sur le modèle américain. «Nous ne savions pas à l époque ce qui allait advenir,» rappelle Herbert Petters, «mais rétrospectivement c était tout à fait ce qu il fallait», déclare le pionnier de l hydraulique en souriant. Sa carrière débute chez Rexroth en 1946 en tant qu ingénieur dans la construction et le développement et il participe à la réussite internationale des valves de l hydraulique tout-ou-rien de Rexroth au cours des quarante années suivantes. A son arrivée, l entreprise suivait encore sa propre voie, comme de nombreux constructeurs de machines en Allemagne, et fabriquait des composants selon ses propres cotes de raccordement. Les fabricants se trouvaient en position d infériorité par rapport à leurs concurrents américains dont la production déjà standardisée leur conférait une position dominante sur le marché. Perspectives par la standardisation Le changement intervient en 1960 à la faveur du développement d un programme hydraulique de développement de cotes internationales de raccordement (IAM). L impulsion est donnée par des sociétés américaines, comme Vickers Incorporated et Abex Corporation Denison Division qui fondent des filiales en Allemagne et contraignent ainsi la concurrence allemande à réagir. Rexroth est l une des premières entreprises qui, jusqu en 1965, convertit à cette fin la totalité de sa gamme hydraulique aux cotes standardisées de raccordement une sage décision qui se confirme sans tarder. La standardisation des composants hydrauliques ouvre l accès aux groupes d entreprises automobiles allemands et internationaux. Daimler- Benz et Volkswagen implantent déjà l hydraulique standardisée de Rexroth quand le marché international arrive à son plus haut niveau en 1969 grâce à l homologation des valves dans les usines Ford. La nouvelle offre de produits permet en outre à Rexroth de réussir à s imposer dans le domaine des presses d injection des matières plastiques, là où les constructeurs se sont déjà convertis aux cotes internationales de raccordement. «L essor est venu avec le début de la standardisation», confirme Herbert Petters. Force motrice Le chemin qui mène à un standard en Allemagne et en Europe s avère toutefois ardu. Certaines entreprises allemandes hésitent tout d abord à adopter la cote développée par la «Joint Industry Conference» américaine. C est l inverse qui se produit pour la concurrence en France et en Angleterre, qui s efforce d introduire les standards. Chez Rexroth, les responsables sont d emblée persuadés que c est la seule solution : «Aux Etats-Unis et en Angleterre, sans standardisation, cela nous aurait posé des problèmes», affirme Petters, l expert en hydraulique. En précurseur de la standardisation, l entreprise s emploie avec force à introduire les cotes internationales et à les mettre en application : Petters a pris une part active au développement de norme au nom de son employeur auprès de l association allemande des constructeurs de machines et d équipement (VDMA) pendant 25 ans. Un engagement que Rexroth continue de nos jours à maintenir avec ses représentants dans les comités de standardisation à l échelon national (DIN) et international (ISO).

9 future future L avenir des machines mobiles Rudolf Diesel, dont on a célébré il y a peu le 150e anniversaire de la naissance, aurait-il été d humeur festive? Breveté en 1893, son moteur «diesel» à auto-allumage est sous pression. Les constructeurs automobiles de voitures, camions ou véhicules dits «hors route» s appliquent à réduire de manière draconienne les émissions de la bête de somme que représente le moteur à explosion, tout en continuant d accroître la productivité et les performances de l ensemble du système. «Tier 4 final» constitue la norme anti-pollution à laquelle le monde des machines mobiles de travail devra se conformer d ici à Il faudra que les excavatrices, chargeuses, engins sur chenilles et autres fassent de sérieux efforts pour répondre à cette norme. Entre autres exemples : sur une machine de travail d une puissance de 80 kilowatts, les valeurs limites en oxydes d azote et de particules d hydrocarbures devront passer de 9,2 g/kwh (Tier 1), à la valeur actuelle selon Tier 3 de 4,0 g/kwh, et à 0,4 g/ kwh selon Tier 4 final. Cela correspond à une réduction de plus de 90 pour-cent. Et alors que les constructeurs s efforcent en Europe de respecter la norme dite «Stage 5», les législateurs de nombreux pays rendent encore plus sévères les exigences en matière d émissions de gaz d échappement et de bruit. L air devra être plus pur, par conséquent le nombre des moteurs diesel implantés sur les véhicules et les machines en entraînement standard diminuera. Par quoi remplacer le moteur diesel? «Le successeur du moteur diesel sera le moteur diesel optimisé qui servira de base à un système d ensemble parfaitement équilibré», affirme Helmut Wagner, président de la direction de la division Hydraulics de la société Bosch Rexroth AG. En plus de se déplacer, les engins non routiers sont chargés de lourdes tâches : creuser, soulever, porter, et bien davantage. Hormis leur moteur diesel, ils sont dotés pour ce faire de divers com- ENGINE START Comment fonctionneront demain les excavatrices, chargeurs et autres engins chenillés. posants hydrauliques. Pour satisfaire aux nouvelles valeurs limites de la phase Tier 4 final puis les suivantes, il ne suffit pas d optimiser le moteur diesel, mais l ensemble du système. La commande du moteur, les groupes auxiliaires, l hydraulique de travail et l entraînement de translation ressemblent à un mobile à l équilibre précis réagissant d une manière ultra-sensible à toute modification. Rexroth, faisant partie du Groupe Bosch, œuvre au perfectionnement des composants hydrauliques, et grâce à ses liens étroits entretenus avec la maison mère, bénéficie pleinement de la technologie des moteurs diesel. L agenda à l avenir, pour l optimisation des machines mobiles, comporte à cette fin un très large éventail de concepts à des stades divers de maturité. Davantage d hydraulique A l avenir, les solutions Energy on demand l énergie à la demande seront appelées à jouer un rôle important. Pour accroître l efficacité énergétique, les développeurs ont découvert que l hydraulique peut par exemple assurer l entraînement de ventilateur pour des modules de refroidissement placés à une plus grande distance du moteur diesel et qui nécessitent de ce fait une alternative à l entraînement direct de l hélice du ventilateur. Les entraînements à cylindrée variable de pompes et des solutions élaborées, issues de la technique des réducteurs, de l hydraulique et de l électronique contribuent à rendre le fonctionnement du système plus efficace tout en respectant les valeurs limites des émissions. Illustration: Sandra Kimmel, Bosch Rexroth AG Efficacité supérieure Une gestion intelligente de l énergie pourra contribuer à l avenir à améliorer l efficacité de manière notable. C est le cas notamment des véhicules dont l entraînement et l hydraulique de travail sont soumis à d innombrables «stop and go» et sont capables de réduire leur consommation énergétique grâce à des solutions hybrides. Les conceptions telles que le système hydrostatique de freinage régénératif HRB apportent d ores et déjà une importante contribution à l amélioration de la productivité de l ensemble du système. Le système HRB diminue la consommation en carburant jusqu à 25 pour-cent et réduit dans le même temps les coûts de maintenance et les émissions. En outre, il est concevable que la restitution d énergie ne concerne pas seulement le système de propulsion. Les crêtes de puissance requises par l hydraulique de travail pourraient être fournies par de l énergie excédentaire accumulée. Il est ainsi possible d exploiter un moteur diesel dans une plage de vitesse de rotation optimisée en énergie. Taux d utilisation amélioré Les Condition Monitoring Systems (CMS) complets pourront à l avenir éviter de nombreuses pannes mécaniques et améliorer nettement le taux d utilisation. La tendance est d intégrer directement la partie électronique décentralisée dans les composants. L électronique embarquée (On board electronic, OBE) exploite les capteurs inclus dans les composants qui relèvent sur place d importantes données et les transmettent à la commande centralisée. Cette dernière contrôle tous les systèmes d entraînement et assure l interaction optimale de tous les composants. Cela permettra d éviter à l avenir les coûteux temps d arrêt. Combinaison intelligente La combinaison de l hydraulique, de la technique des réducteurs et de l électronique numérique de commande à des logiciels intelligents offre un potentiel substantiel de concepts de machines tant nouvelles qu existantes. C est ainsi que de nombreux tracteurs agricoles ont été dotés de la technologie de la dérivation de puissance. Réussir à adapter cette conception aux véhicules de chantier fera naître le potentiel capable de révolutionner ce secteur de fond en comble. Communication accrue Pour améliorer globalement la productivité du système des machines mobiles, il sera nécessaire de mettre en œuvre une communication accrue et surtout directe entre les appareils de commande hydrauliques et la commande du moteur diesel. Le Diesel Hydraulic Control (DHC) constitue la première conception prometteuse dans ce sens. De concert avec Bosch, Rexroth élabore une nouvelle stratégie de commande qui conserve la souplesse habituelle de l hydraulique de translation et de travail même en cas de réduction des performances de charge et de vitesses de rotation inférieures des moteurs Tier 4. Le DHC modifie à cet effet la chaîne fonctionnelle conventionnelle et transmet préalablement au moteur diesel la charge escomptée à fournir par l hydraulique de translation et de travail. Davantage d avenir Tier 4 final n est qu un stade intermédiaire. Les exigences en matière de protection de notre environnement et d augmentation de la productivité continueront de croître. La restitution de l énergie, l amélioration des rendements et la réduction des émissions sonores sont obligatoires. L objectif est l entraînement à zéro émission un premier pas vers l e-hybride a déjà été fait. Un premier prototype à partir de l exemple d un chariot élévateur montre à quoi pourrait ressembler l avenir des appareils mobiles. Limites d émissions dans le monde Les législateurs de nombreux pays rendent encore plus sévères les exigences en matière d émissions de gaz d échappement et de bruit. Consignes existantes (plus sévères) dans les pays industrialisés Consignes plus sévères attendues au cours des cinq années à venir Consignes plus sévères attendues au cours des dix années à venir Source : Bosch Rexroth AG

10 technology technology 19 Le Terra Invader est approprié aux projets de géothermie pour la mise en exploitation de gisements d hydrocarbures. De l eau! L équipement de levage à vérins peut aussi exercer une force de 100 tonnes. Les installations de forage profond à équipement hydraulique sont rapides, à bas niveau sonore et sûres. Aux Etats-Unis, les réserves pétrolières seront épuisées dans neuf ans. Telle était la prévision faite par United States Geological Survey en Quelle quantité d énergie fossile sommeille encore sous nos pieds, personne ne le sait avec précision. Il est toutefois certain qu il faut forer de plus en plus profond si l on veut capter de nouveaux gisements d hydrocarbures ou des sources géothermiques. Il aura fallu par exemple que la tête de forage se fraye un chemin de plus de mètres dans le soussol de la commune de Dürnhaar en Bavière avant que ne retentisse le cri de soulagement : de l eau! Cette eau thermale, d une température qui peut atteindre 140 degrés Celsius, fournit par l intermédiaire d une centrale géothermique près de cinq mégawatts d électricité, soit assez pour alimenter environ foyers sans émissions polluantes. La source d énergie hydrothermale a été mise en exploitation au moyen d un engin spécial de la société Herrenknecht Vertical L équipement automatique de démontage des tubes et de cuvelage. Illustration: Sandra Kimmel; Photos: Bosch Rexroth AG GmbH. L installation de forage profond, appelée «Terra Invader», présente certaines particularités par rapport à des engins de forage conventionnels. En dépit des forces gigantesques, d un couple de newton-mètres, le niveau sonore de l installation au travail est tellement bas qu à une distance de 150 mètres il équivaut au bruit que fait une radio à l intérieur d une pièce. Cet aspect prend toute son importance pour les projets de géothermie à proximité d habitations. En plus de cet astucieux système d insonorisation, l installation est conçue pour une vitesse de forage élevée et un maximum de sécurité de fonctionnement. Levage par vérins Sur les grosses installations conventionnelles de forage, un treuil soulève le train de tiges qui perce le sol sous le seul effet de la rotation et de la gravité. Grâce à l équipement de levage par vérins hydrauliques fourni par Rexroth, Terra Invader est à même d effectuer le levage mais aussi d exercer une force allant jusqu à 100 tonnes, ce qui lui permet de progresser rapidement notamment en début de forage ou en cas de terrain difficile. Les vérins doubles ont une course de 22 mètres. Une commande hydraulique d étranglement en cascade permet un déplacement sensitif du trépan. Pour concevoir ces vérins spécifiques à l application, Rexroth a réuni son expérience à l échelon international en technologie offshore et de forage terrestre. D autres vérins hydrauliques bloquent les pinces de rotation sur le train de tiges. Ce blocage requiert une force à dosage précis qui permet de retenir le train de tiges d un poids de plusieurs centaines de tonnes sans l endommager. Herrenknecht mise à cette fin sur les vérins hydrauliques dotés d un capteur de déplacement et d un indicateur de couple. Le débit nécessaire est fourni par une centrale hydraulique de kilowatts équipée de douze pompes à pistons axiaux. L opérateur peut répartir la puissance entre celle pour l équipement de levage à vérins et celle nécessaire au dispositif de rotation proprement dit pour le train de tiges, ce qui accroît l efficacité énergétique de l installation et réduit notablement les frais d exploitation. Priorité sécurité de fonctionnement Les constructeurs ont accordé une attention particulière à la sécurité de fonctionnement. Sur la plupart des installations de forage, il faut jusqu à trois ouvriers pour transporter manuellement au moyen d un treuil les segments du train de tiges, les redresser, les visser et les dévisser. Sur l installation de forage vertical de Herrenknecht, ces tâches dangereuses sont assurées par un équipement semi-automatique de manutention des tiges qui est mis en œuvre par un entraînement hydraulique par vérins. Cet équipement prélève du magasin les segments pouvant atteindre 19,5 mètres de long et amène le train de tiges, les masses-tiges et les tubes de cuvelage dans l axe vertical de forage. Le démontage du train de tiges est également automatique. A cet effet, l installation soulève l ensemble du train de tiges, dévisse les segments et les dépose en ordre. La vitesse de démontage de 500 mètres à l heure minimise les temps improductifs de changement d outil. En Allemagne, Terra Invader est principalement mis en œuvre dans des projets de géothermie dans le bassin du nord du pays, le fossé rhénan et le bassin molassique au sud. Les entreprises de forage et d exploration utilisent dans le monde entier les équipements de forage profond de Herrenknecht Vertical pour la mise en exploitation de nouveaux gisements d hydrocarbures très profonds. Contact : Olaf Marshall, Bosch Rexroth, Allemagne, Téléphone : , olaf.marshall@boschrexroth.de

11 technology 20 drive & control technology Davantage de fonctions et de puissance tout en préservant l environnement : les solutions de Rexroth sur les machines mobiles. Travail propre Le marché des machines mobiles est confronté à des défis gigantesques. Grâce à sa conception globale, plusieurs systèmes de Rexroth contribuent à les surmonter dès à présent. Les grands défis qui préoccupent les constructeurs de machines tants n étaient pas en mesure de communiquer entre eux de ma- Une machine mobile dotée de DHC atteint, à vitesse de rotation nes de plus en plus plus faible et moins gourmande en carburant, pratiquement les faibles. Le couple d ap- mêmes performances qu une machine non équipée, travaillant à pui que peut fournir le mo- une vitesse élevée de rotation. teur pour freiner le véhicule Deux autres options d entraînement rejoignent les exigences de va également en diminuant. Le Tier 4 final. Le «downsizing» consiste à remplacer les moteurs risque d endommager le moteur surdimensionnés par des unités plus petites sans perte tangible s amplifie : au freinage la vitesse de de puissance les moteurs inférieurs à 56 kilowatts étant le cas rotation monte très rapidement du fait idéal. Ces derniers sont moins touchés par les strictes directives. que tout le poids du véhicule pèse sur le Il est toutefois possible de réaliser des économies draconiennes moteur diesel. Ce dernier risque de s embal- sur les consommations en carburant et les émissions de gaz ler. Pour contrer cela, le freinage hautes perfor- mobiles de travail sont au nombre de quatre : l énergie, l environ- nière optimale, et la force mise à disposition sur les machines d échappement avec l hybride électrique destiné aux machines mances (HLB) propose une élégante solution avec une nement, les coûts et la fonctionnalité. D une part, la réglementa- mobiles est la plupart du temps supérieure aux besoins réels. mobiles. Rexroth peut en l occurrence bénéficier du savoir-faire distance de freinage très raccourcie et un dispositif anti- tion qui entrera bientôt en vigueur telle que Tier 4 final et la re- Une conception de commande d un genre nouveau évite cet ex- de l ensemble du Groupe Bosch. Ce développement se trouve emballement. Condition préalable : des moteurs à pistons axiaux cédent superflu. Alors qu auparavant la main droite le moteur toutefois à ses débuts : depuis fin 2009, un premier prototype est dont la cylindrée peut s annuler. Un logiciel exploite au cours du diesel ne savait pas ce que faisait la main gauche l hydrauli- en cours d élaboration. freinage le couple d appui maximal du moteur et plafonne les vi- Lever le pied l énergie de freinage excédentaire est évacuée au moyen de val- La tendance vers l accroissement de la puissance des moteurs ves de surpression. des performances supérieures avec une manœuvrabilité amélio- que le Diesel Hydraulic Control (DHC) associe désormais les rée et des coûts plus faibles. Ces besoins ne pourront être satis- deux systèmes. Cette gestion optimale de la puissance permet à faits qu à condition de considérer les quatre aspects dans leur l entraînement de translation et aux fonctions de travail de com- ensemble. Rexroth offre à cet effet des composants, modules muniquer avec le moteur thermique par l intermédiaire d une fonctionnels et solutions systémiques complètes d un nouveau commande électronique. Dès que l opérateur envoie un signal genre qui améliorent les machines de travail en matière de per- par le manipulateur à l hydraulique de travail, le moteur diesel formances énergétique, réduisent les émissions, les coûts et les reçoit instantanément l information sur les impératifs requis. rendent plus fonctionnelles. L ensemble du système ne met par conséquent à disposition que la quantité de force réellement requise. La réduction de la Communication optimisée consommation énergétique de la machine peut ainsi atteindre Le cœur du défi que constitue Tier 4 final se trouve dans l entraî- 20 pour-cent. Dans le même temps, la machine fonctionne à un nement. Car jusqu à présent, les systèmes d entraînement exis- niveau sonore inférieur et émet moins de gaz d échappement. Illustration: Sandra Kimmel; Photos: Bosch Rexroth AG fonte de la directive européenne sur le freinage poussent davantage vers le changement. D autre part, les clients s attendent à tesses en rotation du moteur diesel. Au cours de la décélération, pourrait avoir pour les développeurs un effet boomerang lorsque la nouvelle directive sur le freinage entrera en vigueur. Car Freinage facilité conduire vite signifie également pouvoir freiner en toute sécu- A part le pur freinage hydrostatique, on fait souvent appel au frei- rité. A bord de son propre véhicule, on commence par lever le nage hydraulique indépendant, en particulier sur les engins rapi- pied pour ralentir. On fait de même sur une machine mobile do- des qui se déplacent à plus de 40 km/h. Il fournit aisément et fidè- tée d un entraînement de translation hydrostatique. Toutefois la lement la force de freinage nécessaire avec une capacité de do- situation est plus difficile parce que les moteurs diesel ont atteint sage excellente mais ne peut pas empêcher le blocage de l une ou au fil des générations des vitesses de plus en plus élevées malgré l autre roue en cas de conditions défavorables. Rexroth et Bosch, une cylindrée de plus en plus réduite, d où des frottements inter- dans le cadre d une réalisation commune du développement, ont

12 technology technology donc intégré dans le frein hydraulique indépendant le système antiblocage de freinage (ABS) bien connu sur les voitures particulières. Le défi technique était immense : en conditions quotidiennes de travail, la différence de charge sur les roues est énorme. Les imposants engins mobiles se déplacent de plus sur des pneumatiques volumineux qui présentent un moment d inertie bien plus important que celui des voitures particulières. En fin de compte, ces engins disposent de multiples options de train de roulement et d entraînement, telles que la mise en circuit de quatre roues motrices, le différentiel, etc. Bosch et Rexroth ont développé un système de freinage innovant en mettant en œuvre des composants ayant fait leurs preuves. Il est exempt d entretien et signifie pour le client des coûts plus faibles de modification et d exploitation. Le frein hydraulique indépendant ABS permet aux machines mobiles de se déplacer sur route de manière plus sûre et plus confortable, puisque le véhicule ne «fléchit» plus en cas de freinage brusque. Ce système ouvre de plus des options à d autres fonctions, notamment le programme de stabilité électronique (ESP), le système d anti-patinage à l accélération (ASR) ou pour les freins de direction intelligents. Le système de freinage hydraulique à restitution d énergie (HRB) de Rexroth illustre bien que la force de freinage générée n a plus à se dissiper inutilement. Il fait surtout ses preuves sur les véhicules utilitaires qui démarrent et freinent souvent. Un essai en grandeur nature sur des véhicules d enlèvement des ordures ménagères à New York a montré que le système permet d économiser jusqu à 25 pour-cent de carburant. Utiliser la gravité Le potentiel d économies ne se limite pas au déplacement et au freinage. Les fonctions de travail optimisées contribuent à respecter les nouvelles réglementations pour les moteurs en matière d émissions. Pourquoi par exemple abaisser une charge par la force générée par le moteur alors qu elle descendra par gravité? La réglementation selon laquelle une flèche doit être équipée d un dispositif de descente contrôlée d une charge peut être respectée différemment. C est ce que démontre la conception «green valve» pour les valves de maintien de charge et d équilibrage. A l origine du développement, il s agissait de réduire les temps de cycle des machines et de minimiser les dissipations d énergie. Les green valves dépassent largement ces objectifs : lorsque les valves d équilibrage conventionnelles nécessitent une pression minimum de 100 bar pour abaisser une flèche, la pression requise sur les green valves est pratiquement nulle. A débit de pompe égal, les nouvelles valves atteignent une vitesse de descente supérieure qui reste parfaitement contrôlable. Une descente contrôlée est possible même sans débit, qui reste alors disponible pour d autres fonctions. En dehors des nouvelles valves, aucun organe supplémentaire n est nécessaire pour stabiliser le mouvement. Lors des essais, la nouvelle valve d équilibrage nécessitait moins de 1 kilowatt en énergie ; pour effectuer la même opération de descente, une valve conventionnelle aurait consommé 36 kilowatts. Le remplacement par des green valves économiques est simple et peu onéreux. Moins de composants, davantage de confort L amélioration des composants est une bonne chose, une toute nouvelle structure du système hydraulique est somme toute meilleure : Valve Meets Cylinder (VMC) mise sur l implantation décentralisée de valves à proximité des vérins. Cette formule est particulièrement appropriée aux tractopelles et chariots télescopiques. A l inverse de la structure centralisée existante, il n y a plus qu une seule tuyauterie de pression et de retour au réservoir. Cela semble banal mais les conséquences sont impressionnantes : moins de composants, d encombrement, de poids, d énergie consommée, de coûts pour davantage de manœuvrabilité. Une tractopelle s accommode par exemple de deux flexibles au lieu de dix sur la flèche. Il y a peu de perte de charge. Les extensions fonctionnelles sont simples à réaliser moyennant un coût minimal, notamment à l aide de capteurs supplémentaires. Il convient d ajouter que la conception centralisée surchargée est supprimée. Par comparaison, la VMC consomme également jusqu à 40 pour-cent d énergie en moins. Un nouvel exemple de l incidence d une conception globale. Contact : Olaf Marshall, Bosch Rexroth, Allemagne, Téléphone : , olaf.marshall@boschrexroth.de Illustration: Sandra Kimmel; Photos: Bosch Rexroth AG, P.H.L. La Canter Quad transforme les troncs en planches la Bull Edger les convertit ensuite en bois équarri. La palette Rexroth au service du bois Le constructeur canadien de machines de transformation du bois P.H.L. mise sur l éventail technologique de Rexroth qui lui assure une réussite dans le monde entier. A l origine, le spécialiste P.H.L. des machines de transformation du bois était uniquement à la recherche de nouveaux composants hydrauliques destinés à ses machines à raboter et à scier. Entre-temps, les franco-canadiens ont trouvé la gamme complète des prestations de Rexroth ainsi qu un débouché en dehors du marché nord-américain en repli. Il y a environ trois ans, P.H.L. passait commande de nouveaux composants hydrauliques de Rexroth. Un logiciel pour déterminer la taille parfaite des valves et des vérins, développé au Canada et s accordant avec l outil de simulation Hyvos de Rexroth, était déjà probant. Compte tenu de l expérience favorable acquise avec les valves et les vérins de positionnement mis en œuvre de manière optimale, et des prestations d assistance notamment lors la mise en route de nouvelles machines, le choix s est porté ensuite sur la pneumatique et la technique de translation linéaire de Rexroth. Les machines Canter Quad, qui transforment les troncs d arbre en planches, sont équipées de vérins hydrauliques de positionnement d une précision du millième de pouce et de guidages à billes sur rails. Sur la Bull Edger, qui produit du bois équarri lors d une opération ultérieure, les vérins pneumatiques contrôlent la pression des rouleaux d avance. Les vérins de positionnement ont été dotés de valves, filtres et valves avec contre-réaction. Les guidages à billes sur rails assurent les mouvements précis et à faible frottement de l équipement. Et pour la technique des entraînements et des commandes électriques, Michaël Beaudry, le représentant canadien de Rexroth, est confiant : «Sur certaines machines, il y a des chances que P.H.L. mise sur les vérins électriques.» Au Canada, il est plutôt peu courant, d après Beaudry, qu un client achète toute la gamme de produits auprès d un unique fournisseur : «P.H.L. en revanche nous fait confiance sur toute la ligne, ce dont nous nous réjouissons naturellement beaucoup.» Hormis la qualité, la fiabilité et la gamme de produits sur l ensemble des secteurs technologiques, le réseau d assistance mondial de Rexroth a également joué un rôle de premier plan. Les spécialistes du traitement du bois de P.H.L. se tournent vers de nouveaux marchés en Amérique du sud, en Russie et en Europe et il est indéniable que les prestations disponibles partout dans le monde sont un atout de premier ordre pour une entreprise travaillant à l échelon international. «Le partenariat avec Rexroth constitue pour P.H.L. un avantage déterminant à l exportation», souligne Beaudry, «nous sommes un label de qualité pour le marché international.» Contact : Mario Maltais, Bosch Rexroth, Canada, Téléphone : x227, mario.maltais@boschrexroth.ca

13 technology technology 25 Après connexion et raccordement transversal des cellules entre elles sur les plaques de verre, les modules sont transférés vers les stratifieuses. La stratification nécessite un temps plus long de traitement et s effectue par conséquent simultanément sur deux machines. Fragile! A manipuler avec précaution! Les modules photovoltaïques sont constitués de verre mince qui se casse très facilement. Pour les transporter en toute sécurité et les positionner en toute précision, la société saxonne Heckert-B.X.T Solar GmbH mise sur le système de transfert TSsolar de Rexroth. Le cauchemar de Jens Bonitz rime avec verre brisé, cellules endommagées, convoyeurs et stratifieuses encrassés, interventions manuelles à n en plus finir, immobilisations, pertes de production. Jens Bonitz est directeur technique de la société Heckert-B.X.T Solar GmbH à Chemnitz en Allemagne et responsable de la production des modules photovoltaïques. Quatre millimètres de plaques de verre mince précontraint et sept changements de direction sur l installation donnent une idée des exigences requises pour le système de transfert. Le système de transfert TSsolar de Rexroth répond aux exigences de l industrie solaire. Les convertisseurs de fréquence assurent un démarrage et un freinage en douceur, les unités d élévation transversale permettent des changements de direction sans à-coups. L encrassement est évité grâce à l emploi de courroies dentées à faible frottements et à usure réduite, ainsi qu à l absence de silicone. Chez Heckert Solar, le système assure le transport en toute sécurité sur la ligne de fabrication entièrement automatisée. A ce stade, les minces plaques de verre précontraint sont lavées dans une installation de lavage des plaques, les cellules sont déposées, raccordées transversalement, brasées et stratifiées. Illustration: Sandra Kimmel; Photo: Bosch Rexroth AG Lavage, soudage, stratification La production commence néanmoins par des interventions manuelles : le personnel vérifie toute cellule fournie en la secouant car les microfissures sont audibles. Les contrôles visuels et techniques viennent ensuite, garanties de la qualité maximale. Puis les plaques de verre sont décapées, déposées sur le TSsolar et recouvertes d une pellicule. Les plaques ne doivent pas s accumuler en cours de transport, être freinées brusquement ni se heurter car elles risqueraient sinon de se briser en mille minuscules éclats en raison de la précontrainte. Six convoyeurs transportent les plaques de verre entre l installation de lavage et les machines de brasage. A ce stade, les cellules solaires sont assemblées par brasage et positionnées avec précision sur la plaque préparée. Deux unités d élévation transversale répartissent les plaques sur les machines à braser. Les sections à rouleaux implantées, en plus des courroies dentées, compensent les dénivellations entre les niveaux de transport et évitent tout fléchissement des plaques. La prochaine opération consiste à procéder à leur raccordement transversal. Après une section de préparation où les modules sont contrôlés, ils sont amenés sur deux stratifieuses qui fonctionnent en parallèle compte tenu de la grande durée d exécution. Le système de transfert fournit ici une solution spécifique à Heckert Solar : les butées fixes sont dotées de buses à air comprimé pour soulever légèrement par coussin d air la pellicule qui dépasse un peu de la plaque pour que les butées n entrent en contact qu avec le verre et le positionnent à une précision d un quinzième de millimètre. Cela évite de décaler ou d arracher toute la pellicule. «Ce positionnement précis prend toute son importance en amont des stratifieuses dans lesquelles les cellules sont stratifiées sur le module», selon Jens Bonitz, qui explique la portée de cette idée. Cette dernière est le fruit de l étroite collaboration entre Heckert Solar, le constructeur d installations Mondragon et Rexroth. Transfert en douceur Les unités d élévation transversale qui absorbent les chocs doivent offrir la même précision. Elles assurent les changements de direction sans à-coups ni frottements. Le décalage de l une ou l autre cellule ou les mouvements saccadés de l unité d élévation transversale seraient immédiatement reconnaissables à l œil nu sur le module terminé. Le système de transfert évite les mouvements saccadés du fait que chaque portion est dotée de son propre entraînement. Les convertisseurs de fréquence assurent un démarrage et un freinage temporises. Le TSsolar transfère les plaques de verre en douceur par les sept changements de direction que compte l installation grâce à la synchronisation optimale des deux tapis implantés à chaque section de convoyeur et unité d élévation transversale. C est ainsi que le système de transfert peut atteindre le taux d utilisation de 80 pour-cent exigé par Heckert Solar, car, comme le souligne Jens Bonitz : «Sans le système de transfert, l automatisation complète de l installation ne pourrait pas fonctionner.» Contact : Bernd Steegmüller, Bosch Rexroth, Allemagne, Téléphone : , bernd.steegmueller@boschrexroth.de

14 technology technology 27 Des lames de scie de qualité identique sont réalisées sur la première installation de trempe entièrement automatique. minant dans le procédé de trempe métaux soumis à haute température, soit reproductible à l identique. Car dans le domaine des hautes températures, quelques secondes suffisent pour influer sur la qualité, la structure et la déformation plastique de la pièce à usiner. Les lames de scie sont traitées à la seconde près dans l installation de trempe ; leurs caractéristiques sont par conséquent exactement identiques et les séries ont la même qualité de trempe. Grâce à cette installation, le pas entre la méthode manuelle et la trempe entièrement automatisée a été franchi chez WTH. Le traitement thermique multi-séquentiel a été remplacé par une seule machine qui présente en outre l avantage de supprimer complètement les fluides de trempe polluants, tels que l huile ou le cyanure hautement toxique. De plus, le taux de rebut s approche de zéro grâce à ce procédé. Au cours du procédé de trempe rapide à l eau suivie du revenu, la pièce portée à haute température est pressée entre deux plaques métalliques traversées par des canaux de refroidissement. La température chute de plusieurs centaines de degrés en quelques secondes. Trempe en série Dr Hans-Georg Bittner a développé la première installation de trempe entièrement automatique pour les lames de scies. Cette machine de la société WTH permet une fabrication de très haute qualité tout en préservant l environnement. Par Dr Hans-Georg Bittner, WTH Wärmetechnik Vertriebsgesellschaft mbh Depuis de nombreuses années, il est possible de tremper avec très peu de déformation plastique de grandes pièces plates, telles que les lames de scie, par un traitement thermique à refroidissement par l eau. Les exigences du marché ont toutefois conduit à optimiser ce procédé. Il est indispensable que les pièces de grandes dimensions et de faibles épaisseurs soient trempées via un procédé de qualité élevée et constante. D autre part, la gamme de produits trempés s est élargie aux aciers faiblement alliés. En perfectionnant le traitement, on a réussi à fabriquer des produits de très haute qualité tout en rendant cette technique écologique. Le procédé amélioré repose sur une association du four à rouleaux et d une trempe à l eau rapide et optimisée. A cet effet, la lame de scie est chauffée dans le four à rouleaux à une température de 800 à 1200 degrés Celsius, puis refroidie à l eau dans les installations de trempe rapide selon une courbe de vitesse prédéfinie. Par ce procédé, les pièces métalliques ne se déforment pas et les phénomènes de décarburation superficielle ou d oxydation superficielle ne se manifestent que dans une très faible mesure. Franchir le pas entre la méthode manuelle et la machine Ce procédé de traitement thermique ne concerne pas uniquement la trempe du matériau. La structure recherchée doit autant que possible se répartir de manière uniforme sur la section de la lame de scie. En outre, il faut que le facteur temps, qui est déter- Illustration: Sandra Kimmel; Photos: WTH mbh Le défi du temps à respecter L un des défis majeurs, relevés dans le développement, consistait à maîtriser la pression des plaques de trempe sur la pièce brute en fonction du temps. En effet, à une phase de haute pression peut succéder un abaissement de la pression. Or cette diminution de la pression permet de traiter les pièces brutes, même lorsque les rapports de dimensions sont défavorables sans trop de déformation plastique, et à qualité identique. Un autre défi au cours du développement concernait la transition entre le four sous atmosphère contrôlée et le four ouvert, à rouleaux. La couche d appauvrissement du carbone de surface en procédé ouvert ne doit pas devenir trop importante. C est la raison pour laquelle la temporisation en four ouvert a été développée compte tenu de cette application. La transition entre le four et la presse de trempe à l eau constitue la troisième partie délicate de l installation. C est là que la pièce portée à une température entre 800 et 1200 degrés Celsius doit être serrée dans la presse en cinq secondes par l intermédiaire d un extracteur rapide. Le dispositif de trempe rapide à l eau qui sert d unité de refroidissement est à cet effet directement arrimé au four à rouleaux par l extracteur rapide. Cet agencement a été déterminé après avoir constaté que les caractéristiques de la pièce brute traitée dépendent de la température et de la vitesse auxquelles elle traverse la zone d austénitisation dans le four à rouleaux. Trempe de l acier ou du cuivre Le matériau constitutif les plaques de trempe a également une incidence essentielle sur la qualité de la pièce traitée. La sélection du matériau dépend de plusieurs facteurs. Il faut en règle générale un rapport idéal entre la stabilité thermique, la conductibilité thermique et l usinabilité. De ce fait, la plaque de trempe doit comporter des canaux de refroidissement. Nous choisissons entre deux types de matériaux qui répondent à ces nécessités en fonction du type de lame de scie à traiter : l acier ou le cuivre. Répartition [en %] Etat à la livraison Après trempe Après recuit 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 Ecart de planéité [en mm] Courbe des écarts de planéité au cours du processus de production de lames de scie de 300 millimètres de diamètre et 2,5 millimètres d épaisseur Tenue à la déformation plastique La machine atteint une excellente planéité, surtout sur la répartition 700 par rapport à la technique conventionnelle par bain de sels. Elle 600 présente toutefois la particularité que l écart de planéité dû aux 500 processus d affinage s accroît et ne sera pas non plus réduit par le recuit. Pour les lames de scie à coupe rapide notamment, les pièces 400 à traiter sont portées à une température entre 550 et 565 degrés 300 Celsius après avoir été trempées pour éviter qu elles ne se cassent 200 un fois mises en service. Sur les autres procédés, la planéité 100 s améliore au cours de cette opération de recuit mais cela concerne surtout 0 de grosses déformations plastiques de 0,3 à 0,4 millimètre. Les déformations 0 0,5 plastiques 1 maximales 1,5 obtenues 2 lors d essais 2,5 sous 3 procédé de trempe à l eau suivie du revenu étaient de 0,25 millimètre après recuit, ce qui est inférieur aux autres procédés.

15 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 technology technology Trempe de l acier α=50000 W/m 2 K 50 tonnes d économies d énergie Température [en C] Trempe du cuivre α=5000 W/m 2 K Trempe du cuivre α=50000 W/m 2 K En Italie, le leader de la coulée sous pression mise sur les produits de haute technologie économes en énergie et fait référence en la matière ,5 1 1,5 2 2,5 3 Temps [en s] Le portique de dépilage des lames de scie et le module compact CKR, les vérins RTC et le préhenseur à ventouses. Sous les soufflets plissés, les vérins RTC guidés sur rails profilés assurent le déplacement des lames de scie sur les plateaux. La courbe calculée de température d une lame de scie en cours de traitement avec plaques d acier et de cuivre montre la possibilité de refroidissement ultrarapide grâce à l alliage de cuivre. A des vitesses élevées de refroidissement, telles que pour les bases de lames de scie en métal dur destinées au bois, ou tout autre impératif sévère en matière d uniformité de refroidissement, on fait appel au cuivre. A cet effet, une technique de traitement a été développée comportant un nouveau système spécial de refroidissement ultrarapide mettant en œuvre un alliage spécial de cuivre. Cette association permet de refroidir uniformément les matériaux en un temps très bref. L acier employé exclusivement jusqu à présent sur les lames de scie en acier à coupe rapide destinées aux métaux, qui peuvent refroidir plus lentement, est suffisant. Sur l installation actuelle, nous utilisons notamment des plaques de trempe en acier rainurées que nous pouvons remplacer rapidement par des plaques de cuivre si les exigences se modifient. L installation autorise ainsi une diversité de produits. Automatisation grâce aux composants Rexroth Comme déjà évoqué, le grand avantage de cette installation est que la machine dont nous disposons, du chargement au déchargement, en passant par la mise à température et la trempe, est entièrement automatisée. Une installation de ce genre entièrement automatisée devient rentable à condition que ses composants aient une fiabilité maximale. D autre part, lorsque s est posée la question de la disponibilité du matériel partout en Europe et des standards indispensables qui en résultent, nous nous sommes tournés vers Bosch Rexroth. Nous y trouvons le savoir-faire nécessaire, une diversité de produits standardisés sur toute la gamme des différents secteurs technologiques ainsi que la fiabilité requise. L ensemble des fonctions de manutention, tout ce qui se déplace, est à présent couvert par des composants de Rexroth. Dans le secteur du chargement et du déchargement, les vérins pneumatiques RTC à guidage intégré soulèvent et abaissent les préhenseurs à ventouses pour l amenage et le prélèvement des lames de scies sur l installation. Il nous a été possible dans ce contexte de recourir au vérin RTC aux indéniables avantages : capacité de charge élevée pour un faible encombrement de même que précision et répétabilité à coûts avantageux. L ensemble de la technique, y compris les systèmes de vannes, de composants pour le vide et de traitement de l air comprimé, est issu de la gamme Rexroth. Les plateaux, qui amènent les lames de scie non traitées dans le four à rouleaux, se déplacent sur des rails sur roulements à billes. Chacun des chariots de huit tonnes se déplace sous l action de servomoteurs de Rexroth sur des rails profilés, segments dentés placés en dessous. A la suite, les vérins pneumatiques tirent la pièce incandescente sur des rouleaux sous la presse à l aide d un module linéaire électromécanique MKR. Les plaques de trempe sont quant à elles actionnées par des vérins par l intermédiaire d une centrale hydraulique de Rexroth commandée par automate programmable ; elles nous assurent la flexibilité et la répétabilité requises. Nous sommes ainsi capables d exercer graduellement la pression sur la pièce portée à haute température : par exemple cinq secondes à 100 bars, deux secondes à 20 bars. C est également à l aide de ces composants que nous avons réussi à contribuer à la protection de l environnement, à créer des postes de travail ne présentant aucun risque pour la santé, à optimiser la production en termes économiques. Auteur : Dr Hans-Georg Bittner, chef d entreprise, WTH Wärmetechnik Vertriebsgesellschaft mbh Photo: Bosch Rexroth AG Technique de coulée sous pression de référence : la HC 50 Energy Saving d Agrati. L audace de l innovation pour sortir de la crise, telle est la devise de la société italienne Agrati. Depuis plus de trois décennies, ce spécialiste de premier plan des machines de coulée sous pression pour le traitement de l aluminium, du zamak et du magnésium, fait progresser la technologie. A l heure actuelle, il se concentre sur les machines économes en énergie et respectueuses de l environnement. Le projet pilote concerne le nouveau développement de la «HC 50 Energy Saving», une presse à injection hautes performances à chambre chaude de 50 tonnes qui développe une force de verrouillage de 52 tonnes, une force d injection de 6,3 tonnes et une force d extraction de 4,4 tonnes. En dépit de telles prouesses, la consommation en énergie et en eau de la machine atteint tout juste la moitié des installations conventionnelles. «Non seulement la machine est économe en énergie, mais elle est également plus productive», indique avec satisfaction le directeur, Vittorio Rovaris. Rexroth y contribue. «C est la toute première fois qu un entraînement de pompe à vitesse de rotation variable est implanté sur une machine de ce genre dans le domaine des presses à couler les métaux sous pression», explique Angelo Masiero, responsable chez Rexroth en Italie. La nouveauté est de faire appel à cette technologie sur des machines qui ne traitent pas des matières plastiques et dont les temps de cycle sont inférieurs à dix secondes. «Auparavant, on considérait qu il était impossible de faire des économies d énergie dans ce domaine. La HC50 Energy Saving nous permet de prouver le contraire.» Un moteur synchrone à vitesse de rotation variable et une unité hydrostatique permettent d accroître distinctement la vitesse à une consommation énergétique moindre par rapport aux machines conventionnelles. La vitesse de rotation qui s adapte en fonction des sollicitations de la presse réduit la production de chaleur dans l entraînement. La machine fonctionne donc plus longtemps avant que le système de refroidissement à eau glycolée ne se mette en route. Moins d énergie, moins d eau, moins d émissions et temps de cycle plus courts, l entreprise fait également référence en dehors de l Italie. Au-delà de l innovation, «Made in Italy» signifie qu Agrati reste fidèle à son site d implantation car la production se fait exclusivement à Zingonia, à proximité de Bergame. Contact : Angelo Masiero, Bosch Rexroth, Italie, Téléphone : , angelo.masiero@boschrexroth.it

16 technology technology 31 Coopération Spécialistes et Service : les intégrateurs de systèmes de Rexroth sont les parfaits partenaires en solutions complètes personnalisées. Les intégrateurs de systèmes interviennent à titre de partenaire entre fournisseur et clients. L avantage : ces derniers n ont dans ce cas pas besoin de spécialistes en interne et disposent d un interlocuteur privilégié. Par leur savoir-faire, les intégrateurs complètent les voies commerciales directes du fournisseur du fait qu ils intègrent les appareils d entraînement et de commande dans les machines et installations des clients. La société Fritz Automation GmbH à Forbach en Forêt Noire fait partie des intégrateurs de systèmes de Rexroth actifs à l échelon international. «Nous nous considérons comme des prestataires de service», commence Horst Fritz, le directeur. «Nous concevons des solutions complètes conformes aux exigences spécifiques de nos clients», explique-t-il. Avec ses 20 salariés, il s est spécialisé dans les logiciels de commande de lignes de production. Une autre activité est consacrée à la conception d entraînements rapides et performants. L entreprise propose sur le marché ses propres produits qui sont également implantés dans les lignes de fabrication. Citons un système d emboîtement à contrôle d effort et de déplacement développé par Fritz Automation, équipé de composants IndraDrive de Rexroth. «La diversité de types d entraînements a donné l impulsion à la spécialisation sur les composants Rexroth», énonce Fritz. En plus des moteurs conventionnels, la gamme de produits comprend des entraînements directs qu il est possible de raccorder rapidement par l intermédiaire des interfaces à bus de terrain SERCOS II/III. Le directeur considère que la technique de sécurité intégrée «safety on board» qui équipe tous les entraînements Rexroth constitue un avantage supplémentaire. «Elle permet à notre client d implanter les produits dans n importe quel domaine de fabrication», souligne-t-il. L atout du savoir Le projet le plus récent de l entreprise allemande se nomme BR 600 : le robot à bras articulé fait partie de la ligne des produits SCARA développée par Fritz Automation et est doté de la technique d entraînement et de commande de Rexroth. «Le BR 600 est doué pour le travail d équipe, ses interfaces ouvertes lui permettant de communiquer avec la commande principale, l ensemble de la périphérie et d autres actuateurs», explique Fritz. Le cœur est constitué par la commande IndraMotion MLC qui supporte un grand nombre d interfaces Ethernet et de bus de terrain. Le robot est surtout destiné au montage, à la palettisation et l insertion. Les intégrateurs de systèmes que sont les spécialistes de Forbach sont privilégiés quand il s agit de leurs propres produits : ils peuvent mettre à profit les résultats des services du développement de Rexroth. «L avantage est réel», Horst Fritz est certain du profit réciproque : «Spécialisés dans ces composants, nous devenons un partenaire qualifié et fiable pour notre fournisseur». Les stages de formation auprès de Rexroth à intervalles réguliers perfectionnent le savoir-faire en matière de technique d entraînement, de commande et de mécanique. Une seule source La dft Maschinenbau GmbH à Kremsmünster en Autriche met également à profit les possibilités de formation continue. Depuis l automne 2007, l entreprise est officiellement devenue intégrateur de systèmes de Rexroth. La diversité des produits multitechnologiques a séduit les responsables. «De l hydraulique à la technique des entraînements et des commandes, en passant par la pneumatique, Rexroth en tant que fournisseur complet couvre tous les domaines de la technique d automatisation», explique Karl Mock, directeur technique chez dft. La société dft est ainsi à même d implanter les unités mécatroniques de fabrication Rexroth dans ses installations. dft produit principalement pour les constructeurs de pompes et fabrique les composants nécessaires notamment dans les organes de sécurité destinés au secteur automobile, au matériel médical et aux systèmes d injection. Photo: Fritz Automation GmbH Pour ses clients, Fritz Automation GmbH mise sur les composants Rexroth, de même que dans ses propres produits, tel le robot à bras articulé BR 600. Temps de réaction brefs Comme leurs collègues allemands, les ingénieurs autrichiens s appliquent en permanence à inventer de nouveaux produits et ont développé un système de montage entièrement basé sur les composants Rexroth : l installation de montage et de contrôle dans l usine de Halle de la société Robert Bosch AG a été conçue sur le principe «lean». «La configuration compacte des composants de commande a été à l origine de la conception «lean design», déclare Mock. Les servo-entraînements, les guidages linéaires, la pneumatique et la technique de manutention de Rexroth sont implantés chez dft dans toutes les installations spéciales. L accès direct à la société Bosch Rexroth raccourcit en outre les temps de réaction et assure une maintenance rapide. «Nous informons en retour notre fournisseur sur les nouvelles exigences que le marché impose aux composants. C est important pour le perfectionnement technique des produits», souligne Mock. Les deux parties bénéficient ainsi d une coopération avec système. Contact : Bernhard Loy, Bosch Rexroth Autriche, Téléphone : , bernhard.loy@boschrexroth.at Horst Biedenbänder, Bosch Rexroth Allemagne, Téléphone : , horst.biedenbaender@boschrexroth.de

17 know-how Know-how 33 Plus que de simples «Entrées» et «Sorties» Il n y a pas d automatisation sans commandes. Mais comment est constituée une commande et comment fonctionne-t-elle? «Entrées» ou «Sorties» telles sont les grandeurs variables que les produits techniques présentent dans le cas le plus simple. La commande est un dispositif qui convertit ces grandeurs variables en une consigne fixe. Cette consigne détermine comment se comportent certaines grandeurs de sortie (démarrage du chauffage) en fonction de certaines grandeurs d entrée (température extérieure). La réalisation technique de cette consigne est appelée dispositif de commande. Les parties du produit technique influencées par la commande sont les systèmes commandés. La plupart du temps, le support de l information fait appel à l énergie électrique ou électromagnétique, rarement à des fluides ou des gaz. On distingue commandes manuelles et commandes automatiques selon que les grandeurs d entrée sont mises à disposition en mode manuel ou automatique. La technique de commande comprend la conception et la réalisation de commandes. Elle constitue une sous-catégorie de la technique d automatisation. A la différence de la commande, la régulation comporte une rétroaction de la valeur de sortie sur l entrée. Les limites sont de plus en plus vagues entre commande et régulation. Les tableaux ci-dessous présentent un aperçu des types de commande existants et comment elles remplissent certaines tâches. Pour de plus amples informations : Dans le cadre de Drive & Control Academy, Rexroth propose des stages spéciaux de formation et des moyens didactiques sur le thème des entraînements, des commandes et des mouvements. Classification des commandes Représentation des tâches de commande analogique discret Verbal Plan séqu. progr. Plan d action en fonction des signaux utilisés Un signal analogique reste disponible en permanence Un signal discret n est disponible qu à certains moments Pour commandes séquentielles Exemple : la lampe_1 doit s allumer lorsque le commutateur_1 est actionné. (La lampe_1 ne doit pas s allumer si l ARRÊT D UR- GENCE est actionné.) E2 UND ODER A2 EXCL-ODER A Sequential Function Chart (SFC) en fonction du traitement du signal ( principe fonctionnel) en fonction du temps p. ex. feux de signalisation commande séquentielle en fonction du processus p. ex. commande numérique/de rotation pilotage Affectation logique statique entre entrées et sorties, p. ex. mode manuel Pour tâches combinatoires de commande (basées sur l algèbre de Boole) E2 Table de vérité UND ODER A2 EXCL-ODER A E2 UND Schémas logiques ODER A2 UND ODER EXCL-ODER A2 A3 E2 E EXCL-ODER A3 E2 E3 E2 UND E & E2 ODER A2 1 EXCL-ODER A3 Schémas fonctionnels IEC Ladder Diagram (LD) Function Block Diagram (FBD) en fonction de la constitution ( mise en œuvre fonctionnelle) commande à algorithme fixe automate programmable commande par PC (PC industriel) avantageux en cas de tâche de commande peu complexe inflexible (la tâche de commande est réalisée par le matériel) infrastructure supplémentaire (console de programmation, logiciel) flexible (la tâche de commande est réalisée par le logiciel) PAC un PC sert de dispositif de commande (modèles spéciaux en raison de l implantation en milieu industriel ; logiciels spéciaux pour le système d exploitation garantissant la fonction en toutes conditions.) Dans de nombreux domaines, l automate programmable industriel (API) s est substitué à la commande à algorithme fixe en raison du prix avantageux des composants et de la flexibilité élevée. Les performances en perpétuelle croissance des modules électroniques permettent d accroître de plus en plus les fonctionnalités de l API réservées auparavant aux commandes par PC (p. ex. la visualisation). C est ainsi que sont réalisées des commandes qui possèdent des caractéristiques de systèmes de commande basés sur PC et des automates programmables industriels comme les contrôleurs programmables pour automation (PAC). Illustration: Sandra Kimmel, www-scm.tees.ac. Pour tâches complexes de commande E2 E3 & 1 Langages E2 évolués (p.ex. C, C++) L utilisation croissante des commandes par automate programmable industriel (API) pour réaliser des tâches de commande a permis aux langages d entrée définis par la norme IEC de s imposer en programmation. La complexité grandissante des tâches de commande a conduit à davantage 1 1 E2 & E2 & E3 E3 Langages E2 spéciaux de programmation de robots E2 E3 (p.ex. IndraWorks-RCL de Rexroth) & 1 Structural Text (ST) utiliser les langages évolués (par exemple C++). Pour des domaines spécifiques d application, on fait en partie appel à des langages développés à cette fin (par exemple programmation des robots). Les modèles (templates) constituent une aide pour l utilisateur lors de la programmation.

18 techquiz 34 Quiz Innovation Si vous êtes intéressé par les machines mobiles, les objets qui se cachent derrière ce puzzle à trous ne resteront pas longtemps un mystère pour vous. Ce sont des portiers. En fin de compte, leur tâche se borne à réguler les entrées et les sorties, et ce de manière intelligente, comme le montre l exemple d un chariot télescopique : s il s agit d abaisser une charge, des «portiers classiques» ont souvent besoin d une pression de 100 bar ou plus. Nos portiers énigmatiques se contentent de zéro bar, la charge est mieux contrôlée et s abaisse bien plus rapidement. Quel est leur secret? Sans effort, ils laissent la gravité faire tout le travail. Ils économisent leurs forces qui sont disponibles pour d autres fonctions, épargnent surtout l énergie qui ne se dissipera pas sous forme d émissions. Sans compter que nos deux portiers permettent à leur chef d économiser une belle somme d argent. Postez votre réponse et gagnez un stage de conduite sécurité automobile Avez-vous la solution à cette énigme? Envoyez-la simplement à drive-control@boschrexroth.de et gagnez un stage de conduite sécurité automobile. Date limite d envoi le Le gagnant sera sélectionné par tirage au sort parmi toutes les réponses exactes envoyées. Le recours par voie judiciaire est exclu. MENTIONS LÉGALES drive&control est le magazine de Rexroth. Editeur : Bosch Rexroth AG, Corporate Communications, Claudia Ulrich (responsable), Lohr am Main, Allemagne ISSN Direction de rédaction : Karin Rosenkranz, +49 (0) , karin.rosenkranz@boschrexroth.de Rédaction et maquette : pr+co GmbH, Steffen Beck (Rédaction), Sandra Kimmel (Direction artistique) Traduction : Fremdsprachendienst Heiby, Lohr am Main, Allemagne Lithographie : Reprotechnik Herzog GmbH, Stuttgart Impression : Schleunungdruck GmbH, Crédit photos : voir page concernée Page de couverture : Bosch Rexroth AG, Sandra Kimmel Tous droits réservés. Réimpression et reproduction, en particulier par copie, même partielles, interdites sans l accord de l éditeur. La distribution de drive&control s effectue suivant une liste préparée à l aide d un système automatique de données informatiques. Photos: Bosch Rexroth AG, pixelio-harry Hautumm Diesel à la demande! Cela ressemble à de la magie mais la technique est géniale : la société allemande MME Technology AG a développé une petite raffinerie mobile qui transforme la biomasse en diesel synthétique. Une tonne de déchets issus de la biomasse, tels que la paille ou les résidus de production d huile de colza, procure jusqu à 500 litres de carburant. Pour les éléments de l entraînement de l installation de transformation d huile, MME mise sur la commande par IndraDrive M et le convertisseur de fréquence IndraDrive Fc.

19 C01 CC AE/ CNC, PLC and Motion Control. Welcome to Control City. We are able to offer the most comprehensive and state-of-the-art control portfolio, worldwide. Our scalable control systems open any possibilities in order to control individual processes, machines or entire production facilities. We develop optimum adapted solutions that will provide you an economically safe future. Control City your control technology capital. Bosch Rexroth AG