Entretien : le câble au cœur intelligent

Leuze veut améliorer la disponibilité des machines et des installations avec un câble pour capteur intelligent. Ce qui se cache derrière la technologie « SmartCore » ? La rédaction du magazine etz l'a appris lors d'un entretien avec Michael Mayer-Rosa, directeur du département Product Center Accessories, et Felix Düllo, chef de produit du spécialiste de la détection basé à Owen.
 

Comment est née l'idée du « SmartCore » ?

M. Mayer-Rosa : En tant que spécialiste de la connectivité et de la connectique, nous nous intéressons naturellement aussi au sujet de l'Industrie 4.0. L'envoi de messages de capteurs, de modules d'E/S et d'autres composants à des systèmes supérieurs est une pratique courante dans ce contexte. Nous nous sommes posé la question : pourquoi pas aussi le câble de liaison ? Nous nous sommes donc mis à la recherche d'une possibilité d'y intégrer aussi l'intelligence sans avoir besoin d'ajouter d'électronique supplémentaire. Pour cela, nous nous sommes inspirés du principe des grues. Leurs câbles de liaison contiennent une ligne dite sacrificielle. Ce brin supplémentaire signale quand le câble atteint la fin de sa durée de vie. Nous avons voulu adapter cette approche à l'automatisation et avons développé un brin supplémentaire que nous avons inséré dans un câble standard pour le rendre compatible avec l'Industrie 4.0.

Comment la durée de vie des câbles est-elle surveillée ?

M. Mayer-Rosa: Nous intégrons un brin en cuivre spécialement développé pour dans un câble PUR ou TPE. Ce brin se rompt au bout de 80 % des 5 millions de cycles de mouvement garantis au moins, alors que les quatre autres continuent de fonctionner. L'utilisateur reçoit donc un message d'avertissement en temps utile et peut planifier le remplacement du câble en toute sécurité dans un délai de 20 % de sa durée de vie, sans perte de production. En outre, l'évaluation continue des données permet également de planifier les futurs intervalles de maintenance de manière plus fiable.
F. Düllo : Le défi consistait à mettre au point un brin qui ne soit pas plus épais qu'un brin standard - il doit rentrer dans un câble standard - et qui soit presque aussi flexible, de sorte qu'il se rompe déjà au bout de 4 millions de cycles de mouvement - ni plus tôt ni plus tard. Par rapport à un câble standard à cinq conducteurs, ce brin pour 24 V est rouge. Car nous voulons également éviter toute confusion. Si cette tension ne peut pas être mesurée à l'autre bout du câble, un message d'avertissement est émis et son remplacement peut être planifié – c'est de la maintenance prédictive par excellence, non seulement pour IO-Link, mais aussi pour d'autres systèmes de contrôle.

 

Quels câbles sont disponibles ?

F. Düllo : Nous proposons des câbles PUR et TPE à quatre brins + le brin sacrificiel, avec des connecteurs M12 d'un côté ou des deux côtés, longs de 2 m, 5 m, 10 m ou 30 m. La particularité du câble TPE avec connecteur est qu'il résiste aux projections de soudure. D'autres longueurs sont disponibles sur demande.

 

Quels défauts sont surveillés avec le « SmartCore » ? Quelles sont les autres sources de dangers potentiels ? Échauffement, étirement ou torsion excessifs, pliage et écrasement ?

F. Düllo : Nous surveillons la rupture possible du brin de la ligne sacrificielle. Il est envisageable que d'autres dangers puissent être contrôlés, par exemple pour les lignes Ethernet, mais nous n'en sommes pas encore au stade d'un développement concret. En définitive, la question est également de savoir dans quelle mesure l'utilisateur est prêt à payer plus pour surveiller davantage son système. Aux États-Unis, on accepte beaucoup plus facilement, on est bien moins prêt à prendre des risques en utilisant de lignes standard sans « SmartCore » qu'en Europe.

 

Pour qui l'investissement est-il rentable ?

M. Mayer-Rosa : Pour tout exploitant de machines et de systèmes à composants mobiles qui non seulement fait attention au prix, mais aussi à la performance et au retour sur investissement ou au coût total de possession. La robotique, par exemple, est prédestinée à cette fin. Le « SmartCore » a beau être environ deux fois plus cher qu'un câble standard. Dès qu'il a permis d'éviter un seul arrêt imprévu, l'investissement est déjà largement rentabilisé.
F. Düllo : Bizarrement, comme nous l'avons déjà mentionné, le concept a reçu un accueil beaucoup plus favorable aux États-Unis qu'en Allemagne. Apparemment, le responsable de la maintenance a plus à dire là-bas qu'ici, où les acheteurs ne commandent souvent en ne tenant compte que du prix. Par ailleurs, la numérisation y est plus avancée. En somme, le « SmartCore » permet de cartographier l'ensemble du système - y compris le câble de liaison - dans une solution de cloud.

 

D'autres concepts disponibles sur le marché utilisent l'électronique pour surveiller l'état de la ligne. Pourquoi un brin sacrificiel ?

M. Mayer-Rosa : L'électronique de mesure est beaucoup plus coûteuse et plus complexe à installer. Un câble prêt à l'emploi avec un brin sacrificiel est nettement plus économique. Par ailleurs, son utilisation pratique s'est avérée assez efficace, justement en raison de sa simplicité. Les coûts se limitent à la pose du câble dans la chaîne robotisée ou au remplacement des câbles « simples » par d'autres dotés de la technologie SmartCore.

 

Quels sont vos projets avec le « SmartCore » ?

M. Mayer-Rosa : Selon les besoins du client, les possibilités sont nombreuses, des solutions à huit ou douze pôles aux câbles Ethernet particulièrement appréciés, en passant par les câbles de puissance. Le marché nous montrera où se trouve la demande et nous le développerons, le présenterons et le proposerons sur les salons appropriés.

 

Conclusion

Leuze a développé le « SmartCore » spécialement pour les applications avec des câbles mobiles, par exemple dans les robots ou les axes de manutention. Le câble comporte en plus une ligne sacrificielle qui tombe en panne quand elle atteint environ 80 % des jeux de mouvement possibles. Pour permettre l’évaluation, la ligne sacrificielle est pontée avec la tension d’alimentation et, en cas de rupture d’un brin, elle annonce la fin de vie proche du câble. Les temps d’arrêt non planifiés dus à des ruptures de câble peuvent ainsi être évités efficacement et le câble du capteur détecté comme vulnérable peut être remplacé lors du prochain cycle de maintenance. La technologie « SmartCore » contribue ainsi à une plus grande disponibilité de l’installation.

 

Publié dans le 5ème numéro de l'etz en 2020. www.etz.de


Votre interlocuteur

Felix Düllo
Expert IO-Link
felix.duello@leuze.com

Câbles de raccordement

Vous trouverez des câbles de raccordement avec modèle spécial « SmartCore » ici 


Câbles de liaison

Vous trouverez des câbles de liaison avec modèle spécial « SmartCore » ici