Avec un point de contact unique, les concepteurs peuvent forger l'avenir de l'automatisation, de l'agriculture et des transports

Les progrès de la civilisation ont été possibles en grande partie grâce à notre capacité à manipuler les matériaux, à établir des pratiques agricoles et à faciliter les déplacements et les migrations. Ce qui n'était au départ qu'une simple création d'outils s'est transformé en une fabrication à très grande échelle. L'agriculture est devenue la science visant à optimiser le rendement par hectare. Enfin, la modeste automobile est à l'avant-garde technologique d'une avancée mondiale vers les véhicules électriques (VE), avec les exigences qui en découlent en matière d'optimisation du rendement.

Ces trois secteurs ont de nombreux points communs, notamment la nécessité d'accroître les niveaux d'automatisation et de contrôle pour maintenir leur rythme de production accéléré face à des pressions toujours plus fortes en matière de coûts et de rendement, ainsi que la nécessité d'améliorer la sécurité. La sécurité est particulièrement importante dans la fabrication automobile, où les hommes et les machines travaillent côte à côte, ainsi que dans l'agriculture, où les véhicules autonomes améliorent la productivité, mais nécessitent des mesures de protection pour éviter les accidents sur le terrain.

Pour atteindre ces objectifs, il faut intégrer des approches innovantes en matière d'automatisation, de contrôle et de rendement, notamment des capteurs, des relais, des contrôleurs, des caméras, des compteurs d'énergie et des chargeurs spécialement conçus pour répondre aux besoins de ces applications. Pour les concepteurs, la recherche de solutions appropriées peut s'avérer difficile. Heureusement, DigiKey a déjà fait une grande partie de ce travail. Jetons un œil à certaines de ces solutions pour les conceptions nouvelle génération.

Sécurité dans la fabrication automobile

La sécurité dans la fabrication automobile est essentielle. Alors que des concepts de pointe de l'Internet industriel des objets (IIoT) sont intégrés pour améliorer la productivité, les hommes doivent toujours travailler à côté de machines en mouvement et avec des robots collaboratifs (cobots) à différents stades de la ligne de production. Leur sécurité doit être assurée. Mais rassurez-vous, DigiKey s'occupe de tout grâce à une vaste gamme de produits de sécurité, notamment des relais, des contrôleurs et bien plus encore.

Un relais de sécurité (Figure 1) permet d'arrêter en toute sécurité les mouvements d'un système lors d'une mise hors tension contrôlée. Il entre typiquement en action lorsque des capteurs qui surveillent l'équipement détectent que des travailleurs ou du personnel d'exploitation sont potentiellement en danger, ou lorsqu'un travailleur active manuellement un bouton d'arrêt d'urgence.

DigiKey propose non seulement une grande variété de solutions de relais de sécurité, mais ces solutions sont également développées par les principaux fabricants du secteur, notamment Omron, Banner Engineering, Littelfuse, Altech Corp., Panasonic, Phoenix Contact, SICK, TE Connectivity et Weidmüller.

Figure 1 : Les relais de sécurité comme le G9SE-221-T30, qui assurent des fonctions d'arrêt d'urgence, peuvent être utilisés pour garantir la sécurité des travailleurs dans les environnements de fabrication automobile. (Source de l'image : Omron Automation and Safety)

Les contrôleurs de sécurité garantissent la productivité en toute sécurité des machines fixes et mobiles. Il s'agit généralement d'automates programmables dotés d'éléments de conception spéciaux au niveau de leurs entrées, de leur traitement interne et de leurs sorties afin de garantir le niveau de sécurité requis lorsqu'ils sont utilisés dans des systèmes critiques en termes de sécurité. DigiKey propose une gamme d'automates prévus à cet effet, notamment des solutions de Banner Engineering, IDEC, Omron, Panasonic et Schneider Electric. Un guide relatif au portefeuille complet de produits de sécurité pour l'automatisation et le contrôle de DigiKey, avec entre autres des barrières immatérielles de sécurité, des systèmes de verrouillage de porte et des interrupteurs à câble, est disponible ici.

Un avenir agricole autonome

L'expansion de la population mondiale, combinée à la diminution de la disponibilité de la main-d'œuvre manuelle dans de nombreux pays occidentaux à mesure que les populations vieillissent, a créé un attrait pour une utilisation accrue des véhicules autonomes dans l'agriculture. Hautement intégrés à des systèmes IoT conçus pour surveiller l'environnement et la croissance des cultures afin d'obtenir un rendement maximal par hectare, ces véhicules stimulent l'innovation et optimisent la productivité. Dans le même temps, ils coexistent avec les travailleurs et doivent donc intégrer des mesures pour garantir la sécurité.

Pour interagir en toute sécurité avec leur environnement, les véhicules agricoles autonomes doivent reconnaître les produits agricoles et les tâches à effectuer, avoir des bras flexibles avec plusieurs degrés de mouvement et être capables de récolter et de déplacer les produits sans les endommager. Ils doivent également être capables de détecter la présence humaine, d'éviter les obstacles et de se déplacer avec précision et en toute sécurité. Les capteurs et les systèmes de vision artificielle sont donc certains des nombreux composants clés qui permettent aux systèmes autonomes de fonctionner. Ces capteurs sont notamment nécessaires pour détecter le toucher et différents niveaux de force appliquée, ainsi que la proximité, la position, l'orientation, la température, le son et la lumière.

Pour vous aider à concevoir et à implémenter un véhicule qui répond à ces exigences d'application, DigiKey propose une gamme de dispositifs essentiels, notamment des caméras, des capteurs, des bras de commande, des interrupteurs, des actionneurs, des dispositifs de sécurité, et bien plus encore.

Par exemple, la vision artificielle, qui permet aux systèmes de voir l'environnement dans lequel ils évoluent et les éléments qu'ils doivent traiter, est un facteur clé de l'autonomie. Les solutions de vision artificielle proposées par DigiKey incluent des caméras (Figure 2), des systèmes d'éclairage, des lentilles et des unités de traitement des commandes. Quinze gammes sont actuellement disponibles dans le portefeuille de produits, notamment des solutions de Banner Engineering, ifm Efector et plus.

Figure 2 : Des systèmes de vision artificielle, comme la caméra intelligente VE201G1A, peuvent être ajoutés aux équipements agricoles autonomes lourds pour faciliter la manipulation et le traitement des récoltes, la navigation et la sécurité. (Source de l'image : Banner Engineering)

Pour permettre aux véhicules autonomes d'exécuter des tâches, les concepteurs peuvent choisir parmi une gamme de solutions robotiques, notamment des bras robotiques (Figure 3), des effecteurs terminaux et des accessoires. Le catalogue de DigiKey inclut des solutions de Denso Robotics, Festo et KUKA Robotics.

Figure 3 : L'ajout d'un bras robotique, comme le KR 6 R900-2, peut permettre aux véhicules agricoles autonomes d'exécuter des tâches précises et répétitives sur le terrain. (Source de l'image : KUKA Robotics Corporation)

Les véhicules électriques, moteurs de l'innovation en matière de capteurs et de rendement

La migration vers des systèmes de transport plus écoénergétiques a poussé les VE en première ligne de l'innovation en matière de détection et de contrôle, ainsi que de distribution, de stockage et de gestion de l'énergie. Le portefeuille de produits d'automatisation et de contrôle de DigiKey est prêt à permettre l'innovation dans cette nouvelle génération de véhicules intelligents et économes en énergie. L'offre de produits s'est étendue pour inclure des capteurs automobiles, des commandes, des compteurs d'énergie et même des chargeurs de VE pour vous aider à résoudre les défis liés à la conception de la voiture de demain.

Le cœur de tous les véhicules électriques est la batterie. Le « cerveau » de la batterie est le système de gestion de batterie (BMS), qui surveille l'état de la batterie et régule les processus de charge et les performances lors du fonctionnement. Le contrôle et la surveillance sont garantis par des capteurs, tandis que la sécurité du système et de l'utilisateur est assurée par des composants comme des disjoncteurs et des fusibles (Figure 4). Tous doivent être qualifiés pour l'automobile, comme les produits de fournisseurs tels qu'Eaton et Littelfuse.

Figure 4 : Les fusibles qualifiés automobiles, comme l'OGBC016.H, sont l'un des nombreux éléments critiques d'une solution de charge pour VE. (Source de l'image : Littelfuse)

Conclusion

En s'orientant vers une automatisation, une autonomie et un rendement accrus, les concepteurs impliqués dans l'évolution rapide des installations de fabrication automobile, des véhicules agricoles autonomes et des VE doivent également être vigilants en ce qui concerne la sécurité des travailleurs. Dans le même temps, ils doivent gérer les cycles de conception, l'approvisionnement et les exigences de livraison associées. En s'associant à DigiKey en tant que distributeur international proposant une sélection de produits étendue, ils sont certains de pouvoir profiter d'une gamme complète de solutions dans leur portefeuille de produits d'automatisation et de contrôle capables de répondre aux exigences de leurs systèmes nouvelle génération.