Open Protocol pour les outils de serrage : guide complet

Open Protocol pour les outils de serrage : la norme industrielle pour le serrage connecté

Les chaînes de montage modernes ne se contentent plus d’appliquer le couple correct.

Les outils de fixation industriels doivent de plus en plus communiquer avec les systèmes d’aide à l’opérateur, les logiciels de contrôle des processus et d’autres équipements de production. Le système de production peut avoir besoin de sélectionner le programme de serrage approprié, d’activer un outil à l’étape d’assemblage adéquate, de surveiller le couple et l’angle, de recevoir le résultat du serrage et d’empêcher l’opérateur de poursuivre l’opération en cas d’échec.

Cela s’applique à une large gamme d’outils d’assemblage, notamment les visseuses électriques, les tournevis électriques, les clés dynamométriques numériques, les riveteuses, les outils à impulsions et autres outils de serrage électriques intelligents.

Le défi réside dans la communication.

Comment un logiciel de fabrication peut-il communiquer de manière cohérente avec des équipements de serrage provenant de différents fabricants ?

Open Protocol fournit une interface standard reconnue par l’industrie pour répondre précisément à ce besoin.

Développé à l’origine par Atlas Copco, Open Protocol est désormais largement utilisé pour la communication avec les équipements de serrage sur les chaînes de montage. Atlas Copco le décrit comme un protocole de communication standard entre les contrôleurs de serrage et les systèmes de production externes, et souligne qu’il s’est imposé comme une norme industrielle à cette fin.

Chez Ansomat, Open Protocol est intégré de série à notre système de guidage de l’opérateur. Cela permet aux outils de serrage compatibles de s’intégrer au flux de travail d’assemblage guidé plutôt que de fonctionner comme des équipements autonomes.

Dans ce guide, nous expliquons ce qu’est Open Protocol, comment il fonctionne, quels outils de serrage peuvent l’utiliser, et comment les fabricants peuvent associer Open Protocol au guidage de l’opérateur, à la surveillance du couple,au contrôle du couple en fonction de l’angle,au positionnement des outils età la traçabilité de la production.

Qu’est-ce que l’Open Protocol ?

Open Protocol est un protocole de communication permettant l’échange d’informations entre les contrôleurs de serrage industriels et les logiciels de production externes.

Dans un environnement de guidage de l’opérateur, il crée la couche de communication entre le flux de travail d’assemblage et l’équipement de vissage.

Cela permet une communication bidirectionnelle :

Instructions à l'opérateur → Open Protocol → Contrôleur de serrage → Outil de serrage

et :

Résultat du serrage → Open Protocol → Conseils à l’opérateur

L'outil de serrage s'intègre ainsi au processus d'assemblage numérique, au lieu de fonctionner comme un appareil isolé.

Pourquoi le Open Protocol est-il important pour le serrage industriel ?

Les systèmes de serrage modernes permettent de contrôler et de mesurer bien plus que le couple.

Le défi consiste à mettre ces informations à la disposition du reste du système de production.

En l’absence d’une interface commune, un logiciel d’assistance à l’opérateur peut nécessiter une intégration distincte pour chaque fabricant d’outils de fixation.

Sans normalisation :

Guide de l’opérateur → Interface du fournisseur A → Outil A
Guide de l’opérateur → interface du fournisseur B → outil B
Guide de l’opérateur → interface du fournisseur C → outil C

Avec un Open Protocolt :

Instructions de l’opérateur →Open Protocol → Contrôleurs de serrage compatibles

Cela réduit la complexité de l'intégration et facilite la gestion des architectures de serrage multi-fournisseurs.

Quels outils de serrage peuvent utiliser le Open Protocol ?

Le protocole Open Protocol ne se limite pas à un seul type d’outil de serrage.

Le protocole communique généralement avec le contrôleur de serrage, qui commande l’outil physique ou communique avec celui-ci.

Il peut donc être utilisé avec différentes catégories d’équipements de serrage intelligents.

Le protocole Open Protocol s'étend également de plus en plus à plusieurs fournisseurs. Des fabricants tels qu'Atlas Copco, STANLEY Assembly Technologies et ESTIC prennent en charge le protocole Open Protocol pour certaines parties de leur gamme d'outils de serrage.

Cela reflète une évolution plus large du secteur : les outils de serrage deviennent des composants connectés de l’environnement d’assemblage numérique.

Les fournisseurs qui s'appuient exclusivement sur des interfaces de communication propriétaires peuvent nécessiter des travaux d'ingénierie, des tests et une maintenance logicielle supplémentaires. À mesure que les usines deviennent plus connectées, l'interopérabilité devient un critère de plus en plus important lors du choix des outils de serrage industriels.

Les fabricants ne se contentent plus de se demander :

« Cet outil offre-t-il le couple, la précision et l’ergonomie dont nous avons besoin ? »

Ils se demandent également :

« Dans quelle mesure cet outil s’intègre-t-il facilement à notre architecture d’assemblage numérique ? »

Comment fonctionne Open Protocol ?

Open Protocol échange des messages structurés entre le système de guidage de l’opérateur et le contrôleur de serrage.

Une architecture Ansomat type se présente comme suit :

Système de guidage de l'opérateur Ansomat

↓

Open Protocol

↓

Contrôleur de serrage

↓

Outil électrique à couple

La communication fonctionne dans les deux sens :

Cela crée une boucle numérique fermée entre l'instruction de travail et l'opération de fixation physique.

Que sont les MID et les Psets ?

Les MID et les Psets sont deux concepts importants du protocole Open Protocol.

MID

Chaque message du Open Protocol utilise un identifiant de message à quatre chiffres.

Différents MID sont utilisés pour des fonctions telles que le démarrage de la communication, la sélection du Pset, les abonnements aux résultats de serrage, les résultats de serrage, les identifiants et les informations relatives au contrôleur.

Différentes révisions de MID peuvent prendre en charge des fonctionnalités supplémentaires ; c’est pourquoi la compatibilité doit toujours être vérifiée pour chaque contrôleur de serrage.

Pset

Un Pset contient les paramètres requis pour une opération de serrage particulière.

Ceux-ci peuvent inclure :

Un produit peut nécessiter différents jeux de paramètres (Psets) pour différents assemblages.

Le système d'aide à l'opérateur peut sélectionner automatiquement le Pset approprié via le Open Protocol, ce qui évite à l'opérateur de devoir choisir manuellement le programme.

Guide de l’opérateur + Open Protocol

C’est là que le Open Protocol prend toute sa valeur.

Les instructions de travail numériques traditionnelles indiquent à l’opérateur ce qu’il doit faire.

Un système de guidage de l’opérateur connecté peut également coordonner les équipements nécessaires à la réalisation de l’opération.

Par exemple :

Étape 12 — Serrer le boulon A

Le guide de l'opérateur sélectionne automatiquement le Pset approprié et active l'outil.

Si le résultat est :

✓ OK → passer au boulon B

Si le résultat est :

✕ NOK → s'arrêter, réessayer ou commencer la retouche

La consigne de travail numérique devient ainsi un flux de production interactif.

Open Protocol : une intégration standard d’Ansomat

Open Protocol est une intégration standard au sein du système de guidage de l’opérateur Ansomat.

Le système de guidage de l’opérateur fait office de logiciel de contrôle des processus au niveau du poste de travail, coordonnant ce que l’opérateur voit avec ce que les outils d’assemblage connectés doivent effectuer.

Cela crée une relation contrôlée entre l'instruction, l'outil et le résultat.

Traçabilité du serrage

Open Protocol permet également d’intégrer les informations de serrage au dossier de fabrication du produit.

Cela s’avère particulièrement utile dans les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale, de la fabrication de batteries et dans d’autres industries où les opérations de fixation critiques doivent être documentées.

Open Protocol vs autres méthodes de communication

Le Open Protocol n’est pas le seul moyen de connecter des équipements de serrage. Ces technologies peuvent également fonctionner conjointement.

Une architecture type pourrait être la suivante :

ERP / MES

↓

OPC UA / API

↓

Guidage de l'opérateur

↓

Open Protocol

↓

Régulateur de serrage

↓

Outil d'assemblage

Le MES fournit le contexte de production, tandis que le système de guidage de l'opérateur gère l'exécution au poste de travail.

Exemple pratique : assemblage d'une batterie de véhicule électrique

Prenons l’exemple d’un bloc-batterie pour véhicule électrique nécessitant une fixation critique à la position B17.

L’opérateur n’a pas besoin de changer manuellement de programme ni d’enregistrer les résultats de serrage.

Avantages du Open Protocol

Conclusion

Open Protocol fournit une interface éprouvée permettant de connecter des équipements de serrage intelligents à des logiciels de guidage de l’opérateur et de contrôle des processus.

Qu'un poste de travail utilise une visseuse électrique, un tournevis électrique, une clé dynamométrique numérique, une clé dynamométrique électronique, un tournevis électrique à contrôle de couple ou tout autre outil électrique à couple, l'objectif est de plus en plus le même :

Sélectionner le programme approprié → guider l’opérateur → contrôler l’outil → surveiller le couple et l’angle → valider le résultat → enregistrer l’opération → poursuivre la production.

Au sein du système de guidage de l’opérateur Ansomat, Open Protocol connecte les équipements de serrage compatibles directement au flux de travail d’assemblage.

Associé à la surveillance du couple, au contrôle du couple et de l’angle, au positionnement de l’outil, à la réalité augmentée par projection et à la traçabilité, il crée un processus de serrage en boucle fermée :

Guider → Positionner → Configurer → Serrer → Valider → Enregistrer → Continuer

Au lieu de fonctionner comme des outils d’assemblage autonomes, les outils de serrage connectés deviennent des composants intégrés du processus de production numérique.