Cette série d'articles explique chaque étape du processus de moulage, de la transformation d'une pastille en pièce. Cet article se concentre sur l'ouverture du moule, l'éjection de la pièce et l'automatisation associée, que les pièces soient lâchées, aspirées ou extraites du moule. Les capacités robotiques du mouleur, combinées aux outils de préhension, ont un impact direct sur la conception du moule, le temps de cycle et le coût. Nous allons ici examiner l'utilisation d'un robot pour extraire la pièce du moule.

L'un des objectifs de tout projet est de faire communiquer et collaborer toutes les parties prenantes afin d'élaborer le meilleur plan possible. Outre ses nombreux autres avantages, cela garantit l'acquisition du matériel d'automatisation adéquat. Il existe de nombreux types de robots. Deux normes industrielles sont…linéaireetarticuléLes robots linéaires sont généralement moins coûteux, permettent un démoulage plus rapide et sont plus faciles à programmer. Cependant, ils offrent une articulation de la pièce plus limitée et sont moins adaptés aux opérations de post-moulage. Leur déplacement étant linéaire, ils sont souvent confinés à un plan X, Y ou Z et ne permettent pas une liberté de mouvement comparable à celle d'un bras humain. Les robots linéaires peuvent être installés du côté opérateur ou opposé à l'opérateur de la presse, ou encore à son extrémité (montage en L).

Les robots articulés sont multifonctionnels, particulièrement adaptés aux opérations de post-moulage et peuvent être configurés pour des espaces restreints grâce à leur flexibilité comparable à celle d'un bras humain. Ils sont généralement montés au sol, à proximité de la machine, ou sur le plateau fixe de celle-ci. Par exemple, pour les applications de post-moulage telles que l'assemblage ou le conditionnement, les robots articulés permettent un positionnement orbital personnalisé en fonction de la position requise pour l'exécution de l'opération. Cependant, ces robots nécessitent plus d'espace et sont souvent plus difficiles à programmer en raison de ces positions orbitales. Ils sont également généralement plus coûteux et permettent un démoulage plus lent.

EOATUn autre facteur important est le coût. Souvent, les mouleurs choisissent la configuration EOAT la moins chère, ce qui peut engendrer une conception imprécise incapable de respecter les tolérances nécessaires au fonctionnement dans les limites du processus.

mouvements du poignetUn autre aspect à prendre en compte en robotique est la flexibilité. Traditionnellement, les robots linéaires sont équipés d'une rotation pneumatique de 90 degrés de la verticale à l'horizontale, ce qui est suffisant pour la plupart des applications de prélèvement et de placement. Cependant, il est de plus en plus souvent nécessaire d'ajouter des degrés de liberté pour les opérations de post-moulage ou pour démouler la pièce. De nombreuses applications d'automatisation récentes utilisent des pièces dont les détails ne figurent pas dans le plan de découpe, ce qui oblige le robot à extraire la pièce du moule par un léger mouvement de va-et-vient. Ceci requiert un servo-poignet qui ajoute un mouvement d'articulation à deux axes à l'extrémité du bras vertical du robot linéaire.

Le type de poignet associé au robot a un impact direct sur la conception du moule. Par exemple, il influe sur l'ouverture du moule, c'est-à-dire la course linéaire de serrage nécessaire pour ouvrir suffisamment le moule et permettre au robot d'extraire les pièces. Un système à double poignet opposé pour le surmoulage permet de réduire l'ouverture du moule de 25 %, de simplifier la programmation et de diminuer le temps d'ouverture du moule, améliorant ainsi le temps de cycle.

Le choix du poignet dépend notamment du couple de serrage requis, du poids du poignet, du poids de la charge utile (pièces et glissières) et de l'éclairage nécessaire au poignet, à la charge utile et aux mouvements. En résumé, le choix du poignet est principalement dicté par les exigences de l'application, mais des couples de serrage excessifs ou un besoin minimal d'éclairage peuvent parfois s'avérer déterminants. Ces facteurs sont souvent négligés, ce qui peut entraîner une défaillance prématurée des composants ou un dysfonctionnement complet du système d'automatisation.

TolérancesLors de la conception d'une cellule d'automatisation, d'autres facteurs entrent en ligne de compte. Un robot possède une tolérance de positionnement opérationnelle donnée. Cependant, cette tolérance ne garantit généralement pas la précision de positionnement au sein de la cellule, car l'accumulation des tolérances de l'ensemble de la cellule dépasse souvent largement les tolérances contrôlées du plan de la pièce finale. De plus, il faut tenir compte du fait que le robot est monté sur une machine en mouvement. Ainsi, pour une cellule d'automatisation à tolérances serrées, il est préférable d'exclure le robot de l'accumulation des tolérances en le considérant uniquement comme un support de l'outil de serrage, cet outil, le moule et les dispositifs d'automatisation constituant les éléments opérationnels d'un système isolé. Afin de garantir des tolérances plus serrées, des goupilles de positionnement sont souvent utilisées pour assurer un alignement précis des trois éléments de ce système isolé.

VibrationLe principal défi en matière de tolérance de positionnement réside souvent dans le respect des tolérances. Imaginez un robot monté sur le plateau d'une machine, avec une pièce mobile en dessous : il n'est donc pas surprenant que le maintien d'une tolérance de positionnement soit difficile. Les forces exercées par une machine de moulage en fonctionnement suivent une courbe sinusoïdale. Lorsque cette courbe s'interrompt au niveau de l'outil de préparation de la machine (EOAT), elle se transforme en vibrations à haute fréquence.

Explication : le mouvement sinusoïdal de la machine de moulage se transmet à travers des masses métalliques. Une masse plus importante génère des basses fréquences, tandis qu’une masse moindre favorise les hautes fréquences. Lorsque cette courbe sinusoïdale de vibration se propage du plateau fixe au support du robot, puis à la traverse, à la course de poussée, au bras vertical et enfin à l’outil de préhension, la masse diminue de façon exponentielle, ce qui amplifie considérablement les vibrations. La solution consiste à amortir ces vibrations en ajoutant un pied de support dont la masse est proportionnelle à celle du robot. Ce pied permet de transmettre les forces à un patin antivibratoire fixé au sol. Plus le pied est long et massif, plus son déplacement est aisé et moins les vibrations sont importantes.

Ces considérations fondamentales relatives aux robots aideront l'équipe de moulage à assurer un processus de moulage complet et cohérent.