L'automatisation dans l'industrie manufacturière continue de croître en demande et peut être appliquée à presque toutes les applications, du traitement à l'assemblage, en passant par l'inspection et l'emballage. Les portiques et les robots industriels à 6 axes sont largement utilisés pour automatiser des applications telles que la palettisation, le tri et le pick & place, pour n'en citer que quelques-unes. Lors de la spécification d'un portique ou d'un robot, il faut tenir compte de la tâche et de la charge utile requises, des pinces qui seront attachées au système, ainsi que de la distance et des vitesses requises.

Pour de nombreuses applications, un système de portique guidé par mouvement linéaire peut accomplir les mêmes tâches qu'un robot industriel tout en engendrant moins de coûts et en offrant une plus grande flexibilité. En effet, lorsqu’il s’agit de déplacer sur une grande distance des produits lourds et de forme peu pratique, un système de portique est sans aucun doute la meilleure solution. Expliquons les avantages des systèmes à portique.

Zone de travail plus grande

L’un des principaux avantages des systèmes à portique est qu’ils ont la capacité de soulever des charges plus élevées sur une plus grande distance. Un portique carré de 3 mètres, par exemple, peut positionner une charge utile de, disons, 100 kg, n'importe où dans cette enveloppe de 3 mètres sur les deux axes. À l’inverse, un robot industriel a une capacité limitée en termes de moment de charge, et lorsque la charge s’éloigne du robot, la charge utile diminue à mesure qu’elle s’éloigne de l’axe central. Par exemple, la charge utile sera réduite d'environ 50 % lorsque la portée horizontale est étendue à seulement 0,5 mètre avec un robot à 6 axes typique. Un robot de taille importante est donc nécessaire pour une petite charge utile se déplaçant sur une plus grande distance. À mesure que l’enveloppe de travail augmente, l’avantage financier du portique augmente.

Soulignant les avantages d'un portique dans une zone de travail plus grande, FUYUMotion propose une gamme de solutions de portiques linéaires pour soulever des palettes. Chaque portique a une charge utile de 100 kg, l'axe X se déplaçant à une vitesse de 1,5 m/s, l'axe Z se déplaçant à 0,5 m/s et l'axe Z offrant une course de 2 mètres. D'une longueur allant de 1 mètre à 3,9 mètres, ces systèmes sont capables de prélever et de placer sur une vaste zone, démontrant l'adéquation des portiques pour travailler dans des zones de travail plus grandes. FUYUMotion propose une gamme de portiques – depuis une charge utile légère, une vitesse élevée jusqu'à une charge utile lourde, il existe une solution pour répondre aux exigences des applications du client.

Charges plus importantes

L'expert en mouvement linéaire FUYUMotion a récemment installé un système de portique linéaire à crémaillère dans sa propre usine pour fournir une usine de trempage de finition chimique multi-stations. Basée sur une charge utile globale de 100 kg avec une vitesse nominale de 0,5 m/s, cette solution offre une longue course sur l'axe X de 2 000 mm. L'application est parfaitement adaptée à un système à portique car elle doit soulever et charger des lames de 2 mètres dans 4 cuves de trempage séparées. Deux têtes sont utilisées pour assurer la stabilité lors des manœuvres sur les longueurs de 2 mètres ; une forme et une taille difficiles qui ne se prêtent pas à un robot. Le guide linéaire robuste avec sa large gamme de roulements et de guides linéaires en aluminium est parfaitement adapté à cette application, et la fourniture de FUYU comprend tous les éléments mécaniques tels que les pieds, les poutres XZ, les glissières, les roulements, la crémaillère et le pignon, les entraînements par courroie et la chaîne de câbles. , adapté aux besoins individuels d'un client.

Adaptabilité et flexibilité

Dans certains cas, la zone de travail doit être augmentée après que le système soit opérationnel pendant un certain temps et l'un des principaux avantages d'un système à portique est que la longueur peut être étendue pour augmenter la flexibilité ou pérenniser les installations existantes. La nécessité d'augmenter la production impose une demande supplémentaire aux systèmes existants et plutôt que d'investir dans des portiques supplémentaires, la préférence est souvent de les étendre si cela est possible. D'autres raisons justifiant le besoin d'une prolongation peuvent être dues à un changement de processus ou d'application.

Avec un système à portique, augmenter la portée horizontale de 2 m à 4 m par exemple, est un processus relativement simple nécessitant l'extension d'un seul axe pour augmenter la longueur de course. Tous les autres éléments du portique restent les mêmes avec une seule poutre affectée, ce qui rend cette solution simple et rentable.

L'un des clients de FUYU Motion avait demandé une course verticale supplémentaire après la construction du système. FUYU a été en mesure de remplacer uniquement la poutre de l'axe Z, ce qui a prolongé la course selon les besoins. Le reste du système est resté inchangé, démontrant la flexibilité de la solution FUYU. Un robot industriel dans la même situation nécessiterait probablement un remplacement complet.

Bien qu'il soit possible d'acheter des robots dotés d'un axe étendu pour permettre une portée plus longue, cela affecte la charge utile du robot, donc étendre un axe n'est pas toujours la meilleure solution. Dans la plupart des cas, pour étendre la portée d'un robot et conserver la même charge utile, le client devra passer à un robot de taille supérieure, ce qui entraînera un coût nettement plus élevé.

Technologie de guidage de positionnement

Pour une efficacité maximale, toute installation de système doit offrir de faibles coûts de maintenance continue. Ceci est particulièrement pertinent pour les applications exigeantes, couvrant de longues distances avec des charges lourdes. Les systèmes capables de fournir un fonctionnement continu, sans avoir besoin d'être régulièrement arrêtés pour un entretien de routine tel que la relubrification, sont très appréciés tant par les concepteurs que par les ingénieurs de production.

Les systèmes de portique de FUYU sont basés sur sa technologie de guidage de positionnement de précision. Le système de guidage linéaire a une action d'essuyage unique qui expulse les débris, ce qui le rend particulièrement performant dans les environnements industriels difficiles dans lesquels les portiques sont souvent utilisés. Le diamètre extérieur du roulement se déplace à une vitesse plus rapide que le diamètre intérieur. La différence de vitesse amène les particules plus proches du centre à se déplacer vers la périphérie et à être expulsées. En raison de la géométrie de l'interface entre le coulisseau et le roulement, les débris sont expulsés vers le diamètre extérieur du roulement dans un mouvement en spirale, loin de la surface de roulement.

 Entretien

Lorsqu'une maintenance est requise, le client veut savoir que le processus est simple et n'empiètera pas trop sur le temps de production. Tous les roulements utilisés dans les chariots à portique sont de type amovible et peuvent être démontés du chariot sans qu'il soit nécessaire de retirer le chariot de l'extrémité de l'axe. Cela signifie que l’ensemble du processus est très rapide et peut être réalisé avec un temps d’arrêt minimal. Dans des conditions lubrifiées, il n’est pas non plus nécessaire de changer le guide. Le changement des roulements et des pignons est relativement simple et peut facilement être effectué par l'équipe de maintenance interne du client. Les solutions intégrées aux robots doivent généralement être réparées par un spécialiste, ce qui entraîne non seulement des coûts supplémentaires, mais également des désagréments supplémentaires.

Intégration

Fabriquer de nouveaux produits sur une chaîne d'assemblage existante est un défi fréquent auquel les clients sont confrontés et va souvent de pair avec le désir d'intégrer un portique automatisé ou un robot dans le système. Un robot étant entièrement programmable, il peut être difficile de l’intégrer dans un système existant. Un système de portique est cependant plus simple et plus rentable à intégrer. De nombreuses solutions de machines existantes sont pilotées via de simples commandes PLC et peuvent s'avérer difficiles et coûteuses à intégrer aux systèmes de contrôle complexes d'un robot à 6 axes. À l’inverse, un système de portique à 3 axes s’associera souvent au contrôleur existant et peut être complètement intégré aux fonctions de la machine existante.

Enveloppe de travail efficace

Comme les portiques sont montés au-dessus, ou parfois sous l'enveloppe de travail, ils offrent l'avantage supplémentaire d'économiser un espace au sol précieux, ce qui se traduit par une enveloppe de travail plus efficace que le robot industriel traditionnel. Lorsque l'espace est limité, cela est particulièrement pertinent, d'autant plus lorsque l'espace pour la protection du robot doit également être pris en compte. Les portiques permettent également un meilleur accès aux postes de travail. Alors que les fabricants s’efforcent de réduire les temps d’arrêt pour maximiser la productivité, la possibilité d’accéder rapidement aux postes de travail constitue un avantage évident.

En résumé, si l'application ne nécessite pas de mouvements complexes nécessitant 6 degrés de liberté, il y a de fortes chances qu'un portique soit avantageux, en particulier lors de la manipulation de charges lourdes sur des zones de travail plus grandes.