Avec des experts, vers un système d’alimentation optimal

Étude de faisabilité de l’alimentation et ses facteurs d’influence

Smartphones, voitures ou ordinateurs : les cycles de vie des produits deviennent de plus en plus courts. Néanmoins, chaque nouveau produit nécessite tout autant un matériel de production associé qui doit être conçu et mis en œuvre d’autant plus rapidement, comme la ligne d’assemblage et sa technique d’alimentation. De nombreuses informations et paramètres doivent être pris en compte afin d’obtenir un résultat optimal dans l’interaction des différents composants permettant un processus fluide. Grâce à ses nombreuses années d’expérience, à une force d’innovation et à des modules standardisés qui garantissent une disponibilité rapide, DEPRAG SCHULZ GMBH à Amberg en Bavière est devenu un acteur mondial sur le marché des technologies d’alimentation. Afin d’expliquer les différents contextes et relations en matière d’alimentation des éléments d’assemblage et leur conception optimale, Thomas Lederer, expert en application des technologies de vissage et d’automatisation chez DEPRAG, a répondu à quelques questions lors d’un entretien.

Question : La fourniture des éléments d’assemblage, par exemple les vis, par un tube d’alimentation, est la variante préférée en termes d’alimentation, car elle offre actuellement la plus grande fiabilité et les temps de cycle les plus courts. La possibilité d’alimentation par tube est déterminée par les experts de DEPRAG lors d’une étude de faisabilité de l’alimentation. En prenant en compte toutes les éventualités, comment se déroule une telle étude ?

Monsieur Lederer : La question centrale est la suivante : une alimentation automatique des vis par tube est-elle possible et si non, une alimentation par tube peut-elle être réalisée en changeant simplement la géométrie des vis ? Une formule d’approximation permet de vérifier la faisabilité d’une alimentation par tube (voir figure 1). Ainsi, la faisabilité de l’alimentation peut être déterminée à l’avance. La formule permet de déterminer le rapport de la longueur de la vis au diamètre de la tête de la vis et à partir de cela, l’angle possible d’inclinaison de l’élément d’assemblage dans le tube d’alimentation est calculé. Si le résultat de l’angle est limite, nos spécialistes entrent en jeu. À l’aide de la feuille de dimension des vis, il est possible de déterminer l’inclinaison réelle de la vis dans le tube d’alimentation correspondant par un test CAO. Si le résultat est négatif, la faisabilité de l’alimentation peut souvent être obtenue grâce à de petites modifications de la géométrie de la vis, telles que la réduction du diamètre de la tête ou l’allongement de la tige de la vis. S’il n’est pas possible de changer les dimensions de la vis, la méthode du Pick-and-Place est recommandée. Avec cette technique d’alimentation, l’élément d’assemblage est amené dans une position clairement définie, prêt à être collecté de manière ciblée par l’outil de vissage par aspiration, par un système de préhension ou par magnétisme. De plus, cette technique d’alimentation par Pick-and-Place permet également de fournir d’autres éléments, comme les joints toriques ou les étiquettes.

Question : Dès que l’élément d’assemblage a été mis à disposition par un tube ou par Pick-and-Place, il doit être positionné au-dessus du point de vissage. Ceci est réalisé à l’aide d’un logement de vis qui peut prendre la forme d’un embout à billes ou à pinces. De quels critères spécifiques dépend le choix de l’embout, et quelles sont les solutions pour les cas particuliers, tels que les points de vissage très profonds ?

Monsieur Lederer : Le critère décisif pour le logement de vis est l’espace disponible sur le composant. L’embout à pinces a besoin d’espace pour ouvrir les mors, l’embout à billes requiert quant à lui un centrage au niveau du point de vissage afin de garantir une position stable pour effectuer le vissage. Le type de logement de vis n’est déterminé qu’après une analyse approfondie afin de déterminer la solution optimale pour bénéficier d’une fiabilité maximale et d’une intervention ergonomique. Par exemple, si une position de fixation est profonde et si la vis doit être guidée à travers un abaissement, il peut arriver que la vis tombe dans l’orifice et n’atteigne pas l’avant-trou. Elle se met alors en travers et bloque tout le processus. Nous utilisons le DEPRAG Feed Module pour résoudre ce problème que nous appelons la « chute libre ». Par le biais d’un logement de vis avec aspiration, d’une course d’approche appropriée et d’un tube d’aspiration guidé, la vis est positionnée dans le point de vissage encastré jusqu’au traitement.

Question : En ce qui concerne la place disponible - des gabarits de vissage sont, si nécessaire, utilisés pour mieux positionner les embouts à billes ou à pinces. Ainsi, tout glissement, par exemple sur des géométries de logement inclinées, est évité et la fiabilité est accrue. Le positionnement répété du gabarit affecte-t-il le temps de cycle des opérations de vissage ?

Monsieur Lederer : Oui. Étant donné que le gabarit de vissage doit être replacé puis retiré chaque fois qu’un composant est changé, des changements des temps de cycle sont bien sûr à prévoir. Cependant, une perte de temps n’a lieu que dans certaines situations car chaque trou dans le gabarit comporte des chanfreins de guidage coniques qui facilitent le positionnement de la douille à billes. Plus il y a de points de vissage, plus la perte de temps par le positionnement et le retrait du gabarit peut être compensée, et plus la durée totale du cycle peut même être raccourcie. L’utilisation de gabarits de vissage est analysée à l’avance en tenant compte de tous les aspects pertinents, et n’est mise en œuvre que si elle a un effet positif dans le cas précis. Sinon, l’utilisation est limitée aux cas dans lesquels l’utilisation d’un gabarit est inévitable. Ceci concerne, par exemple, les composants sensibles issus de la production électronique, tels que ceux utilisés dans les smartphones ou les automobiles, afin d’éviter les dommages lors du positionnement de la visseuse par l’opérateur.

Question : Pour l’utilisation d’une alimentation multiple, il existe diverses conceptions de système - par exemple les systèmes de distribution, un dispositif jumeau à double mouvement ou une combinaison des deux. Quels sont les avantages offerts par les deux variantes et de quoi dépend la décision ?

Monsieur Lederer : La conception des systèmes d’alimentation dépend du nombre de systèmes de vissage à fournir et du taux de production. Les distributeurs simples peuvent effectuer une séparation mais n’ont aucun effet sur la séquence de l’alimentation. Autrement dit, seuls les postes de vissage ayant le même besoin de vis par temps peuvent être fournis ainsi. Les bols vibrants à double mouvement, également appelé dispositif double, peuvent opérer deux positions de vis complètement indépendamment l’une de l’autre et couvrir ainsi différentes demandes. Le bol vibrant easy feed de DEPRAG est disponible en dispositif jumeau. Il offre également d’autres avantages pour l’utilisateur : easy feed permet des économies d’énergie de 80 %. De plus, easy feed est compatible avec l’industrie 4.0. Avec les composants DEPRAG standardisés et modulaires, les deux concepts d’alimentation multiple peuvent être combinés. C’est pourquoi nous pouvons répondre à un large éventail d’exigences individuelles des clients. Nos experts calculent la conception idéale pour l’utilisation souhaitée en ce qui concerne le nombre de vis, les exigences en termes de temps de cycle, les besoins relatifs au dispositif et les facteurs économiques. Bien que le nombre de sorties puisse être étendu arbitrairement, cela n’a de sens en termes d’utilisation que dans une certaine mesure.

Question : La qualité des vis à fournir est un sujet pertinent en termes de disponibilité de l’installation. Selon l’utilisation, les niveaux de pureté nécessaires peuvent être supérieurs ou inférieurs. Comment les experts de DEPRAG déterminent-ils la valeur de qualité recommandée afin de garantir une installation la plus économique et la plus fiable possible ?

Monsieur Lederer : La qualité des vis selon la norme DIN s’élevant à 3 %, il peut y avoir 3 pièces défectueuses sur 100 vis. Ceci n’est souvent pas suffisant en termes de disponibilité de la technique d’alimentation. Il n’y a pas de valeur universelle pour toutes les utilisations. Des niveaux de qualité plus élevés ont un effet positif direct sur la disponibilité de l’installation. Tout d’abord, le degré de pureté optimal doit être calculé en tenant compte des exigences de disponibilité de l’installation selon la norme VDI 3423. Ce degré est déterminé par nos experts en technique d’alimentation en tenant compte des risques de défaut, afin d’obtenir un résultat global optimisé d’un point de vue technique, et économique et fiable pour nos clients.