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Systèmes de portiques : la solution parfaite pour les charges lourdes et les grandes surfaces de travail

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Maintenance, intégration, enveloppe de travail efficace.

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L'automatisation dans l'industrie manufacturière continue de croître en demande et peut être appliquée à presque toutes les applications, du traitement, de l'assemblage, de l'inspection à l'emballage. Les portiques et les robots industriels à 6 axes sont largement utilisés pour réaliser l'automatisation d'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 convient de prendre en compte la tâche et la charge utile requises, les pinces qui seront fixées au système, ainsi que la distance et les vitesses nécessaires.

Pour de nombreuses applications, un système de portique guidé par mouvement linéaire peut accomplir les mêmes tâches qu'un robot industriel tout en étant moins coûteux et en offrant une plus grande flexibilité. En effet, lorsque la tâche consiste à déplacer des produits lourds et de forme peu commode sur une grande distance, un système de portique est sans aucun doute la meilleure solution. Expliquons les avantages des systèmes à portique.

Une zone de travail plus grande

L'un des principaux avantages des systèmes à portique est qu'ils sont capables de soulever des charges plus élevées sur une plus grande distance. Un portique de 3 mètres de côté, par exemple, peut positionner une charge utile de 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 charge momentanée 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 diminue d'environ 50 % lorsque la portée horizontale est portée à seulement 0,5 mètre avec un robot typique à 6 axes. Un robot de grande taille est donc nécessaire pour une petite charge utile se déplaçant sur une plus grande distance. Plus l'enveloppe de travail est grande, plus l'avantage financier du portique augmente.

Soulignant les avantages d'un portique dans une zone de travail plus grande, FUYUMotion fournit une gamme de solutions de portique linéaire 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 de 1 mètre à 3,9 mètres, ces systèmes effectuent des prélèvements et des placements sur une large zone, démontrant ainsi que les portiques conviennent pour travailler dans des zones de travail plus importantes. FUYUMotion offre une gamme de portiques - d'une charge utile légère, à grande vitesse à une charge utile lourde, il y a une solution pour répondre aux exigences des applications des clients.

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 installation de trempage de finition chimique multi-stations. Basée sur une charge utile globale de 100 kg et une vitesse nominale de 0,5 m/s, cette solution offre une longue course sur l'axe x de 2 000 mm. L'application convient parfaitement à un système de portique car elle doit soulever et charger des glissières de 2 mètres dans 4 cuves de trempage distinctes. Deux têtes sont utilisées pour assurer la stabilité de la manœuvre des longueurs de 2 mètres, une forme et une taille difficiles qui ne se prêtent pas à un robot. Le guide linéaire à usage intensif, avec sa large gamme de roulements et de guides linéaires en aluminium, est parfaitement adapté à cette application. L'étendue de la fourniture de FUYU comprend tous les éléments mécaniques tels que les jambes, les poutres XZ, les glissières, les roulements, les crémaillères et les pignons, les entraînements par courroie et les chaînes de câbles, adaptés aux besoins individuels d'un client.

Adaptabilité et flexibilité

Dans certains cas, la zone de travail doit être agrandie après que le système ait été opérationnel pendant un certain temps et l'un des principaux avantages d'un système de portique est que la longueur peut être étendue pour augmenter la flexibilité ou pour assurer l'avenir des installations existantes. La nécessité d'augmenter la production impose une demande supplémentaire aux systèmes existants et, plutôt que d'investir dans un portique supplémentaire, la préférence va souvent à l'extension, si cela est possible. La nécessité d'une extension peut également être due à un changement de processus ou d'application.

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

L'un des clients de FUYU Motion a demandé une course verticale supplémentaire après la construction du système. FUYU a été en mesure de fournir un remplacement pour la poutre de l'axe Z seulement, qui a étendu la course comme requis. 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 dont les axes sont prolongés pour permettre une plus grande portée, cela affecte la charge utile du robot et l'extension d'un axe n'est pas toujours la meilleure solution. Dans la plupart des cas, pour étendre la portée d'un robot tout en conservant la même charge utile, le client doit passer à un robot de taille supérieure, ce qui entraîne des coûts nettement plus élevés.

Technologie des guides de positionnement

Pour une efficacité maximale, toute installation de système doit offrir de faibles coûts de maintenance. Ceci est particulièrement important pour les applications à haut rendement, couvrant de longues distances avec de lourdes charges. Les systèmes capables de fonctionner en continu, sans devoir être régulièrement arrêtés pour l'entretien de routine, comme la lubrification, sont très appréciés des concepteurs et des 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 unique d'essuyage 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 fait que les particules les plus proches du centre se déplacent vers la périphérie et sont expulsées. En raison de la géométrie de l'interface entre le chariot et le roulement, les débris sont expulsés vers le diamètre extérieur du roulement dans un mouvement en spirale, loin de la surface de roulement.

Maintenance

Lorsqu'une maintenance est nécessaire, le client veut être sûr que le processus est simple et qu'il n'empiète pas trop sur le temps de production. Tous les roulements utilisés dans les chariots de 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 remplacement 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 aussi des désagréments supplémentaires.

Intégration

La fabrication de nouveaux produits sur une chaîne de montage existante est un défi fréquent auquel les clients sont confrontés et qui va souvent de pair avec le désir d'intégrer un portique ou un robot automatisé dans le système. Comme un robot est entièrement programmable, il peut être difficile de l'intégrer dans un système existant. Un système de portique, en revanche, est plus simple et plus rentable à intégrer. De nombreuses solutions de machines existantes sont pilotées par de simples commandes PLC et l'intégration des systèmes de commande complexes d'un robot à 6 axes peut s'avérer difficile et coûteuse. À l'inverse, un système portique à 3 axes sera souvent couplé au contrôleur existant et pourra être complètement intégré aux fonctions de la machine existante.

Enveloppe de travail efficace

Comme les portiques sont montés au-dessus, ou parfois en dessous de l'enveloppe de travail, ils offrent l'avantage supplémentaire d'économiser une surface au sol précieuse, ce qui se traduit par une enveloppe de travail plus efficace que le robot industriel traditionnel. Cet avantage est particulièrement important lorsque l'espace est limité, surtout si l'on tient compte de l'espace nécessaire à la protection du robot. Les portiques permettent également un meilleur accès aux postes de travail. Les fabricants s'efforçant de réduire les temps d'arrêt pour maximiser la productivité, la possibilité d'accéder rapidement aux postes de travail est un avantage évident.

En résumé, si l'application ne requiert pas de mouvement complexe nécessitant les 6 degrés de liberté, il y a de fortes chances qu'un portique soit avantageux, en particulier pour la manipulation de charges lourdes sur des zones de travail plus larges.