Des solutions pneumatiques et électriques parfaitement adaptées pour les machines qui inspectent les pièces frittées et autres pièces à usiner.
Implants médicaux, inserts indexables, perceuses, fraises en bout, engrenages - la variété des composants métalliques et céramiques utilisés dans différentes industries est pratiquement infinie. Si de grandes quantités sont nécessaires, nombre de ces composants peuvent être produits par frittage. Souvent, ils sont d'abord pressés à partir d'une poudre dans un processus de frittage, puis chauffés. Certaines pièces finies doivent être contrôlées, étiquetées et emballées. La meilleure façon de procéder est de le faire automatiquement, sans interruption. Pour garantir une assurance qualité efficace, Roboworker a mis au point RoboInspect, une machine destinée à l'inspection complète, au micromètre près, de pièces répondant à des exigences élevées. Cette machine, ainsi que d'autres systèmes de la gamme Roboworker, utilise un large éventail de composants d'automatisation électriques et pneumatiques de SMC.
La production en grande quantité de pièces métalliques et céramiques aux géométries complexes fait souvent appel au processus de frittage. Dans ce processus, la poudre est pressée dans une forme définie et compactée dans sa nouvelle structure avec un traitement thermique approprié - le frittage - et elle est durcie. En fonction de l'application, des revêtements supplémentaires peuvent être appliqués au cours d'autres étapes du processus. Les pièces finies sont utilisées dans une grande variété d'industries, et les consommateurs finaux utilisent également ces composants dans le secteur du bricolage, par exemple. Pour s'assurer que les pièces arrivent sur les étagères en bonne qualité et avec un emballage optimal, elles doivent être mises à l'épreuve lors de l'étape de production finale - seules des pièces parfaitement revêtues et formées peuvent être mises sur le marché. En effet, l'industrie automobile, tout comme l'aérospatiale, les batteries et les technologies médicales, ont toutes des exigences strictes en matière de performance de leurs composants. Pour effectuer une inspection complète et entièrement automatique des pièces, Roboworker a équipé le RoboInspect (RIS) d'une large gamme de fonctionnalités 3D+ pour vérifier la précision dimensionnelle et la qualité d'une pièce. Le système peut également être complété en option par des modules de marquage au laser ou d'emballage des pièces. Un ensemble complet d'automatisation pneumatique et électrique de SMC, comprenant une unité de maintenance, des terminaux de vannes, des entraînements électriques et pneumatiques ainsi que des amplificateurs de pression, des ioniseurs et de nombreux autres composants, garantit que les pièces sont manipulées avec douceur, précision et rapidité lors de l'inspection, de l'étiquetage et de l'emballage.
Depuis plus de 30 ans, Roboworker est connu pour sa grande expertise dans les domaines de l'automatisation et de l'inspection. Grâce à des robots linéaires, des préhenseurs, des capteurs et des technologies de caméra très performants, les experts en génie mécanique basés à Weingarten, près de Ravensburg, créent des systèmes d'automatisation de haute technologie modulables et flexibles pour la fabrication de pièces de précision. Ces systèmes comprennent également des machines d'inspection automatiques optimales pour les pièces frittées et les pièces fabriquées à partir d'une grande variété de matériaux de départ, tels que le carbure, la poudre de fer ou la céramique. Des industries exigeantes telles que le traitement des métaux, l'automobile, les batteries et la technologie médicale utilisent les systèmes hautement efficaces de Roboworker.
Inspection, étiquetage et emballage des pièces frittées
Toute personne qui fritte utilise l'un des plus anciens procédés de fabrication connus. Le principe a probablement été utilisé pour la première fois dans le moulage et la cuisson de la porcelaine. L'idée est simple : il n'est pas pratique de fabriquer un bloc de porcelaine, puis de le découper ou de le ciseler pour lui donner la forme souhaitée. Il était donc plus facile de mouler le matériau de départ à l'état "brut", puis de le fixer à l'aide de la chaleur et de la glaçure. Aujourd'hui, de nombreuses petites pièces métalliques subissent un processus similaire. "L'avantage du frittage est qu'il permet de produire en grandes quantités de petites pièces aux formes difficiles", explique Toralf Schramm, responsable des systèmes d'inspection et d'emballage chez Roboworker. "Un insert indexable fritté, par exemple, n'a généralement besoin que d'un revêtement et le tour est joué. Les matériaux de départ du processus sont des mélanges de différents métaux en poudre, qui forment des unités très résistantes dans le produit fini. Pour ce faire, ils sont d'abord pressés en forme à des pressions de 16 à 400 tonnes, en fonction du matériau et de l'application. Grâce au compactage de la poudre mélangée pendant le processus de pressage, ces moules bruts restent solidaires jusqu'à ce qu'ils soient encore compactés par un traitement thermique pendant le frittage. C'est ce qui confère aux pièces la résistance requise.
Aucune pièce défectueuse ne peut quitter le hall. C'est pourquoi le produit fini est à nouveau testé minutieusement avant d'être emballé. Cela garantit une qualité optimale. Toralf Schramm : "La géométrie des pièces est particulièrement importante. Les applications dans la technologie médicale ou l'industrie automobile ont des tolérances extrêmement faibles, de sorte que chaque produit doit être parfait." Ces tolérances se situent dans des plages qui ne sont plus visibles à l'œil nu. Le RoboInspect vérifie donc la précision dimensionnelle et la qualité de la pièce à l'aide de technologies de haute précision qui fonctionnent dans la plage du micromètre. Cela permet d'identifier de manière fiable les plus petits défauts, tels que l'écaillage local des bords, ainsi que les défauts de forme et de revêtement, et de les retracer à l'aide d'une documentation détaillée.
Les pièces revêtues sont introduites dans le système sur des piles de palettes. Pour minimiser les faux rejets, un ioniseur réduit d'abord toute charge statique présente. Les pièces sont ainsi libérées des poussières qui y adhèrent. Les poussières libérées sont aspirées par un amplificateur d'air de la série ZH de SMC afin d'éviter qu'elles ne se déposent à l'intérieur de la machine ou qu'elles n'obstruent les filtres. Des robots précis placent les pièces individuellement sur un plateau d'inspection, où des caméras performantes et extrêmement sensibles les inspectent de tous les côtés. Différentes caractéristiques sont vérifiées en quelques secondes : Les dommages aux arêtes de coupe à 5 microns près, la précision dimensionnelle à 0,01 millimètre près et les défauts de surface à 0,05 millimètre près, en fonction de la qualité de la surface. Ensuite, les pièces peuvent être étiquetées au laser si nécessaire avant d'être replacées dans les palettes. En outre, elles peuvent être directement emballées dans un module d'emballage, étiquetées et prêtes à être expédiées à l'utilisateur. "Le RoboInspect est une machine révolutionnaire. Elle peut être étendue de manière flexible et fonctionne avec une grande précision dans le processus", souligne Toralf Schramm. "Les pinces et les caméras doivent être en mesure de cartographier très précisément des modèles de mouvement complexes et d'être toujours dans la bonne position.
Paquet d'automatisation adapté à toutes les exigences
Pour garantir une inspection en douceur des pièces frittées, les processus de manipulation exigeants de RoboInspect doivent être fiables et précis. "Les différents besoins en air comprimé des différentes zones de nos machines constituent un autre défi", explique Ralf Trotzki, responsable de la conception des systèmes d'inspection et d'emballage chez Roboworker. "Par exemple, pour libérer des pièces maintenues par une pince magnétique sur une plaque de dépôt, il faut une pression plus élevée que la pression de consigne du système pour obtenir la force de libération requise. Un amplificateur de pression augmente donc la pression pour le cylindre de déblocage, et ce uniquement lorsque c'est nécessaire. Cela permet d'économiser beaucoup d'air comprimé". Tous les composants utilisés doivent également être extrêmement peu encombrants et fiables - les exigences de l'industrie sont très élevées et l'espace disponible dans les halls d'usine est limité. La technologie d'automatisation adaptée à Roboworker provient presque exclusivement de SMC.
Les distributeurs de la série SY de SMC constituent le cœur pneumatique de RoboInspect et fournissent la pression adéquate pour chaque application grâce à leur conception modulaire.
Timo Schlauch, chef d'équipe chez SMC : "Les experts de Roboworker savent qu'ils peuvent compter sur nos solutions. Après tout, ils utilisent les technologies SMC dans leurs machines depuis 24 ans." Le cœur de l'automatisation pneumatique de RoboInspect est le terminal de distributeurs de la série SY. Sa conception modulaire permet de fournir une grande variété d'actionneurs avec différentes pressions requises. En outre, les terminaux de distributeurs sont équipés de modules de bus EtherCat qui les mettent en réseau avec le contrôleur de machine de niveau supérieur et entre eux. "Cela permet d'économiser beaucoup d'efforts de conception et d'installation par rapport à un câblage individuel, et le système complet est moins sensible aux pannes. Il devient également beaucoup plus facile et plus rentable d'assurer la maintenance et l'entretien de l'installation en cours d'exploitation", explique Timo Schlauch. "Dans des installations aussi complexes, les différents processus doivent être coordonnés de manière optimale, y compris dans le système de commande. Les vannes proportionnelles de la série ITV de SMC sont connectées en amont du terminal de distributeurs pour certains processus et contrôlent avec précision la force des pinces pneumatiques afin d'éviter d'endommager les pièces à usiner, par exemple lors du prélèvement et du transfert. La conception compacte du distributeur SY avec sa commande par bus permet un montage décentralisé directement dans les assemblages modulaires de Roboworker et aussi dans le système de contrôle de la qualité.
Une longue expérience et un partenariat de confiance
Toutes les machines d'inspection livrées par Roboworker depuis 2010 fonctionnent encore aujourd'hui, et ce grâce à l'ensemble d'automatisation parfaitement adapté de SMC. "Le partenariat de longue date avec SMC nous permet de toujours trouver et utiliser les bonnes technologies pour nos machines en toute confiance", souligne Toralf Schramm. À l'avenir, les experts en génie mécanique pourront également bénéficier de terminaux de vannes nouvellement développés et encore plus compacts, qui sont intégrés directement dans les bras des robots. Tous les composants ont une durée de vie longue et fiable dans la production mondiale - et si un remplacement est nécessaire, le réseau de service et d'assistance de SMC l'envoie rapidement à n'importe quel endroit.
