L'automatisation dans l'industrie manufacturière connaît une demande croissante et trouve des applications dans presque tous les domaines, du traitement à l'assemblage, en passant par le contrôle qualité et le conditionnement. Les portiques et les robots industriels à 6 axes sont largement utilisés pour automatiser des opérations telles que la palettisation, le tri et le prélèvement et le placement, pour n'en citer que quelques-unes. Lors du choix d'un portique ou d'un robot, il est essentiel de prendre en compte la tâche et la charge utile requises, les préhenseurs qui seront utilisés, ainsi que les distances et les vitesses nécessaires.

Pour de nombreuses applications, un système portique à guidage linéaire peut accomplir les mêmes tâches qu'un robot industriel, à moindre coût et avec une plus grande flexibilité. En effet, lorsqu'il s'agit de déplacer des produits lourds et de formes complexes sur de longues distances, un système portique représente sans aucun doute la meilleure solution. Examinons les avantages des systèmes portiques.

Espace de travail plus grand

L'un des principaux avantages des portiques réside dans leur capacité à soulever des charges plus importantes sur de plus grandes distances. Un portique de 3 mètres carrés, par exemple, peut positionner une charge utile de 100 kg n'importe où dans son espacement de 3 mètres, sur les deux axes. À l'inverse, un robot industriel possède une capacité de charge limitée en termes de moment de flexion. 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 est réduite d'environ 50 % lorsque la portée horizontale est limitée à 0,5 mètre avec un robot 6 axes classique. Un robot de grande taille est donc nécessaire pour déplacer une petite charge utile sur une grande distance. Plus l'espace de travail est grand, plus l'avantage économique du portique s'accroît.

Mettant en avant les avantages d'un portique dans une zone de travail étendue, FUYUMotion propose une gamme de solutions de portiques linéaires pour la manutention de palettes. Chaque portique supporte une charge utile de 100 kg. L'axe X se déplace à 1,5 m/s, l'axe Z à 0,5 m/s et la course de l'axe Z atteint 2 mètres. D'une longueur allant de 1 à 3,9 mètres, ces systèmes permettent des opérations de prélèvement et de placement sur une vaste zone, démontrant ainsi l'adéquation des portiques aux grands espaces de travail. FUYUMotion offre une gamme complète de portiques, adaptés à toutes les applications, des charges légères aux charges lourdes, pour répondre aux exigences spécifiques de chaque client.

Charges plus importantes

FUYUMotion, expert en mouvements linéaires, a récemment installé un système de portique linéaire à crémaillère dans son usine afin de mettre en place une ligne de trempage pour le traitement chimique multi-stations. Avec une charge utile totale de 100 kg et une vitesse nominale de 0,5 m/s, cette solution offre une course de 2 000 mm sur l'axe X. L'application est parfaitement adaptée à un système de portique, car elle nécessite le levage et le chargement de glissières de 2 mètres dans quatre cuves de trempage distinctes. Deux têtes sont utilisées pour assurer la stabilité lors des manœuvres de ces glissières de 2 mètres ; une forme et des dimensions complexes qui ne se prêtent pas à l'utilisation d'un robot. Le guidage linéaire robuste, avec sa large gamme de roulements et de guides linéaires en aluminium, est parfaitement adapté à cette application. L'offre de FUYU comprend tous les éléments mécaniques tels que les pieds, les poutres XZ, les glissières, les roulements, les systèmes pignon-crémaillère, les transmissions par courroie et les chaînes porte-câbles, le tout étant adapté aux besoins spécifiques du client.

Adaptabilité et flexibilité

Dans certains cas, la zone de travail doit être agrandie après une période de fonctionnement du système. L'un des principaux avantages d'un système à portique réside dans la possibilité d'étendre sa longueur, ce qui permet d'accroître la flexibilité ou de pérenniser les installations existantes. L'augmentation de la production exerce une pression supplémentaire sur les systèmes existants et, plutôt que d'investir dans un portique supplémentaire, on privilégie souvent l'extension, lorsque cela est possible. D'autres raisons peuvent justifier une extension, comme une évolution du procédé ou de l'application.

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

Un client de FUYU Motion avait demandé une course verticale supplémentaire après la construction du système. FUYU a pu fournir une pièce de rechange pour la seule poutre de l'axe Z, ce qui a permis d'augmenter la course comme prévu. Le reste du système est resté inchangé, illustrant ainsi la flexibilité de la solution FUYU. Un robot industriel dans la même situation aurait probablement nécessité un remplacement complet.

Bien qu'il soit possible d'acquérir des robots dotés d'axes étendus pour une portée accrue, cela réduit leur capacité de charge utile. Par conséquent, l'extension d'un axe n'est pas toujours la solution optimale. Dans la plupart des cas, pour augmenter la portée d'un robot tout en conservant la même capacité de charge utile, le client doit opter pour un robot de taille supérieure, ce qui engendre des coûts nettement plus élevés.

Technologie de guidage de positionnement

Pour une efficacité optimale, toute installation doit engendrer de faibles coûts de maintenance. Ceci est particulièrement important pour les applications exigeantes, nécessitant le transport de charges importantes sur de longues distances. Les systèmes capables de fonctionner en continu, sans interruption régulière pour des opérations de maintenance courante telles que la lubrification, sont très appréciés des concepteurs et des ingénieurs de production.

Les systèmes de portiques FUYU reposent sur une technologie de guidage de positionnement de précision. Le système de guidage linéaire bénéficie d'un mécanisme d'essuyage unique qui expulse les débris, lui conférant des performances optimales dans les environnements industriels difficiles où les portiques sont souvent utilisés. Le diamètre extérieur du palier se déplace plus rapidement que le diamètre intérieur. Cette différence de vitesse entraîne le déplacement des particules proches du centre vers la périphérie, où elles sont expulsées. Grâce à la géométrie de l'interface entre le patin et le palier, les débris sont expulsés vers le diamètre extérieur du palier selon un mouvement spiralé, s'éloignant ainsi de la surface de roulement.

 Entretien

Lorsqu'une maintenance est nécessaire, le client souhaite une procédure simple et peu impactante pour la production. Tous les roulements des chariots de portique sont amovibles et peuvent être démontés sans avoir à retirer le chariot de l'axe. L'opération est ainsi très rapide et le temps d'arrêt minimal. En conditions lubrifiées, le remplacement du guide n'est pas nécessaire. Le changement des roulements et des pignons est relativement simple et peut être facilement effectué par l'équipe de maintenance interne du client. Les solutions robotisées intégrées nécessitent généralement l'intervention d'un spécialiste, ce qui engendre des coûts et des désagréments supplémentaires.

Intégration

La fabrication de nouveaux produits sur une ligne d'assemblage existante représente un défi fréquent pour les clients et s'accompagne souvent du souhait d'intégrer un portique automatisé ou un robot au système. Un robot étant entièrement programmable, son intégration à un système existant peut s'avérer complexe. En revanche, un portique est plus simple et plus économique à intégrer. De nombreuses solutions de machines existantes sont pilotées par des automates programmables simples, et l'intégration des systèmes de commande complexes d'un robot à 6 axes peut s'avérer difficile et coûteuse. À l'inverse, un portique à 3 axes est généralement compatible avec le contrôleur existant et peut être parfaitement intégré aux fonctions de la machine existante.

Enveloppe de travail efficace

Les portiques, installés au-dessus ou parfois en dessous de la zone de travail, offrent l'avantage de gagner un espace au sol précieux, optimisant ainsi l'espace de travail par rapport aux robots industriels traditionnels. Cet avantage est particulièrement pertinent lorsque l'espace est limité, notamment lorsqu'il faut également tenir compte de l'espace nécessaire à la protection du robot. Les portiques facilitent également l'accès aux postes de travail. Dans un contexte où les fabricants cherchent à réduire les temps d'arrêt pour maximiser la productivité, la possibilité d'accéder rapidement aux postes de travail constitue un atout indéniable.

En résumé, si l'application ne nécessite pas de mouvements complexes qui exigeraient 6 degrés de liberté, il y a de fortes chances qu'un portique soit avantageux, notamment pour la manutention de charges lourdes sur de grandes zones de travail.