Comment augmenter le temps de fonctionnement de vos ateliers de presse

Les systèmes d'outillage et les composants légers de nouvelle génération optimisent la sécurité, la vitesse, le temps de fonctionnement, le coût et la normalisation des processus d'emboutissage, créant ainsi des opérations plus efficaces et plus fiables pour répondre aux exigences de production les plus strictes.

Les plannings de production ne sont non négociables. Le non-respect des délais entraîne une baisse des revenus des ateliers de presse qui comptent sur l’élimination des temps d’arrêt et l’augmentation de leur efficacité grâce à un outillage léger de dernière génération. Les ventouses, les systèmes de préhension d’outils et les aimants sont utilisés pour soulever, placer et bloquer les matériaux estampage. La conception et les capacités de ces outils ont évolué et les ateliers performants utilisent ces composants - y compris systèmes robotisés les plus récents.

Par exemple, un outillage léger en aluminium aéronautique hautement résistant pouvant peser jusqu’à 50 % de moins que des composants en acier traditionnels, contribue à améliorer les performances des ateliers de presse dans quatre domaines essentiels :

  • Vibrations - En raison de leur masse plus faible, les effecteurs terminaux légers en aluminium réduisent la quantité de vibrations qui peuvent se produire lors du ramassage et du dépôt. Moins de vibrations signifient moins de tension sur le système de levage, ce qui équivaut à la précision de positionnement, et réduit la maintenance et les temps d’arrêt.

  • Taille du robot - Des effecteurs terminaux plus légers peuvent être contrôlés par des robots plus petits. À leur tour, les petits robots travaillent plus rapidement et plus efficacement que les robots Pick-and-place à charge élevée.

  • Vitesse - Pour les effecteurs terminaux, la légèreté est synonyme de rapidité. Certains modèles de préhenseurs en aluminium peuvent être jusqu’à 30 % plus rapides que des modèles alternatifs plus lourds. Les composants plus légers sont également plus faciles à changer, ce qui signifie qu’un changement d’outil qui prend une demi-heure peut être effectué en dix minutes ou moins. Cette vitesse, combinée à une précision et à une efficacité améliorées, se traduit par un rendement de production plus élevé et une meilleure efficacité générale de l’équipement. (OEE)

  • Sécurité de l’opérateur – La manipulation d’outils et de composants lourds met votre personnel à rude épreuve. Avec les derniers préhenseurs pesant jusqu’à 50 % de moins que les outillages traditionnels, les opérateurs sont moins susceptibles de souffrir de maux de dos ou d’être blessés.
Round Tooling Application

Les avantages de l’optimisation de vos changeurs d’outil

L’optimisation des changeurs d’outil de votre système peut considérablement améliorer les performances de production. C’est par exemple le cas de la technologie de changement automatique d’outils, qui a évolué ces dernières années en raison de l’amélioration de l’efficacité des robots. Les systèmes de changement automatique d’outils permettent à un robot de retirer et de déposer un préhenseur sur un support d’outil et de le remplacer par un autre, et ce sans intervention de l’opérateur. Cette efficacité aide les usines lors de travaux de déplacement de pièces uniques et permet de réduire vos coûts d’installation.

Les ateliers performants emploient généralement une approche « semi-automatique » simplifiée pour les changements d’outils, qui implique à la fois un robot et un opérateur humain avec un support à deux outils, plutôt que des supports d’outils plus complexes pouvant recevoir plus de dix préhenseurs. Dans ce système à deux outils, le robot dépose un préhenseur et saisit le suivant.

Pendant ce temps, l’opérateur retire les fourches du préhenseur du premier support d’outil et les remplace par un nouvel outillage. L’avantage est que la presse peut fonctionner pendant le changement manuel du préhenseur, ce qui améliore le temps de fonctionnement et réduit l’espace nécessaire à un support à cinq, dix ou quinze outils. La conception légère et modulaire des pièces du préhenseur en aluminium permet également de conserver plus facilement des pièces de rechange en stock, ce qui réduit le temps nécessaire pour changer un outil de deux heures à 15-30 minutes.

Cette combinaison de processus de changement d’outil automatique et manuel est également connue sous le nom d’« outil universel » : le système d’installation de changement d’outil est conçu autour d’une flèche principale solide qui est fixée à un changeur d’outil automatique, lui-même contrôlé par un robot à l’une des extrémités et un changeur d’outil manuel, où les fourches les plus légères du préhenseur sont situées, à l’autre extrémité. En utilisant l’outil universel, les composants plus légers peuvent augmenter la vitesse de production jusqu’à 30 %, améliorer la sécurité, garantir un travail plus ergonomique et être moins sujets à l’usure et à des dommages coûteux.

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L’importance des ventouses

Bien que les ventouses soient les plus petits composants des systèmes de préhenseurs, elles jouent des rôles très importants. Pour optimiser leurs avantages, le fabricant doit connaitre les caractéristiques de l’objet devant être soulevé, déplacé et déposé, ainsi que la manière dont l’objet détermine le type de ventouse à utiliser.

Ces caractéristiques comprennent :

  • Type de matériau  - Les matériaux sont généralement de type poreux ou non poreux. Les matériaux poreux incluent notamment le carton, le bois et le Styrofoam ; ceux-ci nécessitent généralement un débit de vide plus élevé, mais ne requièrent pas une génération de vide de haut niveau pour être soulevés. Les matériaux non poreux (acier, aluminium, plastiques durs, etc.) requièrent un débit de vide plus faible pour être soulevés.
  • Type de surface  - Les surfaces sont de type sec ou huileux. La plupart des objets sont secs, mais certaines catégories de plastiques peuvent présenter des surfaces huileuses. De plus, certaines tôles métalliques sont traitées avec un inhibiteur de corrosion avant le processus d’estampage, laissant ainsi un voile huileux à la surface. La sélection d’une semelle de ventouse adaptée garantit une bonne manipulation.
  • Contour  - Pour déterminer le contour, il faut répondre à cette question : L’objet est-il plat, ou présente-t-il des bords arrondis et des courbes ? Certains objets peuvent présenter trop de courbes ou d’ondulations, par conséquent une ventouse serait inefficace. En outre, les objets ayant trop de trous rapprochés les uns des autres ne sont pas compatibles avec les ventouses.
  • Forme  - Les ventouses présentent traditionnellement deux formes : rondes ou ovales. Les ventouses rondes sont les plus courantes, toutefois, si l’application nécessite le prélèvement d’un objet très fin, une ventouse longue et ovale peut être utile. De nouvelles ventouses en forme de cloche gagnent en popularité, car leur corps peut adhérer à des surfaces convexes ou concaves grâce à un modèle de friction interne affiné pouvant résister à des forces de cisaillement élevées.

Il y a traditionnellement deux choix de forme pour les ventouses :

  • À soufflet - La ventouse à soufflet est conçue en accordéon, ce qui la rend plus flexible et lui permet de ramasser des objets dont la forme n'est pas constante ou qui ne sont pas bien alignés avec la ventouse. Ceci choix est possible grâce à un débit de vide plus élevé qui élimine de grands volumes d’air à l’intérieur.
  • Forme Les ventouses plates nécessitent moins d'air pour créer une prise, mais ne sont pas aussi flexibles que les ventouses à soufflet.
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Mesure de la dureté d’une ventouse

Le « duromètre », l’une des techniques de mesure de la dureté des matériaux, est généralement utilisé pour les polymères, les élastomères et les caoutchoucs. La plupart des fournisseurs de ventouses utilisent l’échelle Shore A pour tester la dureté. Une valeur élevée indique un matériau dur, tandis qu’une valeur faible indique un matériau mou. Les ventouses standard à base de caoutchouc et de polyuréthane actuellement disponibles sur le marché utilisent cette même échelle pour mesurer la dureté :

  • Duromètre à 30 - Un duromètre plus doux qui est idéal pour les panneaux profilés mais qui peut avoir un cycle de vie plus court que les ventouses à duromètre plus dur.

  • Duromètre à 45 Cette dureté est celle d’un caoutchouc moyennement dur qui offrira une étanchéité efficace et s’adaptera à la plupart des formes, ce qui en fait un bon produit tous usages. Ce caoutchouc a généralement une durée de vie plus longue qu'une ventouse au duromètre à 30.

  • 60 duromètre - Le duromètre le plus dur est efficace sur les surfaces plates et huileuses. Sa durée de vie est plus longue que celle d’une ventouse de 45-duromètre.

Certains fournisseurs de ventouses utilisent un code couleur pour leurs produits selon leur duromètre afin d’en faciliter l’identification, la maintenance et le remplacement. Lorsque vous choisissez un duromètre pour votre application, rappelez-vous que les pièces profilées, ou présentant des angles ou des bords tranchants, nécessitent un duromètre plus souple de sorte que les ventouses s’adaptent plus facilement aux contours. Les surfaces planes sont idéales pour un duromètre plus élevé, car une ventouse conçue à partir de ce matériau présentera des propriétés de maintien plus importantes.

Motif de ventouses

À l’instar des pneus de voitures, de nombreuses ventouses disposent de leur propre motif. Ce motif permet de déterminer la puissance de maintien ou de préhension de la ventouse sur la surface du matériau à déplacer. Une méthode fonctionnant pour une application peut ne pas fonctionner pour une autre, surtout si la surface du matériau est sèche ou huileuse. Certaines ventouses combinent leur motif unique à plusieurs duromètres afin d’augmenter la force de préhension.

Type de montage

filetages mâles/femelles Imperial NPT et Metric-G, montage en T carré et déconnexion rapide. De nouveaux supports légers à filetage en plastique arrivent également sur le marché. Les fabricants de ventouses ont mis au point des produits qui répondront aux besoins du type de montage préféré de l’utilisateur final. Avant de choisir un type de montage, il convient de consulter le fabricant afin de déterminer le type de système d’automatisation utilisé, car si la ventouse n’est pas adaptée au support, votre système ne fonctionnera pas.

Pour fournir l’air qui permet aux ventouses de fonctionner, les systèmes venturi sont généralement acceptés. Toutefois, la configuration et le fonctionnement du système à venturi ont changé. une pour générer le vide qui permet de prélever les objets et une seconde pour ajouter de l’air dans la ventouse, permettant ainsi de relâcher la pièce. Le fonctionnement de la deuxième conduite de souffletage peut être peu fiable, ce qui peut entraîner des relâchements mal positionnés et inégaux qui peuvent gêner le robot et perturber le système de changement d’outil.

Une gamme de composants d’outillage

Une grande variété de composants et d’accessoires supplémentaires peut optimiser les performances des ateliers de presse. De nombreux fournisseurs d'équipements d'ateliers de presse ont mis au point des composants de systèmes d'emboutissage qui ont la même apparence et la même conception, ce qui profite aux utilisateurs du monde entier : par exemple, si un travail est spécifié pour une usine de Détroit, le fabricant sait que les mêmes composants et systèmes peuvent être utilisés et entretenus dans une installation similaire en Chine.

D’autres innovations développées au cours des dernières années ont permis aux opérateurs de produire davantage de pièces embouties par heure, tout en réduisant l’usure générale du système, notamment :

  • Pince pour atelier de presse  - Une conception retravaillée a permis de rendre les pinces pour atelier de presse plus légères et compactes, sans toutefois diminuer leur force de serrage. Cela leur permet de fonctionner sans problème avec des composants d’outils légers.

  • Supports pour capteurs de proximité  - Ces supports sont conçus à partir de nylon renforcé par des fibres de verre hautement résistant afin de résister à la sensibilité élevée des capteurs de proximité aluminium, qui sont utilisés dans les lignes robotisées de manutention de matériaux Pick-and-place de plus en plus populaires.

  • Vérins rotatifs  - Ces vérins rotatifs peuvent être utilisés avec des préhenseurs et des pinces pour tôles pour une solution automatisée d’applications de presse tri-axiales. Les vérins rotatifs à profil bas assurent également un positionnement précis. L’utilisation d’aimants pour le prélèvement, le déplacement et le positionnement des pièces et/ou des produits finis doit également être prise en compte.

Le choix des bons aimants

Un dernier domaine à considérer est l’utilisation d’aimants pour le prélèvement, le déplacement et le positionnement des pièces et/ou des produits finis. Idéalement, de puissants aimants à base de métaux rares peuvent être utilisés dans les applications où les ventouses ou les préhenseurs typiques sont inefficaces, par exemple le levage et le déplacement de tôles d’acier lourdes, de plaques, de pièces embouties et même d’assemblages complets dans des systèmes de station à station, de presse à presse et Pick-and-place robotisés.

Contactez-nos experts d’ateliers de presse dès aujourd’hui pour faire part de vos objectifs d’application et spécifications techniques !

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