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Dans le monde entier, les fabricants se tournent de plus en plus vers l’automatisation à grande vitesse pour relever les défis actuels en matière de productivité. Il est toutefois de plus en plus difficile d’augmenter le rendement tout en préservant la qualité en faisant appel à l’automatisation classique. L’augmentation de la vitesse d’un processus tel que le dosage ou la distribution peut compromettre la précision et la répétabilité, et nécessiter des réglages des plus complexes pour obtenir la qualité souhaitée en fin de ligne. Généralement, seul un petit nombre de techniciens qualifiés et expérimentés sont capables de paramétrer et de superviser de tels processus, ce qui ralentit parfois l’introduction de nouveaux produits et entraîne des arrêts sur les lignes de production.

Allier productivité élevée et dosage de précision

L’expérience de Yamaha Robotics auprès de clients issus de secteurs aussi divers que l’automobile, l’électronique et la médecine, entre autres, est un gage de réussite. La dépose de joints sur les bords de composants métalliques moulés ou en plastique, tels que les couvercles et les boîtiers à assembler, est souvent réalisée à l’aide d’entraînements conventionnels pour coordonner le mouvement linéaire et la dépose du joint.

Pour déposer une ligne continue de joint, le système de contrôle des mouvements doit suivre précisément un trajet prédéterminé le long des bords droits et dans les angles. La vitesse doit généralement être réduite dans les coins pour que le trait soit précis à cet endroit. À l’inverse, il est préférable d’augmenter la vitesse de déplacement le long des bords droits de façon à réduire la durée totale du processus.

Pour garantir qu’un volume constant de joint soit déposé à chaque endroit, le mécanisme de distribution doit être contrôlé de manière à réduire le flux de pâte dans les angles, où la vitesse est faible, et à l’augmenter lorsque le moteur se déplace plus rapidement. Cette régulation est difficile à effectuer et les entreprises sont souvent dépendantes d’un petit nombre d’employés dotés du savoir-faire nécessaire. En cas de mauvaise configuration, des défauts comme un excès de volume de joint dans les angles peuvent se produire, conduisant au final à un plus grand nombre de pièces rejetées en bout de ligne. Autrement, le choix d’une vitesse d’entraînement et de distribution lente et constante peut simplifier le contrôle du processus, mais avec un temps de cycle plus long et un rendement global plus faible.

En général, l’objectif des fabricants est d’allier haute qualité et grande vitesse sans devoir faire appel à des compétences spécialisées, ce qui passe par une solution capable d’ajuster automatiquement la vitesse de distribution des joints en fonction des variations de vitesse du mouvement, afin que le volume de produit souhaité soit appliqué à la vitesse maximale possible pour chaque position.

L’automatisation et les robots

Plusieurs industries adoptent aujourd’hui l’automatisation robotique pour améliorer leur productivité et gagner en flexibilité afin de faire face à l’avenir. Yamaha Robotics a en outre travaillé sur la facilité d’utilisation des contrôleurs de robots de la série RCX et de leurs outils de programmation graphique, afin d’aider les utilisateurs à tirer tous les avantages de cette technologie.

Le contrôleur RCX340 de Yamaha possède des capacités de mouvement améliorées et simplifie la configuration du système de distribution robotique. En particulier, la fonction de commande de la distribution peut être reliée à la servocommande, ce qui permet au RCX340 de contrôler le débit de distribution en fonction de la vitesse de déplacement pour garantir une grande précision, une vitesse élevée et une épaisseur de revêtement régulière. Cette « distribution servocommandée » (Photo 1) est applicable aux robots SCARA et aux robots cartésiens de Yamaha.

En outre, le contrôleur permet de relier facilement plusieurs robots à commander simultanément et est compatible avec un jeu d’instructions étendu, comprenant des instructions de vision dédiées qui simplifient la programmation et contribuent à minimiser le temps de démarrage des équipements. L’environnement de programmation RCX STUDIO 2020 contient des fonctions de débogage qui regroupent de nombreuses tâches, ainsi que des fonctionnalités qui accélèrent la saisie des programmes et la configuration.

Enfin, l’utilisation d’interfaces de communication couramment utilisées dans l’automatisation industrielle permet une intégration facile dans l’environnement existant d’une usine. En plus des ports RS-232C et Ethernet, le RCX340 accepte les bus de terrain courants : CC-Link, EtherNet/IP™, DeviceNet™, PROFIBUS, PROFINET et EtherCAT. Les connexions avec des servoamplificateurs d’usage général ou des systèmes de vision tiers sont également faciles à établir et simplifient l’introduction de la technologie robotique au sein des processus de fabrication existants.

Le dosage haute vitesse en pratique

Récemment, Yamaha Robotics a aidé un client du secteur automobile à accélérer la dépose de précision de joints liquides sur des pièces moulées en aluminium au moyen du contrôleur RCX340 et des robots Yamaha. Ce fabricant n’avait pas réussi à augmenter son rendement en accélérant la vitesse d’entraînement de son automate de distribution existant. Le simple fait d’augmenter la vitesse avait fait perdre le contrôle de la distribution de joints, d’où la formation d’importants amas de liquide aux endroits où la vitesse d’entraînement était plus lente. L’entreprise avait donc été contrainte de faire fonctionner l’équipement à une vitesse constante, allongeant de ce fait le temps de cycle.

Le responsable d’équipe du projet, qui cherchait une solution plus rapide et facile à mettre en place, sans avoir recours à des techniciens qualifiés, s’est tourné vers Yamaha pour savoir si la technologie robotique pourrait constituer une solution pratique. Après avoir vu la démonstration de la distribution servocommandée de Yamaha, il a rapidement installé un système pilote au sein de son usine pour en explorer le potentiel.

« Au-delà de l’augmentation de la vitesse de production, nos analyses ont montré que la qualité du revêtement était également parfaite, » commente-t-il. « Nous avons également interrogé Yamaha sur le processus de distribution que nous avions préalablement mis en place grâce à notre expérience en interne. Leur expertise supplémentaire nous a permis de calculer très rapidement les meilleurs réglages, d’où une réduction drastique de la charge de travail de nos ingénieurs. »

Après avoir atteint la vitesse souhaitée ainsi qu’une qualité stable, l’équipe du projet a procédé aux dernières vérifications puis a introduit ce processus sur la ligne de production. Une fois cette tâche terminée, elle a tout de suite commencé à explorer les possibilités d’utiliser des robots Yamaha pour améliorer d’autres processus au sein de l’usine.

Conclusion

Les fabricants, dans l’automobile comme dans d’autres secteurs, doivent renforcer l’automatisation pour accroître leur productivité en raccourcissant les temps de cycle tout en maintenant la qualité. Les robots peuvent répondre à cette problématique en étant associés aux dernières techniques de contrôle des mouvements ainsi qu’à des outils pratiques d’aide à la programmation et à la configuration. En effet, la facilité d’utilisation est essentielle pour aider les utilisateurs à introduire rapidement les nouveaux processus au sein de leur environnement industriel.

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