Les Portiques : la solution idéale pour les charges élevées et les grands volumes de travail

Un atout majeur des portiques est leur aptitude à soulever des charges plus élevées sur une distance plus importante. Par exemple, un portique de 3 mètres carrés est capable de positionner une charge utile de 400kg environ n’importe où à l’intérieur d’un périmètre de travail de 3 mètres sur les deux axes. Dans un même temps, un robot industriel a une capacité limitée en termes de moment d’inertie, et lorsque l’objet à manipuler est éloigné du robot, la charge utile diminue d’autant plus qu’elle s’éloigne de l’axe central. A titre d’exemple, en utilisant un robot traditionnel à 6 axes, la charge utile diminuera d’environ 50% lorsque la portée horizontale sera étendue d’à peine 0.7 mètres. Par conséquent un robot plus substantiel est nécessaire pour manipuler une charge utile faible sur une plus grande distance. Alors que le volume de travail croît, le bénéfice en terme de coût d’un portique augmente.

Mettant en valeur les avantages d’un portique dans une zone de travail plus vaste, HepcoMotion collabore depuis plus de 18 ans avec Avanti Conveyors, une société proposant des systèmes de manipulation sur mesure à ses clients, en lui fournissant une gamme de solutions de portiques HDS2 pour le levage des palettes. Chaque portique offre une charge utile de 120kg, l’axe X se déplace à une vitesse de 2m/s, l’axe Z à 1.8m/s et permet une course de 2 mètres. D’une longueur allant de 12 jusqu’à 30 mètres, ces systèmes sont capables de sélectionner et placer sur un vaste périmètre, ce qui démontre la pertinence des portiques lorsque des surfaces de travail plus vastes sont concernées. Hepcomotion propose une gamme de portiques – que cela soit pour une charge utile légère, une cadence élevée ou une charge utile lourde, il y a toujours une solution capable de satisfaire les exigences des applications de nos clients.

Le spécialiste du mouvement linéaire HepcoMotion a installé récemment un portique XZ entraîné par crémaillère dans sa propre usine afin de réaliser une installation de traitement de surface à stations multiples.  Etablie pour une charge utile globale de 700kg avec une vitesse nominale de 0.5m/s, cette solution permet une course de 14.000mm sur l’axe X. L’application convient parfaitement à un portique car des rails de 4 mètres de long doivent être soulevées puis transportées dans 7 cuves d’immersion distinctes. Deux têtes sont utilisées pour assurer la stabilité des rails durant la manœuvre; une forme ambitieuse et une taille qui se prête guère à un robot. Le guidage linéaire forte capacité HDS2 d’Hepco avec sa large gamme de galets en V et de guidages linéaires convient parfaitement à cette application, et l’éventail de produits fournis par Hepco comprend tous les éléments mécaniques tels que les pieds support, les poutres XZ, les rails, les galets, crémaillère et pignon, les courroies d’entraînement et les chaînes de câble, le tout adapté aux besoins particuliers de nos clients.

Dans certaines circonstances, le périmètre de travail d’une installation existante doit être élargi, l’un des atouts majeurs d’un portique est que la longueur peut être étendue afin d’accroître la flexibilité ou pérenniser les installations existantes. La nécessité d’augmenter la production ajoute des exigences supplémentaires sur les systèmes déjà en place et plutôt que d’investir dans un portique additionnel, il est souvent préférable d’allonger l’existant lorsque cela est possible.  D’autres raisons pour avoir recours à une extension peuvent être inhérentes au process ou bien à un changement d’application.

Avec un système à portique, augmenter la surface de travail de 2 à 4 mètres par exemple, peut être simplement réalisé par l’extension d’un axe unique afin d’en accroître sa course. Tous les autres éléments du portique restent inchangés mis à part une seule poutre, ce qui rend la solution simple et rentable.

HepcoMotion a récemment reçu une demande dans ce sens de l’un de ses clients, IAC Engineering, une importante entreprise d’automatisation et d’intégration électrique basée dans le sud du Pays de Galles. IAC Engineering travaillait sur un projet pour lequel leur client avait demandé une course verticale supplémentaire une fois le système déjà construit. Hepco fut en mesure fournir un axe Z alternatif, permettant d’en prolonger la course comme requis. Le reste du système n’a pas été modifié, ce qui démontre bien la souplesse de la solution Hepco. Dans la même situation, un robot industriel aurait sans doute nécessité un remplacement complet.

Bien qu’il soit possible d’acheter des robots qui possèdent des axes extensibles permettant une portée plus longue, cela a une incidence sur la charge utile du robot. Prolonger le bras d’un robot n’est pas toujours la meilleure solution. Dans la plupart des cas, pour étendre la portée d’un robot et conserver la même charge utile, le client devra considérer l’acquisition d’un robot de taille supérieure, ce qui entraînera un coût nettement plus élevé.

Pour une efficacité maximale, un équipement doit offrir de faibles coûts d’entretien courants. Ceci est particulièrement pertinent pour les applications à haut rendement, couvrant de grandes distances avec des charges lourdes. Des systèmes capables d’assurer un fonctionnement continu, sans qu’il soit nécessaire de les interrompre régulièrement pour des tâches routinières de maintenance telles que la lubrification, sont extrêmement appréciés aussi bien par les concepteurs que par les ingénieurs de production.

Les portiques Hepco reposent sur la technologie de guidage en V de précision.  Le système de guidage en V d’Hepco possède une action auto-nettoyante unique qui expulse les débris des pistes de roulement, ce qui le rend très efficace dans les environnements industriels hostiles dans lesquels les portiques sont fréquemment associés. La vitesse tangentielle au diamètre externe du galet étant supérieure à celle du diamètre interne, le différentiel de vitesse entraîne les particules plus proches du centre à s’exiler en périphérie, avant d’être évacuées. En raison de la géométrie du contact rail/galet, les débris sont éjectés vers l’extérieur du galet dans un mouvement spiralé, loin de la surface de roulement.

En ce qui concerne l’entretien, le client souhaite savoir si la procédure est simple et si cela ne va pas trop empiéter sur le temps de production. Tous les galets utilisés dans les chariots de portique HDS2 d’Hepco sont démontables et peuvent être désassemblés du chariot sans avoir à retirer celui-ci de son rail par l’extrémité. Il s’ensuit que l’ensemble de la procédure est très rapide et peut être réalisé avec un temps d’arrêt machine minimum. En conditions lubrifiées, il n’est pas non plus nécessaire de changer le guidage. Remplacer les galets et les pignons est une opération relativement simple qui peut être facilement conduite par l’équipe de maintenance du client. La maintenance d’un robot industriel 6 axes exige généralement la venue d’un spécialiste – ce qui non seulement induit des coûts supplémentaires mais aussi des inconvénients.

La fabrication de nouveaux produits sur une chaîne de montage déjà existante est un défi fréquent auquel les clients sont confrontés et cela va souvent de pair avec la volonté d’intégrer à l’installation courante un portique automatisé ou un robot. Vu qu’un robot est entièrement programmable, son intégration dans un système existant peut s’avérer difficile. Par contre un portique apporte une solution plus facile et plus économique. Le contrôle de nombreuses machines déjà en place est assuré via des automates programmables classiques, mais intégrer le système de commande plutôt complexe d’un robot à 6 axes peut s’avérer couteux et être un véritable casse-tête. Inversement un portique 3 axes sera souvent couplé avec un automate existant et pourra être complètement intégré aux fonctions machine déjà existantes.

Comme les portiques sont assemblés en hauteur, ou parfois en dessous du volume de travail, ils offrent l’avantage supplémentaire d’économiser un espace précieux, ce qui offre un volume de travail plus optimisé que le robot industriel traditionnel. Cet aspect est particulièrement pertinent quand la gestion de l’espace est primordiale, plus spécialement lorsque l’espace occupé par le périmètre de protection de l’ilot robotisé doit également être pris en compte.  Les portiques permettent aussi un meilleur accès aux postes de travail. En ligne avec la volonté majeure des industriels de réduire les temps d’arrêt machine afin de maximiser la productivité, la capacité d’accéder rapidement aux postes de travail constitue un avantage indéniable.

Pour résumer, tant que l’application n’exige pas de mouvement complexe nécessitant les 6 degrés de liberté, il est fort probable qu’un portique soit avantageux, à plus fortes raisons si le projet requiert la manipulation de charges élevées dans des volumes de travail plus vastes.