Avec expertise vers le système d'alimentation optimal

Smartphones, voitures ou ordinateurs : les cycles de vie des produits deviennent de plus en plus courts. Pourtant, chaque nouveau produit nécessite également l’équipement de production correspondant, qui doit également être planifié et réalisé de plus en plus rapidement, comme par exemple l’installation de montage avec la technique d’alimentation. De nombreuses informations et paramètres doivent être pris en compte pour obtenir un résultat optimal dans l’interaction des différentes composantes afin d’assurer un déroulement fluide du processus. L’expérience de longue date, la capacité d’innovation et des modules standardisés pour une disponibilité rapide qualifient la société ambertoise DEPRAG SCHULZ GMBH en tant qu’acteur mondial sur le marché de la technique d’alimentation. Afin d’expliquer les différents contextes et liens de l’alimentation des éléments de connexion et leur conception optimale, Thomas Lederer, expert en application pour la technique de vissage et l’automatisation chez DEPRAG, a répondu à plusieurs questions lors d’une interview.

Question : La mise à disposition d’éléments de connexion, tels que des vis, via un tube d’alimentation est la variante privilégiée de l’alimentation, car elle permet actuellement la plus grande sécurité de processus et les cycles les plus courts. La possibilité d’une alimentation par tube est évaluée par les experts de DEPRAG dans une analyse de faisabilité d’alimentation. Comment cette analyse est-elle réalisée en tenant compte de toutes les éventualités ?

Lederer : La question centrale est : une alimentation automatique des vis via un tube est-elle possible et, si ce n’est pas le cas, une alimentation par tube peut-elle néanmoins être réalisée par une simple modification de la géométrie de la vis ? Une formule d’approximation (voir figure 1) permet de vérifier la faisabilité de l’alimentation par tube. Sur la base de cette formule, la faisabilité peut être déterminée à l’avance. La formule calcule le rapport entre la longueur de la vis et le diamètre de la tête de vis, puis en déduit l’angle possible d’inclinaison de l’élément de connexion dans le tube d’alimentation. Si le résultat de l’angle est limite, nos spécialistes interviennent. Grâce à une planche d’échantillons de vis, il est possible de vérifier la véritable inclinaison de la vis dans le tube d’alimentation approprié à l’aide d’une vérification par CAO. En cas de résultat négatif, de petites modifications de la géométrie de la vis, telles que la réduction du diamètre de la tête ou l’allongement du corps de la vis, peuvent souvent permettre une faisabilité de l’alimentation. Si une modification des dimensions de la vis n’est pas possible, la méthode pick-and-place constitue une alternative. Avec cette technique d’alimentation, l’élément de connexion est placé dans une position clairement définie et est ainsi prêt à être récupéré par l’outil de vissage à l’aide de vide, d’un système de préhension ou de magnétisme. De plus, cette technique d’alimentation via pick-and-place permet également la mise à disposition d’autres pièces, telles que des joints toriques ou des étiquettes.

Question : Après que l’élément de connexion a été alimenté par tube ou par pick-and-place, il doit être positionné au-dessus du point de vissage. Cela se fait à l’aide d’un porte-vis, qui peut être conçu sous forme de capsule sphérique ou de pince à bec. De quels critères spécifiques dépend le choix de la pince et quelles solutions existent pour des cas extrêmes, comme par exemple des points de vissage très profonds ?

Lederer : Les critères déterminants pour le porte-vis sont les conditions d’espace disponibles sur la pièce. La pince à bec nécessite de l’espace pour ouvrir les mâchoires, tandis que la capsule sphérique offre une possibilité de centrage dans la zone du point de vissage, afin d’assurer une position stable pour le vissage. Le type de porte-vis n’est défini qu’après une analyse approfondie, afin de déterminer la solution optimale pour une sécurité de processus maximale et un travail ergonomique. Par exemple, si le point de vissage est très profond et que la vis doit être guidée par une dépression, il peut arriver que la vis tombe dans le trou et ne touche pas le trou de passage. Elle se met alors de travers, ce qui bloque l’ensemble du processus. Pour contrer ce problème, que nous appelons « chute libre », nous utilisons le module d’alimentation DEPRAG. Grâce à une fixation par vide, une course d’alimentation adaptée et un tube à vide guidé, la vis est amenée jusqu’au point de vissage en profondeur.

Question : Mot-clé conditions d’espace – si nécessaire, des gabarits de vissage sont utilisés pour améliorer le positionnement des pinces à bec ou des capsules sphériques. Cela permet notamment d’éviter le glissement sur des géométries de boîtier inclinées et d’augmenter la sécurité du processus. Le repositionnement répété du gabarit a-t-il un impact sur le temps de cycle des opérations de vissage ?

Lederer : Oui, puisque le gabarit de vissage doit être repositionné à chaque changement de pièce, il faut s’attendre à une modification du temps de cycle. Cependant, cette perte de temps n’est pas systématique, car chaque trou dans le gabarit possède des guides coniques qui facilitent le positionnement de la capsule sphérique. Avec un nombre croissant de points de vissage, le temps perdu lors du positionnement et du retrait du gabarit peut être compensé, voire le cycle global raccourci. L’utilisation de gabarits de vissage est analysée précisément en amont, en tenant compte de tous les aspects pertinents, et n’est mise en œuvre que si elle a un effet positif sur l’application. Sinon, son utilisation se limite aux cas où l’emploi d’un gabarit est incontournable. Cela concerne notamment des pièces sensibles issues de la production électronique, comme celles utilisées dans les smartphones ou les voitures, afin d’éviter d’éventuels dommages lors du positionnement du tournevis par l’opérateur.

Question : Pour la mise en place d’une alimentation multiple, différentes configurations du système existent – par exemple à l’aide de systèmes de distribution, d’un double dispositif avec double bobine ou d’une combinaison des deux. Quels avantages offrent ces deux variantes pour le client et de quoi dépend la décision ?

Lederer : La conception des systèmes d’alimentation dépend du nombre de systèmes de vissage à alimenter ainsi que du rythme de production. Les distributeurs simples ne peuvent que distribuer, sans influencer la séquence d’alimentation. En termes simples, ils ne peuvent alimenter que des points de vissage ayant le même besoin en vis par unité de temps. Les alimentateurs à spirale vibrante à double bobine, aussi appelés dispositifs jumelés, peuvent gérer deux points de vissage de manière totalement indépendante, couvrant ainsi des besoins différents. L’alimentateur à spirale vibrante eacy feed de DEPRAG est disponible en version jumelée. Il offre en outre d’autres avantages pour l’utilisateur : avec le eacy feed, des économies d’énergie de 80 % sont possibles. De plus, le eacy feed est compatible Industrie 4.0. Grâce aux composants modulaires standardisés DEPRAG, les deux concepts d’alimentation multiple peuvent également être combinés, ce qui permet de répondre à une grande variété de demandes clients. Nos experts calculent pour chaque application la conception idéale en fonction du nombre de vis, des exigences en termes de cycle, des besoins en équipement et des facteurs économiques. Le nombre de sorties peut être étendu à volonté, mais cela n’a de sens que jusqu’à un certain point dans l’application.

Question : La qualité des vis à alimenter est un sujet important pour la disponibilité de l’installation. Selon l’application, les degrés de pureté nécessaires peuvent être plus ou moins élevés. Comment les experts de DEPRAG déterminent-ils la valeur de qualité recommandée pour garantir une installation aussi économique que sûre en termes de processus ?

Lederer : La qualité des vis selon la norme DIN est de 3 %, ce qui signifie qu’il peut y avoir 3 pièces défectueuses parmi 100 vis. Cela n’est souvent pas suffisant pour garantir la disponibilité de la technique d’alimentation. Il n’existe pas de valeur universelle applicable à toutes les applications. Des niveaux de qualité plus élevés ont un impact direct positif sur la disponibilité de l’installation. Tout d’abord, le degré de pureté optimal doit être calculé en tenant compte des exigences en matière de disponibilité selon VDI 3423. Nos experts en technique d’alimentation le déterminent en analysant les risques de panne, afin d’obtenir un résultat global optimisé d’un point de vue technique et économique, tout en assurant la sécurité du processus.