Doubler votre production CNC avec un bras robotique

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Publié le 7 mars 2019 | Par WayKen Rapid Manufacturing, Chef de projet WayKen

La production automatisée était une fantaisie il y a moins de 50 ans. Aujourd'hui, elle est aussi courante qu'un distributeur automatique dans un couloir d'aéroport grâce à l'industrie des services de prototypage CNC. Il y a encore quelques années, il fallait embaucher un spécialiste hautement qualifié pour installer un chargeur à bras robotique. Maintenant, beaucoup d'équipements de fabrication CNC ont des options prédéfinies permettant de connecter le bras soi-même. Cependant, le besoin d'automatisation de toute production CNC doit être examiné scrupuleusement car les robots sont essentiellement très chers.

Quand un robot est-il nécessaire ?

On a considéré à l'origine que l'automatisation CNC devait être utilisée pour les travaux monotones, les opérations extrêmement précises que les humains ne peuvent pas faire et les chaînes d'approvisionnement de production dangereuses. Aujourd'hui, les robots sont devenus moins chers et je dirais que la raison la plus importante pour choisir les robots est celle-ci : compte tenu du coût du robot lui-même, il vous apportera plus de profit dans les cinq prochaines années que si vous ne l'aviez pas acheté. En gros, calculez vos coûts et profits. Divisez le prix du robot par cinq et regardez vos plans de production. Si l'automatisation de la fabrication booste votre production CNC pour que vous puissiez accepter assez de nouveaux travaux pour couvrir un cinquième du prix du robot cette année, achetez-le définitivement.

Choisir le bras

Il existe de nombreux bras robotiques pour différents objectifs de production automatisée. Certains chargent ou déchargent les pièces dans et hors de la machine-outil, accélérant ainsi le processus CNC ; d'autres effectuent des opérations de soudage, assemblent des éléments dans une machine, etc. Le robot le plus simple et le plus efficace pour les entreprises CNC (production CNC en petits lots) et les fabricants de prototypes sont les bras robotiques qui chargent et déchargent les pièces.

Les bras diffèrent par la façon dont on les programme. Auparavant, c'était un processus très complexe et chronophage, donc viable seulement si vous aviez des centaines de milliers de pièces ou si vous aviez besoin d'une précision de positionnement ultime. Aujourd'hui, il existe des bras qui peuvent apprendre le cycle. Comment ? Vous mettez simplement le bras en mode apprentissage et le déplacez manuellement de la première action jusqu'à la dernière. Le bras mémorise ce que vous avez fait et imite vos actions. La précision de positionnement n'est pas aussi élevée mais cela prend considérablement moins de temps pour programmer un tel bras.

L'avantage principal d'un bras robotique de chargement

Son principal avantage est que si vous avez un lot de pièces identiques à fabriquer sur une machine-outil, vous pouvez automatiser le processus CNC complètement jusqu'au point où vous apportez une boîte de bruts et rentrez chez vous, revenez demain et vous avez tout le lot fini. Le bras travaillera une deuxième et une troisième équipe pour vous.

Ce qu'il faut pour installer et configurer le bras

Vous avez tout considéré et décidé qu'une usine intelligente bénéficiera à votre entreprise. Peut-être avez-vous même acheté le bras. Et maintenant ? Les deux appareils doivent travailler en unisson. Le facteur principal est qu'ils puissent s'envoyer et recevoir des informations. Puisque le bras travaille quand la machine-outil est en pause et vice versa, ils n'ont pas besoin de beaucoup comprendre les opérations de l'autre. Vous aurez surtout besoin qu'ils reçoivent un signal de démarrage et envoient un signal quand leur partie du cycle est terminée.

Du bras vers la machine-outil

Le bras doit commencer à travailler une fois que la machine-outil a fini d'usiner la pièce et a ouvert la porte. Il doit recevoir ce signal, prendre un brut, le déplacer vers le dispositif de bridage de la machine-outil, le relâcher et reprendre sa position d'attente. Il y a des nuances à l'étape du relâchement. Pour certains procédés comme le tournage, la pièce doit être maintenue en place (ou tenue) pendant le bridage. Le programme sera donc légèrement plus complexe car le bras devra envoyer le signal au tour qu'il est temps de brider et le tour devra signaler au bras que le bridage est terminé.

De la machine-outil vers le bras

Comment connecter le bras à la machine-outil et les faire se comprendre ? Si vous connaissez la mécatronique, vous pouvez connecter n'importe quel bras et n'importe quel type de machine-outil CNC. Il y a différentes façons : configuration via port USB ou connexion directe via un des relais d'équipement. Ensuite, vous pouvez écrire un petit programme de conversion pour que le signal de sortie du bras soit compris par le langage de programmation de la machine-outil. Par exemple, que le bras envoie le signal d'un programme M pour fermer la porte au lieu d'une simple sortie inconnue.

Cependant, si vous n'êtes pas ingénieur mécatronicien, je suggère de regarder quel type d'équipement ou de panneaux de contrôle le bras que vous voulez acheter est compatible. Si votre machine-outil n'est pas dans la liste, je conseille de consulter le fabricant. Ils sauront sûrement et pourront vous aider pour la configuration. Ils peuvent même avoir des manuels qui feront économiser de l'argent sur les techniciens à votre entreprise CNC.

Programmation de la porte de la machine-outil CNC

Une caractéristique importante lors de la configuration de la production automatisée pour l'usinage de précision CNC est la porte de la machine-outil. Elle doit s'ouvrir ou se fermer automatiquement. Si vous n'avez pas cette option sur votre machine-outil, je suggère de commencer par l'acheter. Même avec une porte automatique neuve, il peut y avoir des problèmes. Le principal est que la porte met du temps à s'ouvrir. Il faudra donc configurer un délai pour que le bras attende, sinon il entrera en collision avec la porte qui s'ouvre.

Un autre problème sérieux : quand vous entrez la fonction « ouvrir la porte » dans le programme et quelque chose après, le panneau de contrôle peut penser que la porte est bloquée car elle ne s'ouvre pas immédiatement. Si vous avez ce problème sur votre machine-outil, la solution la plus simple serait de programmer votre bras pour appuyer sur le bouton « ouvrir/fermer la porte » sur le panneau de contrôle lui-même (comme un opérateur humain). Ce n'est pas difficile et vous fera gagner beaucoup de temps et d'efforts à bidouiller le panneau de contrôle et la porte.

Comment WayKen peut vous servir

Nous sommes experts dans la réalisation de services de prototypage rapide et de production en petite série pour soutenir le développement de nouvelles solutions de produits CNC automatisés. Nous possédons une forte capacité de production et d'excellentes chaînes d'approvisionnement pour fournir de l'usinage CNC sur mesure et des moules d'injection rapide dans les délais les plus courts possibles. Si vous êtes intéressé par la façon dont nous pouvons être votre partenaire stratégique, n'hésitez pas à nous contacter.