L'automatisation renforcée propulse une robotique plus performante dans le moulage par injection

Lors du NPE 2018, les visiteurs ont observé un passage des machines de moulage isolées vers des cellules automatisées intégrées combinant de multiples fonctions amont et aval. Selon Chris Parrillo, responsable national des ventes chez Yushin America, « Nous voyons plus d'automatisation à côté de la presse — inspection améliorée, emballage, assemblage, sérialisation des produits par marquage à chaud, gravure laser, étiquetage code-barres et RFID. »

Dino Caparco, responsable des opérations d'ingénierie chez Yushin, note : « Les robots de prélèvement sont de plus en plus employés, permettant des vitesses plus élevées et des outillages de bout de bras plus sophistiqués pour des tâches telles que le moulage par insertion, l'étiquetage dans le moule et l'extraction de pièces. »

Par conséquent, la vision machine est devenue de plus en plus intégrale aux systèmes robotiques. Les fournisseurs citent l'accent accru des moulistes sur la qualité, couplé à la baisse des coûts et à la miniaturisation du matériel de vision, comme facteurs moteurs. Des caméras montées sur moules, cadres ou robots vérifient désormais systématiquement les courts tirs, la précision des couleurs, le déganachage, le chargement d'inserts et l'éjection complète des cavités. Les systèmes de vision sont également déployés pour l'inspection à 100 % des pièces, mesurant dimensions, alignement d'étiquettes et défauts de surface, avec jusqu'à 16-18 paramètres évalués par pièce.

Alors que le NPE 2015 mettait en vedette des robots guidés par vision effectuant des tâches ludiques comme le basket-ball ou le mini-golf, l'application réelle réside dans la localisation précise, l'orientation, l'empilage et l'emballage des pièces sur convoyeurs. Jim Healy, VP ventes et marketing chez Sepro America, observe que les solutions de vision actuelles sont largement sur mesure, mais la tendance va vers des systèmes plus plug-and-play.

Healy attribue la domination des robots articulés à six axes au NPE cette année au virage plus large vers l'automatisation cellulaire. Bien que très polyvalents, les robots à bras articulés sont généralement préférés pour les tâches en aval plutôt que pour le démoulage. Comparés aux robots linéaires, ils offrent généralement une vitesse, une portée, une charge utile inférieures et nécessitent des enveloppes de travail gardées plus grandes, augmentant coût et complexité de programmation. Cependant, ils peuvent exceller dans les scénarios à hauteur sous plafond limitée.

Néanmoins, des fournisseurs comme Sepro, Yushin et Wittmann Battenfeld soutiennent que les robots linéaires équipés d'un poignet servo peuvent atteindre cinq à sept degrés de liberté, rivalisant avec les systèmes à bras articulés. Au NPE, des robots linéaires ont été observés fonctionnant seuls, en tandem (passant des pièces entre unités) ou en collaboration avec des robots articulés pour les opérations en aval.

Les tâches de cellule en aval bénéficient également de robots spécialisés qui peuvent être nouveaux pour de nombreux participants. Les robots SCARA — machines compactes à grande vitesse — excellent au prélèvement-placement de petites pièces légères, offrant trois ou quatre axes et jusqu'à 200 prélèvements par minute tout en accédant à des espaces étroits. Une autre catégorie est l'araignée, delta ou robot parallèle, avec trois bras liés à des joints universels à la base. Avec trois à six degrés de liberté, ils peuvent atteindre jusqu'à 300 prélèvements par minute. Ces systèmes rapides peuvent repositionner des pièces multi-cavités immédiatement après le démoulage par un robot linéaire, éliminant le besoin de zone tampon dans le cycle de presse.

Un nouvel entrant, le robot collaboratif — ou cobot — a suscité un intérêt significatif. Les cobots se caractérisent par un coût relativement faible, une programmation intuitive en mode « lead-through » (guidage manuel) et, crucialement, un fonctionnement sûr aux côtés des humains sans besoin de protections rigides dans certains contextes. Généralement construits sur des architectures à bras articulés à six ou sept axes, ils emploient vision intégrée et détection de couple pour détecter les contacts accidentels et arrêter immédiatement le mouvement. Bien qu'idéaux pour les tâches de prélèvement-placement en aval plutôt que pour la conduite de machine, de nombreux fournisseurs proposent désormais des cobots, et les fabricants établis de robots cartésiens les considèrent comme une extension précieuse de leur portefeuille.