Calculer la vitesse des convoyeurs : guide pratique pour l'efficacité de production

La vitesse d'un système de convoyeur dépend fortement de l'application du convoyeur. Certains convoyeurs se déplacent à la vitesse moyenne d'une personne qui marche, tandis que d'autres applications nécessitent une vitesse beaucoup plus rapide ; par exemple, une ligne de mise en bouteille à haute vitesse.

Généralement, deux types de convoyeurs à bande ou à chaîne sont utilisés en production : la production à mouvement continu et les convoyeurs navette. Les deux styles sont soumis à la vitesse de la machine pour déterminer la vitesse du convoyeur ainsi que d'autres facteurs. Il existe également des systèmes de convoyeurs sur rail qui peuvent être utilisés comme système de convoyeur continu ou navette. Un système de convoyeur sur rail aurait les mêmes défis que les convoyeurs à bande ou à chaîne typiques.

Avant de plonger dans le calcul de la vitesse d'un convoyeur, examinons d'abord les types de convoyeurs. Cela nous donnera une compréhension large de pourquoi nous aurons besoin de connaître la vitesse du système.

Aperçu des systèmes de convoyage

Quelques types de convoyeurs que nous allons examiner incluent le mouvement continu, la navette et l'entraînement par servomoteur.

Convoyeur à mouvement continu

Ce style de convoyeur se trouve généralement sur les lignes de mise en bouteille ou de production alimentaire. On trouve la production à mouvement continu dans toute usine où la fabrication du produit ne peut pas s'arrêter sans répercussions. Le produit est transféré vers et depuis les machines de processus sans s'arrêter. Ce style de convoyeur est généralement très rapide et limité uniquement par la vitesse des machines qui effectuent le traitement.

Convoyeur navette

Un convoyeur navette consiste généralement en une bande ou chaîne à faible frottement fonctionnant en continu. Une navette, où les pièces ou le produit sont serrés, se déplace sur la bande ou la chaîne et glisse lorsque la navette s'arrête. Les navettes se déplacent de machine de processus en machine de processus, s'arrêtant à chaque machine (station ou cellule) pour être travaillées. La vitesse de ce style de convoyeur est généralement déterminée par le temps de cycle global de la machine ou le processus le plus rapide sur la ligne d'assemblage.

Convoyeur entraîné par servomoteur

Un convoyeur entraîné par servomoteur démarrera et s'arrêtera selon les besoins et se déplacera vers une position précise, similaire à une table d'indexage. Avec un servomoteur entraînant le convoyeur, la vitesse n'est limitée que par le poids du produit et sa stabilité. Si l'on déplace un liquide, les valeurs d'accélération et de décélération doivent être réglées pour que le produit ne soit pas perturbé.

Maintenant que nous comprenons pourquoi la vitesse est importante pour ces types de convoyeurs, plongeons dans le calcul de la vitesse.

Calcul de la vitesse du convoyeur

La vitesse du tapis convoyeur est calculée comme la circonférence du rouleau d'entraînement multipliée par les tours par minute (RPM) du moteur. S'il y a une réduction de vitesse, n'oubliez pas d'appliquer le rapport au RPM avant de multiplier par la circonférence.

Vitesse du tapis convoyeur = Circonférence du rouleau d'entraînement × RPM du moteur

Un convoyeur sur rail conventionnel utiliserait la même formule que ci-dessus s'il utilise un moteur AC pour entraîner le rail. Si l'on utilise un convoyeur à bande entraîné par servomoteur, la vitesse peut être calculée dans le système de contrôle du servomoteur. Tout convoyeur servo dépendra fortement du temps de cycle (takt time) du système et du type de matériau transporté pour calculer la vitesse.

Facteurs déterminants de la vitesse du convoyeur

Lors de la détermination de la vitesse de convoyeur requise, il y a certains facteurs que nous devons considérer. C'est une idée générale et n'est pas destinée à être une liste exhaustive. D'autres facteurs pourraient inclure les produits fragiles et les besoins d'emballage.

Vitesse du moteur : Un RPM de moteur AC typique est d'environ 1750–3500, trop rapide pour un convoyeur. Un réducteur ou dispositif de réduction de vitesse est nécessaire pour réduire le RPM total du moteur. Si le temps de cycle du système et la taille du rouleau d'entraînement sont connus, alors nous pouvons facilement calculer le RPM requis.

Poids du produit : À mesure que le poids du produit sur le convoyeur augmente, la force requise pour déplacer le produit augmente également. Le poids du produit peut également affecter l'accélération et la décélération de la bande. Un convoyeur à bande à faible frottement, qui repose sur des navettes ou des produits qui glissent sur la bande lorsqu'ils sont arrêtés à une station, aura une charge utile maximale. Ce style peut devoir être remplacé par un convoyeur à chaîne ou un convoyeur à rouleaux robustes. Un convoyeur sur rail servo sera sensible à la charge utile en raison des navettes maintenues par force magnétique.

Temps de cycle de la machine : Le temps de cycle d'un système est important pour le fabricant d'équipement et le client achetant la machine. Cela signifie que le convoyeur doit déplacer le produit à travers le système au taux de temps de cycle conçu.

Commandes : Un convoyeur à bande entraîné par moteur AC typique n'aura besoin de rien de plus qu'une sortie numérique et un contacteur de démarrage de moteur. Si l'arrêt du moteur est fréquent, un variateur de fréquence (VFD) serait une bonne option pour réduire la consommation d'énergie. Les convoyeurs entraînés par servomoteur, qu'ils soient sur rail ou à bande, nécessiteront un variateur servo et un contrôleur, généralement un automate programmable (API), pour commander le servomoteur vers différentes positions. Ces commandes peuvent être coûteuses et peuvent être excessivement complexes pour l'application.

En tant que technicien en contrôle, il est important de connaître la vitesse du convoyeur pour s'assurer que chaque station ou cellule au sein du système peut accéder à ses pièces nécessaires. Il est important de ne pas affamer une station, car cela pourrait réduire le temps de cycle global de votre système. La vitesse de tout convoyeur peut être calculée pendant la phase de conception, et c'est pendant cette phase que les améliorations du système peuvent être facilement apportées si nécessaire.