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L'industrie manufacturière ne cesse de se moderniser avec l'arrivée de technologies nouvelles et améliorées. Il en va de même pour l'usinage CNC.
Aujourd'hui, la robotique CNC est largement utilisée dans l'usinage pour produire des objets complexes et de qualité supérieure. Qu'il s'agisse de la dureté, de l'état de surface ou de la tolérance physique, la technologie robotique peut remplir plusieurs fonctions d'une seule main.
Des recherches ont montré que la plupart des travaux de fraisage et de meulage sont actuellement réalisés à l'aide de l'usinage robotisé. Outre les capacités mécaniques, voyons ce que cette technologie robotique peut apporter de plus à l'usinage CNC.
Qu'est-ce qu'un robot d'usinage CNC ?
Avant d'aborder les possibilités d'utilisation de la technologie robotique, il convient de savoir ce que sont les robots d'usinage CNC. Ce n'est pas un scoop : les robots envahissent progressivement les espaces de travail et constituent un élément essentiel de l'industrie métallurgique.
Les machines CNC robotisées sont donc des outils avancés pilotés par programme qui fonctionnent sans aucune intervention à des fins d'usinage. La liste des robots est exhaustive, car différents robots remplissent différentes fonctions dans les fraiseuses ou les rectifieuses.
Pourtant, le type et les spécifications d'un robot n'ont pas d'importance dans l'industrie de l'usinage automatisé s'il ne remplit pas efficacement sa fonction. Par exemple, les robots cartésiens ont pour fonction principale de charger le matériau, de le manipuler et d'emballer la pièce. De même, les robots SCARA ont différentes configurations et exécutent les tâches principales d'usinage, d'emballage et d'inspection avec une grande précision.
Quels sont les principaux types de robots utilisés dans l'usinage CNC ?
Voici quelques robots pour fraiseuses qui permettent d'effectuer différentes opérations :
1. Robots articulés
Le plus souvent, les industries utilisent des robots de fabrication CNC articulés pour leurs produits. Ces robots contiennent des articulations rotatives appelées axes qui permettent aux robots de se déplacer indépendamment en offrant des degrés de liberté supplémentaires. Certains robots articulés comportent deux axes, tandis que d'autres peuvent avoir des structures complexes comportant 10 axes, voire plus.
En règle générale, les robots articulés se distinguent par leur flexibilité accrue et leur large gamme de mouvements qui leur permettent de manipuler parfaitement des objets, quelle que soit leur taille. Toutefois, si vous avez besoin de niveaux de précision extrêmes, vous pouvez faire en sorte que les bras articulés soient plus performants avec l'ajout de robots cartésiens. En outre, voici quelques applications significatives des robots :
- Traitement des objets
- Emballage et dispersion des pièces
- Chargement de la machine
- Soudage à l'arc
- Assemblage des composants
En outre, les secteurs de l'automobile, de l'électronique, de la métallurgie et de l'emballage font un usage intensif de ces robots.
2. Robots Delta
Les robots Delta constituent le meilleur choix si vous souhaitez un robot CNC pour des applications à grande vitesse dans les entreprises de fabrication. Il s'agit principalement de machines et de robots industriels CNC à automatisation parallèle, dont le nom provient de leur structure triangulaire inversée. Leur conception mécanique et leur configuration particulière les rendent uniques par rapport aux autres robots. En outre, ils possèdent de grands bras de balayage pour améliorer le travail.
En outre, ces robots sont généralement installés au-dessus des postes de travail. En effet, la zone de travail sert de convoyeur pour déplacer les objets le long des lignes de production. Voici quelques applications courantes des robots delta :
- Trier les matériaux
- Montage et démontage
- Emballage des produits finis
- Choisir et placer
En outre, les industries pharmaceutiques, médicales, des additifs, des cosmétiques, de l'alimentation et des boissons utilisent ces robots pour atteindre des taux de production élevés.
3. Robots SCARA
Les bras robotiques articulés à conformité sélective (SCARA) fonctionnent de la même manière que les bras humains, mais avec une vitesse et une précision incroyables. Il s'agit généralement de robots à quatre axes qui permettent d'effectuer des opérations répétitives de manière efficace. En outre, leur rapidité permet d'améliorer la productivité à moindre coût et de garantir un environnement sûr pour les travailleurs.
Par ailleurs, le SCARA est conçu uniquement pour déplacer ses bras dans des dimensions spécifiques. Cela peut sembler être un inconvénient pour ce robot, mais en fait, c'est idéal pour certaines applications. Cette rigidité est notamment à l'origine du haut niveau de précision que d'autres types de robots n'offrent pas.
En ce qui concerne les applications du SCARA, elles sont utilisées pour :
- Inspections
- Usinage
- Opérations d'emballage
- Montage et démontage
- Prélèvement et mise en place des produits
Les robots SCARA sont également utilisés dans les secteurs de l'automobile, de l'électronique, de la vente au détail, des télécommunications et de l'industrie pharmaceutique. Cependant, ils sont considérés comme parfaits pour l'assemblage des circuits imprimés et les tâches de soudure, car les circuits imprimés de forme plate n'exigent pas beaucoup de flexibilité de la part des robots.
4. Robots à portique
Lorsque vous traitez des pièces plus lourdes que la moyenne, vous devrez peut-être ajouter des robots à portique à votre machine CNC de chargement de robots. En ce qui concerne leur construction, ces robots utilisent généralement trois axes et se composent d'un manipulateur fixé au-dessus de leur tête pour offrir des mouvements sur un plan horizontal.
Comme les robots portiques utilisent les systèmes de coordonnées X, Y et Z, ils sont beaucoup plus faciles à programmer en fonction du mouvement. De plus, leur grande précision de positionnement vous permet de placer les composants de manière appropriée dans les industries. De plus, ils offrent des configurations simples qui vous permettent d'ajuster facilement la taille, la vitesse, la précision et la longueur de course du robot.
Les robots portiques fournissent principalement les services suivants à leurs utilisateurs :
- Chargement et déchargement de matériaux industriels
- Applications de coupe et de soudage
- Prélever et placer des objets lourds
- Fixer et visser des objets
Quels sont les avantages de la robotique pour l'usinage CNC ?
La mise en œuvre de la technologie robotique dans l'usinage automatisé CNC est essentielle pour accroître l'efficacité des différentes opérations CNC, notamment le tournage, le fraisage et la découpe au plasma. Voici d'autres avantages liés à l'application de la technologie robotique :
● Amélioration de la sécurité
La plupart des robots possèdent des caractéristiques garantissant un niveau élevé de sécurité lors des opérations. Heureusement, certains robots CNC autonomes disponibles sur le marché sont abordables, faciles à installer et peuvent fonctionner sans supervision humaine. Elles réduisent ainsi la probabilité de risques pour la sécurité des travailleurs.
● Facilité d'utilisation
Les unités d'appel d'offres robotisées sont assez faciles à utiliser, surtout lorsqu'il s'agit de les installer. Une expérience minimale des travailleurs suffit pour les installer. Il suffit de suivre les trois étapes d'installation :
- Tout d'abord, placez l'appel d'offres devant la machine CNC.
- Ensuite, fixez-le au sol à l'aide d'attaches.
- Enfin, connectez l'alimentation et l'Ethernet.
Le seul rôle de l'opérateur est de programmer le robot pour qu'il effectue différentes opérations telles que le chargement, le prélèvement, le placement, l'assemblage ou l'emballage.
● Productivité et précision élevées
L'ajout de robots dans vos processus d'usinage vous permet d'effectuer différentes opérations CNC à plus grande vitesse. Comparativement, il vous permet de produire 47% de produits supplémentaires par heure par rapport à d'autres usinages traditionnels.
Comme vous le savez, les robots CNC participent généralement au prélèvement des matériaux, à leur chargement dans une machine particulière, à leur déchargement sur la table, etc. Un bras robotisé effectue des opérations avec une précision de +/- 1 mm.
● Réduction des dépenses
Les appels d'offres pour les machines CNC robotisées vous permettent de réduire vos dépenses. En effet, le coût initial de ces machines est relativement faible. En outre, ils ne nécessitent pas de main-d'œuvre supplémentaire pour l'installation et le fonctionnement, ce qui tend à réduire les coûts de main-d'œuvre.
● Finition lisse de la surface
L'obtention d'une rugosité de surface idéale est un véritable défi. Pourtant, l'interaction entre les robots et le robot de fraisage CNC permet d'obtenir une finition de surface parfaite.
● Tâches multiples
Un autre avantage remarquable des robots CNC est leur capacité à effectuer des tâches multiples. Comme nous l'avons vu précédemment, les robots peuvent exécuter simultanément des processus d'usinage CNC automatisés (fraisage, tournage, perçage, découpe) et d'autres opérations. Ces opérations peuvent consister à charger la machine, à prélever ou à placer les pièces, à contrôler la qualité des composants ou à emballer les produits finis.
Quels sont les inconvénients de l'application de la technologie robotique à l'usinage ?
Bien que la robotique CNC soit une force motrice et accélère le processus de fabrication, elle ne peut pas remplacer la technologie d'usinage CNC. L'utilisation de la technologie robotique dans les fraiseuses automatisées comporte certains facteurs de risque. Examinons-les !
1. Composants essentiels des robots industriels
La technologie des robots peut sans aucun doute améliorer l'environnement de travail, mais ils deviennent parfois difficiles à manipuler. La raison en est la fonctionnalité des principaux composants de ces robots. Normalement, ces composants sont des contrôleurs, des servomoteurs, des réducteurs de haute précision et des entraînements.
Chaque composant du robot CNC joue un rôle important dans son fonctionnement. Cependant, la plupart des entreprises importent ces composants qui ne sont pas à la hauteur. En outre, le manque de capacité d'innovation et de développement systématique de ces pièces est responsable de la restriction de la croissance des robots industriels.
2. Mauvais échange d'informations
Les robots CNC nécessitent des logiciels et du matériel informatique spécifiques pour effectuer différentes tâches opérationnelles. Il doit donc exister une bonne relation entre le système de traitement des robots et le système de gestion. Malheureusement, l'échange d'informations entre les robots industriels et l'homme est médiocre, ce qui entraîne divers problèmes.
Pour résoudre ces problèmes de communication, les fabricants de robots doivent apprendre le langage normalisé des ordinateurs.
3. Questions de précision et de rigidité
Outre le manque d'échange et de traitement des informations, la précision est le principal défi de la technologie robotique dans l'industrie de l'usinage. En particulier lorsqu'il s'agit de pièces complexes, la précision des robots d'usinage pose des problèmes par rapport aux robots de fabrication CNC automatisés haut de gamme.
La principale cause du manque de précision et de rigidité est la rigidité des robots. En général, la structure en porte-à-faux et les bras minces des robots réduisent la rigidité de ces derniers. Les robots ne peuvent donc pas transporter les objets perpendiculairement à leurs bras. De plus, le manque de rigidité les empêche de traiter les pièces en matériaux durs.
Réflexions finales
L'introduction des robots dans la technologie CNC a considérablement aidé les machinistes CNC à accomplir leurs tâches de manière efficace. En conclusion, la combinaison des robots et des machines CNC fait des miracles dans l'industrie manufacturière en augmentant la productivité avec une grande précision. Il vous suffit de choisir un robot CNC adapté aux exigences de votre secteur et de vos produits.
