L'intégrateur de systèmes Umbra Control a choisi le préhenseur Kenos® KCS de Piab, dans une version spéciale avec quatre ventouses, pour gérer avec précision et efficacité les opérations de prélèvement et de placement en fin de ligne de Meccanotecnica Umbra pour la production de joints pour l'industrie automobile.
Umbra Control a déployé un système de préhension Kenos® KCS sur un robot collaboratif installé sur une chaîne de montage chez son client Meccanotecnica Umbra SpA,. Avant d'automatiser le processus, le travail était effectué manuellement par un opérateur. Aujourd'hui, le processus est réalisé par le cobot UR10 d'Universal Robot, qui utilise la pince Piab pour manipuler des moules et des plateaux thermoformés contenant des bagues d'étanchéité. Le moule de thermoformage avec les bagues d'étanchéité dans les cavités respectives arrive à la fin de la ligne sur le tapis roulant et est détecté par des cellules photoélectriques.
Le cobot est positionné de manière à ce que la caméra puisse cadrer le moule et vérifier tous les composants dans les cavités. Pendant cette phase, les codes uniques des bagues de scellement sont lus par le système d'analyse vidéo intégré par Umbra Control dans l'UR10. Les informations sont affichées sur l'écran tactile pour que l'opérateur du cobot puisse les vérifier. Avec le nouveau système de commande vocale hors ligne, l'écran tactile représente l'interface de commande de l'ensemble du système.
Le cobot récupère le moule thermoformé avec les anneaux d'étanchéité contrôlés et le place dans la boîte à remplir. Ensuite, il ramasse le plateau vide situé en dessous et le place au point de départ du tapis roulant. Enfin, le cobot prend un moule de thermoformage vide dans les racks en début de ligne et le place sur le plateau au début du convoyeur.
Le cobot répète ce cycle jusqu'à ce qu'il remplisse une boîte composée de 12 moules thermoformés avec 36 anneaux de fermeture chacun, puis insère une couche intermédiaire et complète la boîte avant de la fermer. Le processus implique un temps de cycle d'environ 100 secondes pour le chargement d'un seul moule thermoformé, soit un total de 15 à 20 minutes par boîte. Ce qui est important dans cette étape du processus, ce n'est pas la vitesse mais le niveau de précision, car Meccanotecnica Umbra travaille avec une marge d'erreur nulle.
« Le principal problème était de trouver une solution de préhension fiable pour deux types de surfaces : le moule thermoformé contenant les bagues d'étanchéité et le plateau qui le porte », explique Giorgio Passeri, responsable de la recherche et du développement de logiciels chez Umbra Control, qui a dirigé le projet. « Le moule en plastique thermoformé a une géométrie qui ne garantit pas une grande rigidité en flexion. Cela a considérablement influencé le choix de la pince. Dans un premier temps, des systèmes simulant l'action des doigts d'une main et des effecteurs commerciaux à ventouses ont été évalués. Ils ont été rejetés car les moules thermoformés se déformaient dans les zones extérieures. Il était donc nécessaire de développer une pince sur mesure, que nous avons fabriquée en collaboration avec Piab.
Le choix s'est porté sur le système KCS de Kenos,® dont la personnalisation a permis d'éloigner les ventouses de leur position dans les effecteurs commerciaux, ce qui permet de soulever les moules thermoformés dans la partie la plus extérieure, en évitant de plier le matériau. Nous avons commencé par une solution avec 5 ventouses. Cependant, au cours des tests, les 5 ventouses n'ont pas toutes été en mesure de s'agripper efficacement, ce qui a provoqué une flexion du thermoplastique. Nous avons donc retiré la ventouse centrale.
Les canaux de vide alimentant les ventouses situées aux quatre coins de l'effecteur final étaient plus longs que le canal alimentant la ventouse centrale. Cette différence de longueur signifiait que la préhension au point central avait lieu plus tôt qu'au périmètre, ce qui entraînait une déformation du matériau thermoformé empêchant les gobelets du périmètre d'avoir une préhension efficace. La solution avec 4 ventouses a résolu tous ces problèmes. Cela s'est également avéré optimal pour le plateau, qui présente une surface régulière et une plus grande rigidité en flexion que le matériau du moule thermoformé », ajoute Giorgio Passeri.
« Le bon fonctionnement de la pince est garanti par le générateur de vide COAX®de Piab, qui est intégré à la pince Kenos ®KCS. Une des caractéristiques essentielles de la pompe est sa fonction de contre-soufflage, qui favorise le démoulage du moule thermoformé et de l'intercalaire. Sans cette fonction, il ne serait pas possible de détacher les ventouses lorsque l'alimentation en vide s'arrête. La solution Piab que nous avons choisie est certainement très compétitive d'un point de vue économique, compte tenu du service de conseil que les techniciens de la filiale italienne nous ont offert, en collaboration avec Mateg, distributeur agréé Piab, en nous guidant au mieux dans notre choix », conclut Giorgio Passeri.
Les préhenseurs à vide Kenos® de Piab sont développées pour simplifier les processus de manutention dans une variété d'applications industrielles. Le préhenseur Kenos ®KCS a été développée spécifiquement pour les cobots. Il s'agit d'un système plug-and-play composé d'un générateur de vide compact et modulaire et d'un préhenseur, qui, dans la version standard, est constitué d'une mousse technique pouvant s'adapter à une grande variété de surfaces. Piab est également capable de concevoir et de construire des systèmes personnalisés, comme ce fut le cas avec Umbra Control.
La technologie de génération de vide COAX® de Piab réduit la consommation d’énergie tout en offrant une prise rapide et sécurisée en raison de son débit d’air aspiré initial élevé. L’unité de pompage peut assurer des performances élevées même avec une pression d’alimentation faible ou fluctuante.
