Le collage - un produit à double feuille (Vitalo)
15/11/2011
Neuf axes dans une commande robot
Le collage d’un produit à double feuille
Le Groupe Vitalo de Meulebeke doit sa réputation au thermoformage, également appelé formage sous vide.
Dans le cadre d’une commande pour John Deere, l’entreprise a installé une cellule robotisée qui assure aussi bien le traitement plasma que le collage du produit fini composé de deux éléments. A cet effet, un manipulateur intégré à la commande du robot, se charge de l’alimentation, de l’évacuation et du basculement des produits.
Plus grands et multicouches
«Le marché demande des produits de plus en plus grands et le nombre de couches ne cesse d’augmenter», déclare Kurt Goeminne, Maintenance Manager chez Vitalo Groupe. « Pour des produits de plus petites dimensions, on peut réaliser des produits multicouches sur une seule machine : les produits formés, encore chauds, sont pressés les uns aux autres sous très haute pression, ce qui crée en fait un assemblage par soudage. Pour les produits de très grandes dimensions, le formage 3D permet de créer des dimensions de 329 sur 320 centimètres, le collage s’avère être l’unique option. Si, pour quelques séries de produits, le collage se fait encore à la main, on essaie de robotiser cette étape. La principale raison est la qualité obtenue. On s’est rapidement rendu compte qu’avec le robot, qui gère tant le traitement plasma que le collage, on obtient des résultats bien meilleurs.
Dix-huit mètres
“Pour des produits de 270 sur 220 centimètres, il faut compter un cordon de colle d’environ dix-huit mètres », raconte Geert Haeve, Process and Technology Manager auprès du fabricant de machines et intégrateur de robots Ninix Technologies. «Mais avant de pouvoir l’appliquer, le tracé où la colle sera apposée doit être correctement dégraissé à l’aide d’un traitement plasma. Il s’agit d’un procédé où l’air, qui est ionisé, élimine les impuretés en phase plasma et conditionne ainsi la surface. Après cela, le cordon de colle peut être apposé sur ce tracé».
Qualité et accessibilité
Faire précisément correspondre le tracé plasma avec le cordon de colle peut sembler plus facile qu’il n’y paraît. Goeminne : «La partie inférieure du produit double-feuille dispose d’un tracé de guidage pour la colle, qui permet de bien voir où le prétraitement doit avoir lieu et où la colle doit être apposée. La partie supérieure est particulièrement lisse et il est assez difficile d’obtenir les tracés l’un sur l’autre. Avec une installation robotisée, qui est étalonnée à chaque début de process sur base de la position du pistolet, tout est bien plus simple. Un autre problème, qui n’en est pas un pour le robot, est l’accessibilité. Pour un produit 3D de plus de trois mètres sur trois, il n’est pas évident pour une personne d’accéder au centre de la pièce avec son pistolet. » Goeminnen mentionne aussi que le temps de cycle est un critère moins pertinent. « Etant donné les temps de durcissement nécessaires pour la colle, la vitesse n’a pas vraiment constitué un critère de sélection pour le robot. A côté de cela, le robot offre un autre avantage à l’emploi. Un pistolet de colle manuel pèse facilement sept kilos et à la longue, vos bras le sentent bien. »
Neuf axes, une seule commande
Le robot finalement choisi pour effectuer ce travail est un M-710iC/20L de FANUC. Ce robot s’est avéré être le candidat adéquat pour non seulement supporter la tête mobile de vingt kilos dans laquelle les pistolets de colle et de plasma sont intégrés, mais aussi pour sa vaste plage de travail qui lui permet de gérer des creux d’une profondeur pouvant aller jusqu’à soixante centimètres. « Nous avons suspendu le M-710iC/20L à l’envers sur un châssis pour un accès optimal. Un système servo entre dans la cellule et présente les éléments (inférieurs et supérieurs) empilés sous le robot. Un système de basculement avec de nombreuses ventouses retourne la partie supérieure vers la partie inférieure, et bascule d’environ 180 degrés pour que le robot puisse avoir accès partout. Une fois les traitements plasma et de colle réalisés, le système de basculement rassemble les deux éléments et la composition, support inclus, quitte la cellule. Au total, neuf axes sont commandés : les six axes du robot, une translation entrée/sortie de la cellule (qui a lieu avec une crémaillère), l’axe pour la translation verticale (le retournement de la partie supérieure a lieu via une broche) et l’axe basculant. La commande de ces neufs axes est assurée par la commande du robot. Ceci offre comme avantage que le robot ‘voit’ tout de lui-même via ses propres mouvements. Et puis il s’agissait d’une solution meilleure marché du fait qu’il ne fallait pas de composants de commande supplémentaires. »
Sécurité
Et la sécurité? A-t-elle été source de soucis? «En fait, non. Nous nous sommes bien demandés, au début, quelles étaient les zones à protéger d’un grillage et celles à équiper d’écrans lumineux. Il est évident que le chariot qui amène les pièces, doit avoir accès à la cellule. Ce chariot est en fait plus dangereux que le robot car il sort de la cellule. Nous l’avons donc équipé de coussins amortisseurs et de capteurs. Le robot effectue des mouvements lents et fluides. Il est équipé du système DCS (Dual Check Safety) de FANUC, grâce auquel des zones de sécurité peuvent être définies. Si le robot accède à de telles zones, le DCS enclenche un arrêt d’urgence. Par ailleurs, le M-710iC/20L dispose du Collision Detection dont la sensibilité peut être paramétrée. Avec ce type de robot, tant l’opérateur que les produits sont entre de bonnes mains. »