Pour quelles raisons les plasturgistes choisissent des robots 5 axes ?

La rotation numérique confère à ces robots 5 axes la précision et la souplesse nécessaires pour manipuler des pièces techniquement complexes. Ils permettent ainsi une réduction des coûts d'outillage et de maintenance et de réaliser des opérations plus précises avec des changements de moules plus rapides. Deux ans après le lancement des robots numériques 5 axes au salon Fakuma 2012, l'entreprise française Sepro voit les ventes de sa gamme 5X Line décoller. Alors que 2014 touche à sa fin, le spécialiste de la robotique devrait vendre deux fois plus de robots 5 axes cette année que l'an passé... et neuf fois plus qu'en 2012. Ils constituent donc de loin, le segment qui connaît la croissance la plus rapide parmi les gammes lancées par Sepro ces deux dernières années.

Les fabricants de moules par injection ayant choisi la gamme 5X Line de Sepro sont unanimes.

5X Line : la croissance la plus rapide parmi les nouveaux produits

Comment expliquer l’intérêt pour les robots 5 axes ?

Jean-Michel Renaudeau, directeur général de Sepro, nous explique ce constat remarquable : « Pour réussir dans la plasturgie aujourd'hui, vous devez produire des pièces complexes d'une qualité exceptionnelle sur des cycles courts. Vous devez changer fréquemment de moules avec un temps d'immobilisation aussi réduit que possible. Sans oublier que votre activité doit être rentable avec un minimum d'employés qualifiés. Même les plasturgistes qui ne réunissent pas ces conditions aujourd'hui admettent que c'est la direction que prend l'industrie ; ils sont donc plus enclins à investir dans la technologie dont ils auront besoin dans les années à venir. C'est ce qui explique la demande pour les robots 5 axes. »

Conçue à partir d’une plateforme de robot cartésien 3 axes standard, la gamme 5X Line intègre un poignet de rotation 2 axes servo-moteurs développé en partenariat avec Stäubli Robotics. Contrairement aux rotations pneumatiques, qui ne permettent que 2 positions (0°-90° ou 0°-180°), les rotations 5X peuvent se déplacer de 0° à 180° et de 0°à 270° quelle que soit la position programmée. En effet, le servomoteur possède un codeur de position qui détecte l'emplacement exact de l'arbre d'entraînement à tout moment. Le contrôle du système intègre les signaux de positionnement de tous les servomoteurs sur les 5 axes. Ceci permet de détecter en permanence le positionnement spatial exact de l’outil de préhension de la pièce. Le robot peut ainsi accomplir des trajectoires complexes, combinant les axes du robot de façon très précise et avec une parfaite répétabilité.

Les clients ayant installé des robots de la gamme 5X de Sepro ces deux dernières années le disent : plusieurs fonctionnalités spécifiques ont pesé sur leur choix :

• La précision de la préhension dans le moule et de la dépose sur les périphériques en aval : Contrairement à une rotation pneumatique, la rotation numérique 5X peut saisir des pièces sous n'importe quel angle et les placer sur les transporteurs ou dans des dispositifs de recentrage, même lorsqu'elles se présentent dans un sens inhabituel. Le préhenseur peut être conçu pour accomplir la même tâche mais il s'avérera coûteux, chronophage et nécessitera un entretien fréquent. Avec une rotation numérique, il est possible d’obtenir cette souplesse par simple programmation.
• L’adaptabilité aux différents moules et machines : Les fabricants de pièces en injection plastique doivent souvent installer un outillage qu'ils n'ont pas conçu ou monter un moule sur plusieurs presses d'injection pour optimiser leur planning de production. Le réglage fin des rotations pneumatiques ou du préhenseur associé peut s'avérer compliqué et requiert des ajustements mécaniques par des employés qualifiés. Grâce à la commande numérique, il suffit d'ajuster les différentes positions des rotations en rentrant les valeurs dans la commande.
• Les déplacements multiples servocommandés Qu'il s'agisse de retirer une pièce complexe dans un moule étroit, de positionner rapidement des inserts avec précision ou de suivre le bord d'une pièce pour le flammage, les clients confirment que les petits mouvements précis de la rotation en synchronisation avec le reste du robot sont une réelle une valeur ajoutée.
• La propreté de l'opération : Le poignet de rotation Sepro – Stäubli, avec ses servomoteurs, constitue une structure fermée, étanche et propre. Les robots de la gamme 5X Line conviennent donc parfaitement aux applications médicales ou autres applications ne tolérant aucune contamination par particules (résultant de l'usure de la courroie d'entraînement, par exemple) ou lubrifiants.
• La fiabilité et la répétabilité : La précision numérique des moteurs servocommandés, dotés de signaux de positionnement intégrés, ne nécessitant aucun entretien ou presque, a fait ses preuves depuis de nombreuses années. A contrario, la vitesse et la réactivité des unités pneumatiques peuvent être affectées par la température ambiante, une contamination ou des fuites. Et elles nécessitent un entretien plus fréquent.
• La vitesse cartésienne et la simplicité : La plupart des opérations de manipulation de pièces complexes mentionnées ci-dessus, étaient jusque-là dévolues aux robots polyarticulés six axes. Parce qu'il est cartésien (ou linéaire), un robot 5X peut naturellement effectuer une intervention plus rapide dans le moule tout en associant une souplesse multi-axes, grâce à son poignet articulé. Les réglages des opérations sont très intuitifs et la programmation a été pensée pour répondre aux besoins spécifiques du moulage par injection.

La conception du poignet Stäubli a été éprouvée et standardisée. Comme Jean-Michel Renaudeau le fait remarquer : ce produit devient chaque jour plus abordable. « Naturellement, la gamme 5X Line est plus chère que nos robots polyvalents Success ou que la gamme plus technologique S5 Line à partir de laquelle les robots 5X ont d'ailleurs été conçus. Mais nos clients envisagent cet achat comme un investissement à long terme qui va porter ses fruits par des gains de productivité, une augmentation de la qualité et la baisse des coûts d'exploitation par la suite. En fait, un grand nombre de robots de la gamme 5X Line, que nous avons vendus, sont utilisés pour des applications que pourrait facilement accomplir l'un de nos robots 3 axes. Mais ces clients anticipent et savent qu'ils auront bientôt besoin de robots plus souples et dotés de fonctionnalités plus avancées en matière de manipulation de pièces. C'est pourquoi ils investissent aujourd'hui dans ces robots performants. C'est aussi pour cette raison que nous pensons que l'intérêt pour les robots 5 axes va continuer d’aller croissant. »