Atteindre la précision du positionnement des convoyeurs automatisés

À mesure que l'automatisation de la fabrication progresse rapidement, les convoyeurs sont utilisés non seulement pour le transport, mais également pour le placement précis des matériaux (ou des produits). Ils sont souvent amenés à livrer des produits à un endroit précis de manière cohérente. Lors du transport de produits par convoyeur, le choix de l'équipement aura un impact considérable sur la capacité du système à livrer de manière fiable jusqu'à une position cible, qu'elle soit de nature stationnaire (indexation) ou dynamique. Cet article explore certains types de convoyeurs courants et compare les plages de précision de positionnement auxquelles vous pouvez vous attendre avec chaque type.

Ci-dessous, nous utiliserons les résultats publiés par Dorner Manufacturing en 2019 pour comparer les performances des convoyeurs à poulie couronnée et moletés à guidage en V, ainsi que les données publiées par divers fabricants de convoyeurs. Plusieurs facteurs peuvent avoir un impact sur la position finale du produit. Cependant, pour cette discussion, il est supposé que le matériau peut être placé avec précision et se déplacer sans glissement sur la surface de la bande et sans utilisation de fixations supplémentaires.

Historiquement, les convoyeurs constituaient simplement une méthode de transport de produits d’un endroit à un autre. L’utilisation de convoyeurs dans le secteur manufacturier est largement reconnue comme essentielle, car ils offrent de nombreux avantages facilement reconnaissables. Bien que considérés comme essentiels, ils sont souvent une réflexion secondaire dans le processus de conception du système.

L’un des avantages les plus reconnus est la réduction du travail nécessaire au transport des produits entre les processus de fabrication. Un autre avantage clé est la réduction des travaux en cours (WIP), qui peut entraîner une diminution des coûts de transport des matériaux ou, dans certains cas, des pertes dues aux rebuts (des rebuts peuvent survenir lorsque les matériaux sont placés dans des conteneurs ou manipulés pendant le transport). Alternativement, dans certaines applications, les convoyeurs peuvent être utilisés pour augmenter intentionnellement le matériau comme tampon entre les processus afin d'améliorer l'efficacité globale de l'équipement (OEE). La sécurité peut être un facteur crucial dans l’utilisation des convoyeurs, car ils évitent aux travailleurs tout contact direct avec les machines et peuvent potentiellement éliminer certaines blessures liées aux mouvements répétitifs.

Pour cet article, il est important de clarifier certains vocabulaires. Le suivi de la bande, tel qu'utilisé ici, fait référence au mouvement latéral (axe X) qui se produit lors du fonctionnement d'un convoyeur à bande. Ce mouvement est basé sur la position de la surface de la courroie par rapport à l'axe central de l'arbre d'entraînement et de la broche folle. Bien que similaire, le suivi du convoyeur (axe Y) est utilisé dans les applications robotiques où la vitesse du convoyeur en mouvement est calculée afin qu'un robot puisse saisir ou placer des objets en mouvement sur la surface dynamique. Le terme dérive fait référence à l’écart entre la distance de rotation parcourue par la circonférence de la broche d’entraînement et la distance réelle parcourue par la courroie. Cet écart est anticipé, et la position réelle est provoquée par un micro-patinage de la courroie sur l'axe d'entraînement.

Les convoyeurs à broches couronnées sont utilisés pour déplacer le charbon et le minerai depuis leur invention en 1892 par Thomas Robins. En 1913, Henry Ford a introduit la bande transporteuse sur sa chaîne de montage chez Ford Motor Company. À cette époque, les convoyeurs reposaient principalement sur une conception à broche couronnée. La couronne fait référence à une broche avec un diamètre légèrement plus grand au centre de la surface d'entraînement qu'au niveau des bords. Le phénomène physique des bandes transporteuses suivant le plus grand diamètre de la broche et étant ainsi autocentrantes ou suiveuses est fascinant. Cette méthode de suivi des convoyeurs est acceptée depuis plus d'un siècle.

Lorsqu'elle est poussée d'un côté, la courroie retrouve automatiquement son chemin vers le centre de la broche. Le fait que la ceinture s'auto-centre après une rupture reconnaît qu'elle peut également dévier dans une certaine mesure ou être poussée latéralement hors de sa place. Cela peut se produire pour diverses raisons, telles que des incohérences de la bande, un chargement inégal sur la bande ou le transfert de matériaux sur ou hors d'un convoyeur avec des forces latérales, comme un transfert latéral de produits. Il convient de noter que lorsqu'elle fonctionne dans une direction non préférée, la capacité de la poulie couronnée à suivre avec précision est plutôt médiocre. La direction préférée est celle avec la poulie de broche entraînée à l’extrémité de décharge.