Une cellule de travail efficace doit être en mesure de contrôler le flux d'un objet à travers la cellule de travail, de son point d'entrée à la destination souhaitée. Cela peut nécessiter de déplacer plusieurs objets dans différentes directions. Il existe de nombreuses façons de diriger le mouvement des objets dans une cellule de travail, y compris les systèmes pneumatiques. La pneumatique utilise l'air comprimé comme force pour créer du mouvement.

Dans cette leçon, vous découvrirez : 

• Différentes solutions mécaniques pour contrôler le flux d'objets dans une cellule de travail
• La différence entre le mouvement linéaire et le mouvement de rotation 
• Avantages des systèmes pneumatiques en milieu industriel
• Applications industrielles de la pneumatique

Contrôle du flux de matériaux dans une cellule de travail

Dans l'unité précédente, vous avez déplacé un objet dans la cellule de travail à l'aide des convoyeurs. Vous avez compris comment optimiser le processus en déplaçant les convoyeurs plus efficacement. Il s'agissait d'une méthode efficace pour déplacer un objet vers un emplacement. Cependant, comment cela fonctionnerait-il pour déplacer plusieurs objets dans le système ? Et si ces objets devaient être déplacés vers des endroits différents ? Vous devez être en mesure de contrôler la façon dont les objets sont entrés dans le système de convoyeur, pour vous assurer que les matériaux sont entrés à un taux approprié. Vous devez également être capable de détourner des objets pour les envoyer dans différentes directions. Cela nécessiterait que d'autres systèmes fonctionnent en conjonction avec les convoyeurs.

Imaginons une usine où une cellule de travail est utilisée pour emballer et trier les matériaux pour l'expédition. Différents objets se déplacent le long des convoyeurs et doivent être dirigés vers différents endroits. Les matériaux doivent d'abord entrer dans le système de manière à pouvoir être triés avec succès. Ils devront ensuite être détournés efficacement le long de différents chemins. Il existe un certain nombre de solutions mécaniques différentes qui pourraient aider à contrôler le flux de matériaux. 

Utilisation de plusieurs bras robotisés

Auparavant, vous avez utilisé le bras robotique à 6 axes pour ramasser et placer des objets sur une palette. Un bras robotique peut déplacer des objets à plusieurs reprises, il peut donc être utile pour ramasser des objets et les placer dans le système de convoyeur. Un bras robotisé pourrait également ramasser un objet à partir d'une position spécifique et le déplacer vers un convoyeur différent. Cependant, cela signifie que vous auriez besoin d'un bras robotisé à chaque point d'entrée et de sortie possible dans la cellule de travail. Bien que cela puisse être efficace, il est également très coûteux et potentiellement dangereux. L'utilisation de nombreux bras robotisés nécessiterait de placer une grande quantité d'équipement dans un petit espace, ce qui pourrait créer un environnement dangereux.

La question se pose également de savoir si un bras robotisé est le bon outil pour cette tâche. Les bras robotisés sont capables de se déplacer de différentes manières, ce qui les rend polyvalents et faciles à utiliser pour les tâches de sélection et de placement. Cependant, des situations telles que le déplacement d'objets sur et hors des convoyeurs, ou le placement d'objets dans des emballages, répètent souvent des mouvements simples et ne nécessitent pas un bras robotique entièrement articulé pour être complété efficacement. Lorsque vous réfléchissez à la manière de contrôler le flux de matériaux dans une cellule de travail, il est important de tenir compte du type de mouvement nécessaire à chaque point d'entrée ou de sortie. 

Mouvement linéaire ou rotationnel

Des tâches répétitives comme détourner un colis d'un convoyeur sur un autre, impliquent souvent des mouvements simples, comme monter et descendre, avancer et reculer, ou tourner une quantité spécifique. Connaître le type de mouvement nécessaire pour effectuer une tâche peut vous aider à choisir la solution appropriée. Réfléchissons un peu plus à ces deux types de mouvements. 

Utilisation de plusieurs moteurs

Lorsque vous réfléchissez à la façon de déplacer un objet en utilisant un seul type de mouvement, un moteur semble être une solution viable. Sur votre CTE Workcell, les moteurs tournent, en utilisant un mouvement de rotation pour déplacer les convoyeurs. Voyons si l'ajout de moteurs supplémentaires pourrait aider à contrôler l'entrée ou la sortie des objets sur les convoyeurs. 

Pour déplacer un objet d'un convoyeur à un autre, un moteur pourrait être utilisé pour manipuler un dérouteur en le faisant tourner pour ouvrir ou bloquer le chemin. Semblable à la façon dont le bras de la barrière tourne pour se déplacer de haut en bas pour bloquer une voiture ou ouvrir la barrière pour contrôler le flux de trafic sur la chaussée, un moteur pourrait être utilisé pour déplacer un déviateur de la même manière. 

Bien que cela puisse accomplir la tâche, les moteurs prennent beaucoup de place. La construction d'un espace pour des moteurs supplémentaires pourrait gêner les convoyeurs et d'autres composants de la cellule de travail, créant à nouveau un environnement de travail potentiellement dangereux. L'espacement des moteurs pourrait nécessiter un encombrement plus important pour la cellule de travail et devenir prohibitif en termes de coût. Si un déviateur doit simplement être levé ou abaissé en ligne droite, une solution qui utilise un mouvement linéaire pourrait être un meilleur ajustement.

Systèmes de fluides

Les systèmes de fluides utilisent des fluides (liquides ou gaz) pour effectuer des travaux. Les systèmes de fluides sont généralement classés en deux types principaux : hydrauliques et pneumatiques. Ces systèmes tirent parti des principes de la dynamique et de la mécanique des fluides pour déplacer, contrôler et manipuler les fluides afin de créer de l'énergie mécanique. L'hydraulique et la pneumatique créent un mouvement linéaire en utilisant des fluides sous pression (liquides dans l'hydraulique, gaz dans la pneumatique) pour déplacer un piston dans un cylindre. Ce mouvement est contrôlé par des vannes qui dirigent l'écoulement du fluide, permettant des mouvements linéaires précis et puissants. 

L'hydraulique excelle dans les scénarios de contrôle précis et à haute force, ce qui la rend indispensable dans les machines lourdes et les applications industrielles. Ils sont souvent utilisés sur des équipements de construction lourds tels que des excavatrices, des bulldozers et des rétrocaveuses pour actionner leurs bras, leurs seaux et leurs accessoires. Les capacités à haute pression des systèmes hydrauliques les rendent idéaux pour soulever et déplacer de grandes charges, et pour transporter des matériaux lourds, tels que dans le coulage et le mélange du béton.

La pneumatique, d'autre part, est idéale pour des opérations rapides, sûres et rentables dans la fabrication et les applications quotidiennes. Ils sont utilisés dans tout, des chaises de dentiste et des freins pneumatiques de camion aux lignes d'emballage et autres outils dans les usines automatisées. Les systèmes pneumatiques sont idéaux pour les outils légers, tels que les marteaux-piqueurs, les pistolets à clous et les perceuses. La nature pneumatique de nombreux outils pneumatiques les rend portables et plus faciles à utiliser.

Principales différences entre l'hydraulique et la pneumatique 

Lors du choix entre un système hydraulique ou pneumatique, il est important de tenir compte de la taille et de l'échelle de la tâche. Les systèmes hydrauliques sont conçus pour des objets plus lourds et à plus grande échelle qui nécessitent beaucoup de force pour être manipulés. Pour des tâches plus petites, plus rapides et reproductibles, comme déplacer un dérouteur ou pousser un objet sur une bande transporteuse, la pneumatique est une solution efficace et efficiente.

Avantages des systèmes pneumatiques

Tout au long de cette unité, vous apprendrez les composants des systèmes pneumatiques et comment ils fonctionnent pour créer du mouvement. Avant de plonger dans ce qui fait fonctionner le système, examinons pourquoi les systèmes pneumatiques sont avantageux dans de nombreuses situations. Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles la pneumatique est largement utilisée dans l'automatisation industrielle et industrielle. 

• Efficacité et rapidité 
  • Les systèmes pneumatiques peuvent réaliser des mouvements rapides en raison de la vitesse élevée du flux d'air comprimé, ce qui en fait un bon ajustement pour les tâches qui nécessitent des actions rapides et répétitives. Cela contribue à une plus grande productivité dans les processus de fabrication, car plus de matériaux peuvent être manipulés en moins de temps. 
• Simplicité et fiabilité 
  • Les systèmes pneumatiques peuvent avoir moins de pièces mobiles par rapport aux autres systèmes électriques, ce qui les rend plus simples à concevoir, à entretenir et à réparer. Cela permet également à la pneumatique d'être plus fiable dans le temps et de nécessiter moins de temps d'arrêt en raison de la maintenance pendant la durée de vie de l'équipement.
• Rentabilité
  • Les composants et systèmes pneumatiques ont tendance à être moins chers que les systèmes hydrauliques ou électriques, à la fois en coûts initiaux et en coûts opérationnels continus. 
• Sécurité
  • ​​​​​​​Étant donné que les systèmes pneumatiques utilisent de l'air, ils constituent une alternative plus sûre à d'autres systèmes, tels que l'hydraulique, car l'air peut être évacué en toute sécurité et ne présente aucun risque de contamination ou d'incendie dans des environnements dangereux.
• Puissance et flexibilité
  • ​​​​​​​Les pneumatiques peuvent générer une quantité importante de force par rapport à leur taille et à leur poids, ce qui les rend polyvalents et facilement adaptables à différentes applications et tâches. 
• Avantages environnementaux
  • Les systèmes pneumatiques utilisent l'air comme support, qui est facilement disponible et ne contamine pas l'environnement. Cela est particulièrement bénéfique dans des industries comme l'alimentation et les produits pharmaceutiques, où un environnement propre est essentiel.

Applications industrielles de la pneumatique

La capacité à manipuler des matériaux avec des mécanismes qui effectuent des mouvements répétitifs, rapides et précis d'une manière rentable, sûre et respectueuse de l'environnement a fait de la pneumatique un pilier de la fabrication et de l'automatisation industrielle. Les systèmes pneumatiques sont incorporés pour faire beaucoup de choses, y compris : 

• Manutention des matériaux - les systèmes pneumatiques sont utilisés en conjonction avec d'autres systèmes dans une cellule de travail, comme les convoyeurs, pour dévier des objets et contrôler le flux de matériaux.
• Serrage et maintien - les pinces et les pinces pneumatiques peuvent maintenir solidement les pièces en place pendant les processus d'usinage ou d'assemblage.
• Emballage - les systèmes pneumatiques sont utilisés dans les machines d'emballage pour sceller, couper et étiqueter les produits rapidement et efficacement. 
• Fonctionnement de l'outil - Les outils pneumatiques, tels que les perceuses, les meuleuses et les clés, sont fréquemment utilisés dans les chaînes de montage pour leur fiabilité et leur facilité d'utilisation. 

Les pneumatiques sont une pierre angulaire de l'automatisation industrielle et contribuent à l'efficacité et à l'efficience des processus de fabrication modernes.

Vérifiez votre compréhension 

Avant de commencer la prochaine leçon, assurez-vous de comprendre les concepts de cette leçon en répondant aux questions du document ci-dessous dans votre cahier d'ingénierie.

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