Alors que l’industrie manufacturière mondiale entre dans une nouvelle étape de développement de haute qualité, l’automatisation industrielle accélère sa transformation de « l’automatisation à point unique » à « l’intelligence flexible de processus complets ».
Dans des secteurs clés tels que la construction automobile, l’usinage, l’électronique 3C et les nouvelles énergies, les robots sont devenus un équipement standard pour les lignes de production. Cependant, le modèle traditionnel de configuration fixe « une machine, une griffe » restreint considérablement l’utilisation des équipements et la flexibilité de la production.
En tant que plaque tournante reliant les robots et les outils de travail, l’intégration technologique de dispositifs à changement rapide et de griffes électriques parallèles à deux doigts crée un nouvel écosystème de travail robotique flexible, apportant une révolution en matière d’efficacité aux scénarios de base tels que la manipulation, le chargement et le déchargement des robots et l’assemblage de précision, et devenant un outil clé pour les mises à niveau de l’automatisation des entreprises, la réduction des coûts et l’amélioration de l’efficacité.
La valeur fondamentale de l’automatisation industrielle est de remplacer la main-d’œuvre par des équipements et d’optimiser le processus de production pour obtenir une amélioration de l’efficacité, une réduction des coûts et une qualité stable. Cependant, dans la production réelle, les robots industriels de la plupart des entreprises sont confrontés au problème de « capacité inutilisée et de fonction unique » : un robot n’est souvent responsable que d’un seul processus et d’une seule pièce, et le taux d’utilisation global de l’équipement est inférieur à 50 %.
La principale raison de ce problème est que le remplacement des effecteurs finaux traditionnels est complexe, long et difficile à garantir. Le remplacement de l’appareil nécessite le retrait manuel des vis, l’insertion et le retrait des fils trachéaux et le recalibrage des coordonnées, ce qui prend plus de 30 minutes.
Un remplacement fréquent peut facilement entraîner une usure de l’interface et une précision réduite. Dans le mode de production multi-variétés et à volume variable, ce mode entraîne une grande quantité d’équipements en veille, un rythme de chaîne de production lent et des coûts de production élevés.
La solution principale pour résoudre les problèmes de cette industrie est de construire un système d’exploitation flexible de « robot + dispositif à changement rapide + griffe électrique multi-spécifications ».
En tant que marque leader d’effecteurs haut de gamme nationaux, WOMMER a créé une solution combinée de pointe d’un dispositif à changement rapide et d’une griffe électrique parallèle à deux doigts avec comme noyau « une commutation rapide, un amarrage précis et une collaboration intelligente ».
Cette solution utilise un dispositif de changement rapide pour obtenir une connexion rapide, précise et fiable entre l’extrémité du robot et la griffe électrique, permettant à un seul robot d’avoir la capacité de « changer de griffe en une seconde et d’effectuer des opérations multifonctionnelles ».
Il peut basculer de manière transparente entre différents processus, différentes pièces et différents scénarios, libérant complètement le potentiel du robot, augmentant le taux d’utilisation de l’équipement de 50 % à plus de 95 % et poussant l’automatisation industrielle dans une nouvelle ère d’opérations flexibles.
Le dispositif de changement rapide est l’« articulation centrale » du système d’exploitation flexible, et ses performances déterminent directement l’efficacité de commutation, la précision de positionnement et la stabilité opérationnelle du système.
Le dispositif à changement rapide Worm adopte une structure autobloquante mécanique passive innovante, qui peut obtenir un verrouillage fiable sans alimentation externe.
La force de verrouillage atteint 6 000 N, garantissant que la connexion ne se desserrera pas ou ne tombera pas dans des conditions de vitesse élevée, de charge lourde et d’impact.
Le système de positionnement adopte un double positionnement de haute précision de la surface du cône et de la surface d’extrémité, combiné à des broches de positionnement de meulage de précision, avec une précision de positionnement répétable de ± 0,02 mm et un écart nul par rapport à la référence de fonctionnement après la commutation.
L’interface adopte une conception intégrée de gaz et d’électricité, avec 8 circuits de gaz intégrés, 12 circuits et canaux de signal. Il prend en charge la transmission synchrone des signaux d’air comprimé, de vide, d’électricité et de bus sans nécessiter de modules de transfert supplémentaires. Il est de structure compacte et facile à installer.
Le produit est fabriqué en alliage d’aluminium aéronautique et possède une structure topologiquement optimisée. Il ne pèse que 300 à 800 g. Il est 50 % plus léger que les plaques à changement rapide traditionnelles, ce qui réduit efficacement la consommation de charge du robot et améliore les performances dynamiques.
En tant que « main intelligente » du système d’exploitation flexible, la griffe électrique parallèle à deux doigts est le composant d’exécution principal permettant au robot d’effectuer des actions telles que la saisie, la manipulation et l’assemblage.
La pince électrique parallèle à deux doigts de Worm est profondément optimisée pour les scénarios industriels et présente trois avantages principaux : premièrement, un contrôle de haute précision, un encodeur magnétique 23 bits intégré et un système servo en boucle fermée, une précision de position ± 0,01 mm, une précision de contrôle de force 0,1 N, qui peut saisir avec précision de petites pièces et serrer de manière stable des pièces lourdes ; deuxièmement, large plage d’adaptation, force de serrage 5N – 500N, course 10 mm – 150 mm, couverture complète, adaptable à 0,1 kg – 10 kg de diverses pièces régulières, en métal, plastique, verre, caoutchouc, etc. troisièmement, une réponse à grande vitesse, avec un temps d’ouverture et de fermeture de 0,15 seconde à 0,3 seconde, prenant en charge des opérations à cadence élevée de 120 fois/minute, et l’efficacité dépasse de loin celle des pinces pneumatiques.
Qu’il s’agisse d’une saisie efficace pour la manipulation robotisée, d’une sélection et d’un placement rapides de matériaux de chargement et de déchargement, ou d’un fonctionnement précis d’un assemblage de précision, la griffe électrique peut être stable et compétente.
Dans les scénarios de manipulation de robots, la combinaison dispositif de changement rapide Worm + griffe électrique démontre le nec plus ultra en matière d’adaptabilité flexible. Dans l’atelier de fabrication de pièces automobiles, la chaîne de production doit traiter simultanément des dizaines de pièces telles que des blocs moteurs, des carters de boîte de vitesses, des vilebrequins et des roulements. Les poids varient de 1 kg à 10 kg et les formes et matériaux varient considérablement. La solution traditionnelle nécessite plusieurs robots pour correspondre à différentes pièces, ce qui entraîne des coûts d’investissement en équipement élevés et un grand espace au sol.
Après avoir adopté la solution flexible de Worm, un seul robot peut être équipé de 4 à 6 jeux de griffes électriques parallèles à deux doigts de spécifications différentes grâce au dispositif de changement rapide : griffes électriques avec une grande force de serrage et une longue course pour saisir des cylindres lourds ;
griffes électriques miniatures de précision pour saisir de petits roulements ; et des griffes électriques avec des griffes souples antidérapantes pour saisir des coquilles lisses.
Le système commute automatiquement les pinces électriques en fonction du plan de production, effectue le changement de modèle en 1 à 3 secondes et gère le transport de plusieurs types de pièces 24 heures sur 24. L’investissement en équipement est réduit de 60 %, l’efficacité des transports est augmentée de 50 % et les coûts de main-d’œuvre sont réduits de 80 %.
L’usinage du chargement et du déchargement est un scénario d’application typique de la solution dispositif de changement rapide + griffe électrique, et c’est également un maillon clé dans l’amélioration de l’efficacité de la ligne de production.
Lors du chargement et du déchargement des centres d’usinage CNC, des tours CNC, des meuleuses et autres équipements, les spécifications des pièces sont fréquemment modifiées, les conditions de travail sont complexes (pollution par les hydrocarbures, poussière, haute température) et les exigences en matière de temps de cycle sont élevées.
La griffe électrique parallèle à deux doigts de Worm adopte une conception de protection IP65 et peut fonctionner de manière stable pendant une longue période dans des environnements difficiles ; le dispositif de changement rapide prend en charge le changement automatique des griffes sans intervention manuelle.
Lorsque la pièce est changée, le système de contrôle du robot déclenche automatiquement la commande de changement rapide, termine l’interrupteur à griffe électrique en 1,5 seconde et s’adapte immédiatement à la saisie, au chargement et au déchargement de la nouvelle pièce.
Par rapport au changement manuel traditionnel des griffes, le temps de changement de ligne de production est réduit de 40 minutes à 2 secondes, le temps de veille de l’équipement est réduit de 90 % et la capacité de production est augmentée de 40 %, ce qui peut permettre aux entreprises d’économiser des centaines de milliers de yuans en coûts de main-d’œuvre et de veille chaque année.
Les scénarios d’assemblage de précision imposent des exigences extrêmement élevées en matière de précision et de stabilité de la combinaison dispositif de changement rapide + griffe électrique.
Dans la nouvelle chaîne d’assemblage Energy Battery PACK, plusieurs processus tels que la saisie des cellules, l’empilement, la correction des languettes et l’assemblage du couvercle doivent être réalisés. Chaque processus a des exigences différentes en matière de force de préhension et de précision de position.
Le système flexible Worm utilise un dispositif de changement rapide pour basculer rapidement entre les griffes électriques spéciales pour les cellules de batterie : griffes électriques spéciales pour les cellules de batterie (avec griffes antidérapantes souples pour éviter que les cellules de batterie ne soient pincées) ; griffes électriques à micro-force contrôlée pour la correction des cosses de poteaux ;
et des griffes électriques parallèles de haute précision pour l’assemblage des plaques de recouvrement. La précision de positionnement de chaque griffe électrique est constante après la commutation, garantissant la continuité et la stabilité de la précision du processus d’assemblage. Le taux de réussite de l’assemblage du PACK batterie atteint 99,95 %, l’efficacité de la ligne de production est augmentée de 60 % et le taux de défauts est réduit de 90 %.
La durabilité à long terme et la facilité d’entretien sont des indicateurs d’évaluation essentiels pour les équipements industriels.
Les composants principaux du dispositif de changement rapide Worm et de la griffe électrique sont constitués de matériaux importés résistants à l’usure. Après 10 millions de tests de fatigue et 5 000 heures de tests de vieillissement environnemental, ils peuvent fonctionner de manière stable pendant plus de 5 ans dans des environnements difficiles tels que la plage de température de -10°C à 60°C, la pollution par les hydrocarbures, la poussière et une humidité de 90 %.
Le dispositif à changement rapide adopte une structure purement mécanique sans joints ni composants pneumatiques, sans fuite ni pièces d’usure, et le coût de maintenance annuel est presque nul ; la griffe électrique adopte une conception entièrement fermée et les pièces de transmission internes n’ont pas besoin de lubrification. L’apparence ne doit être nettoyée que quotidiennement et la charge de travail de maintenance est réduite de 90 %.
Par rapport aux mâchoires de serrage pneumatiques traditionnelles et aux disques à changement rapide, le coût du cycle de vie complet de la solution Worm est réduit de plus de 50 %.
L’intelligence est la caractéristique essentielle des systèmes d’exploitation flexibles.
Les dispositifs à changement rapide et les pinces électriques prennent en charge la communication par bus et le contrôle intelligent, et peuvent être connectés de manière transparente aux contrôleurs de robots et aux systèmes MES.
Le système dispose d’une fonction d’identification automatique qui peut identifier le modèle, les paramètres et l’état de la griffe électrique actuellement connectés, et charge automatiquement le programme d’exploitation correspondant pour obtenir un « plug and play » ; il prend en charge la surveillance et le débogage à distance, et les ingénieurs peuvent ajuster à distance les paramètres des griffes électriques, diagnostiquer les défauts et mettre à niveau les programmes ; il dispose de fonctions de collecte et d’analyse de données, enregistrant les temps de fonctionnement des griffes électriques, la force de serrage, la précision et d’autres données, fournissant un support de données pour l’optimisation de la ligne de production et la maintenance prédictive.
À l’ère de l’Industrie 4.0, la fabrication intelligente et les jumeaux numériques, la flexibilité, l’intelligence et la numérisation sont devenues des tendances inévitables dans le développement de l’industrie manufacturière.
La combinaison du dispositif de changement rapide WOMMER et de la pince électrique parallèle à deux doigts crée un écosystème de travail flexible pour les robots industriels avec les principaux avantages d’une commutation rapide, d’une haute précision, d’une haute stabilité et d’une grande adaptabilité, et fournit des solutions efficaces, fiables et économiques pour les mises à niveau d’automatisation d’entreprise.
En tant que représentant des équipements nationaux haut de gamme, Worm brise progressivement le monopole des marques étrangères dans le domaine des effecteurs haut de gamme grâce à ses avantages en matière de technologie indépendante, de qualité fiable et de services parfaits, aidant ainsi l’industrie manufacturière chinoise à réduire les coûts d’automatisation et à améliorer sa compétitivité mondiale.
À l’avenir, à mesure que les robots industriels évoluent vers la collaboration, la légèreté et l’intelligence, Worm continuera à innover en matière de technologie d’exécution finale, à lancer des dispositifs à changement rapide et des produits à griffes électriques plus miniaturisés, plus légers et plus intelligents, et à promouvoir la pénétration de la technologie de travail flexible dans davantage d’industries et de scénarios.
De la construction automobile à l’électronique 3C, des nouvelles énergies aux machines de précision, Worm utilise l’innovation technologique pour conduire la révolution de l’efficacité de l’automatisation industrielle, aidant ainsi davantage d’entreprises à construire les usines flexibles, intelligentes et efficaces du futur.
