Farason Corporation Zoom sur les applications : Gestion des câbles du bras du robot

Depuis plus de trente ans, Farason Corporation conçoit et fournit des systèmes d'automatisation et de robotique sur mesure aux fabricants, expédiant plus de 900 machines en Amérique du Nord, en Asie, en Amérique du Sud et en Europe. L'équipe de Farason a ajouté les imprimantes 3D Markforged pour stimuler les possibilités de conception et de production, conformément à l'engagement de Farason de fournir des solutions uniques étroitement adaptées aux défis spécifiques auxquels ses clients sont confrontés. L'équipe de Farason a conçu des colliers de serrage imprimés en 3D qui guident les lignes aériennes le long d'un bras robotisé.

L'équipe de Farason a identifié une complication lors de la conception d'une machine à soulever les rabats de boîtes pour une ligne qui déballe les produits de l'usine afin de transférer les petites marchandises emballées sur les lignes d'emballage pour la distribution et la vente au détail. En testant leur nouvelle machine, ils ont identifié des problèmes dans une cellule ultérieure où des boîtes ouvertes s'accrochaient pendant le procédé de déversement. La solution à ce problème ? Augmenter le degré de rotation plus tôt dans la machine à soulever les rabats de boîtes pour plier davantage le carton afin d'éviter que les rabats intérieurs ne s'accrochent lorsque la boîte est renversée. Pour résoudre ce problème, il a fallu régler et reprogrammer le robot de levage de la boîte de la collerette de serrage pour guide-tuyau imprimé en Onyx®, mais l'équipe a également reconnu que la gestion des câbles le long du bras du robot devait être repensée.

La gestion des câbles n'est pas un nouveau défi pour les constructeurs de machines d'emballage. La gestion des positions et des angles appropriés pour épingler, coller, attacher, guider et gérer les différents fils et tuyaux nécessaires à l'intégration de systèmes d'actionnement et de capteurs de tiers dans l'équipement d'automatisation est une tâche constante au sein de l'atelier. Mais lorsque vous ajoutez des mouvements complexes de bras robotisés à plusieurs axes, en particulier avec des étapes se déplaçant sur de grands degrés de rotation, ces obstacles à la gestion cessent d'être une question d'ordre et de pratique d'atelier et commencent à devenir une préoccupation essentielle, en particulier si votre client est celui qui assurera lui-même la maintenance et la réparation de l'acheminement à travers de multiples déploiements.

Dans le passé, une application de ce type aurait simplement donné lieu à de nouvelles itérations de rubans adhésifs et de fermetures à glissière conventionnels. Christian a expliqué : "Cela aurait probablement été fait et refait plusieurs fois jusqu'à être parfait." Mais l'histoire de la machine ne s'arrête pas à la livraison : au fil du temps, les techniciens de l'usine ont pris en charge l'entretien et la maintenance de la machine. "Si un technicien de l'usine doit la démonter pour la nettoyer, puis réinstaller une pièce de manière incorrecte, cela devient un gros point d'interrogation pour la machine."

L'action ajustée programmée pour le bras FANUC et la grande rotation de la barre de levage du volet de la boîte signifient que la conception de la gestion des tuyaux a joué un rôle fonctionnel dans le plan de déploiement à long terme de la machine. Markforged a aidé l'équipe de Farason à répondre à ces besoins avec une solution professionnelle qui a été bien accueillie par le client : une solution conçue dès le départ en tenant compte de l'accès futur au service et à la maintenance.

L'équipe de Farason a conçu une série de colliers de serrage imprimés en 3D permettant de guider les deux conduites d'air d'un générateur de vide monté sur le robot de part et d'autre d'une barre munie de préhenseurs à vide pour soulever les rabats de la boîte. Grâce à cette solution de gestion des câbles, le tuyau a bénéficié d'un jeu suffisant pour éviter les plis, les tensions ou les chutes de pression, tout en traversant l'axe de rotation de chaque étage sans se tordre ni s'accrocher.

Richard Cook, ingénieur support R&D chez Farason, a conçu la machine et a travaillé avec Christian pour lui montrer les problèmes qu'une stratégie de gestion des câbles imprimée en 3D pourrait résoudre. "On pourrait croire qu'il s'agit d'un simple système de gestion des tuyaux, mais il a une fonction importante", a expliqué Richard. "La façon dont le robot s'articule vers le haut et autour, ces colliers et ce connecteur d'extrémité sont nécessaires pour maintenir le tuyau et le raccord bien serrés sur la barre afin qu'ils n'interfèrent pas du tout avec le couvercle de la boîte."

La machine a été conçue pour permettre l'ouverture de cinq tailles de caisses différentes, de largeurs et de longueurs différentes. Richard a montré combien il était important de trouver une façon unique d'aborder ce problème au lieu de se contenter d'un câblage pour une seule position, "parce que cela nous permettait de suivre le rayon que fait le rabat pour chacune des options."

L'équipe a fabriqué les pièces prêtes à être livrées avec la machine Markforged, en choisissant l’Onyx comme matériau d'impression.

La solution Markforged créée pour cette application a introduit un nouveau concept pour l’équipe. "Nous avons physiquement capturé l'intention de conception [pour la gestion des câbles] de façon permanente en utilisant des pièces imprimées ici", a déclaré M. Christian. "Cela permet de s'assurer que la machine sera toujours remontée de la même manière qu'elle est arrivée."

Avantages de Markforged

• Créer des solutions d'intégration de robots sur mesure en fonction des besoins.
• Réduire le temps de production à quelques heures pour les pièces prêtes à être produites.
• L'équipe de Farason a indiqué que le coût des pièces pouvait diminuer jusqu'à 90 % par rapport à la production de pièces similaires en interne
• Augmenter l'efficacité globale des équipements (OEE), éviter les problèmes dans une cellule surpeuplée et préserver le temps de fonctionnement de la ligne.
• Réduire les coûts d'inventaire en imprimant à la demande.