Pleins feux sur la technologie : Machine de finition/meulage avancée

Le système Abrasive Process Solutions (APS) de Norton offre le développement, l'optimisation, l'automatisation et les tests internes des processus abrasifs.

Il y a quelques années, Norton | Saint-Gobain Abrasives a ressenti le besoin d'un système amélioré que les utilisateurs finaux et les intégrateurs de technologies d'automatisation pourraient utiliser pour tester et confirmer, améliorer et parfois créer de nouveaux procédés à base d'abrasifs conçus spécifiquement pour les équipements automatisés.

Le produit final est une cellule d'automatisation robotique avancée, proposée dans le cadre du programme Abrasive Process Solutions (APS) de Norton. APS propose le développement, l'optimisation, l'automatisation et les tests internes de processus abrasifs pour les clients en utilisant l'expertise et la connaissance des abrasifs de l'équipe d'ingénierie Norton. Le système intégré de développement de processus centré sur la robotique d'Acme Mfg. est situé au centre de R&D de l'entreprise à Northborough, Mass., et est spécifiquement conçu pour aider les entreprises de l'industrie de la finition et du meulage de surface à effectuer diverses activités de preuve de concept qui montrent ce qui est possible avec presque tous les produits abrasifs sur le marché aujourd'hui. Il sera également utilisé pour tester les futurs produits créés par Norton | Abrasifs Saint-Gobain.

Le système APS est équipé d'un robot FANUC R2000iC/210F avec une capacité de charge de 210 kg qui permet à l'équipe de test d'effectuer des processus en utilisant presque toutes les tailles de pièces ou d'outils. Le robot compatible avec le capteur de force joue un rôle multi-capacité, ce qui signifie qu'il est équipé d'un préhenseur en bout de bras pour permettre le traitement pièce-support, ainsi que de changeurs d'outils ATI Industrial Automation qui permettent l'utilisation d'outils manuels traditionnels pour effectuer le traitement support-pièce.

La partie pièce sur support du robot APS utilise deux têtes de finition. En saisissant le composant dans la pince, l'une ou l'autre des deux têtes de finition/meulage à vitesse variable peut être utilisée.

La première tête, qui est une tête empilée, a une broche inférieure de 40 CV. Ce moteur puissant peut être utilisé pour entraîner de grandes meules superabrasives et diamantées, ainsi que des meules collées et de grandes meules de tronçonnage (où 2 HP par pouce de diamètre est une exigence normale). Cette tête, lorsqu'elle est configurée avec une roue de contact en métal ou en duromètre, peut également être utilisée sur des opérations lourdes de type meulage de porte, le tout sans avoir besoin d'opérateurs.

La tête supérieure de l'unité empilée a un moteur de 5 HP qui peut être utilisé directement sur n'importe quelle roue de contact ou même sur le mou de la configuration de la courroie. Cela fait passer des supports jusqu'à une bande de 3 pouces de large de n'importe quel type, un abrasif enduit de n'importe quel grain, des bandes Norton Rapid Prep non tissées et des bandes spéciales. L'arbre entraîne également tout type de produit radial jusqu'à 18 po de diamètre, y compris les roues à lamelles abrasives de type tambour flexible.

Ces deux broches peuvent être utilisées à sec ou humides, car le système robotique APS est configuré avec un système de collecte humide et des plateaux de collecte. Cela permet le traitement de presque tous les types de métaux de base et de revêtements de matériaux, y compris les métaux combustibles.

La deuxième tête du côté pièce à support du système a une tête de finition côte à côte qui a une option de pivot programmable pour la base. Cette option permet le traitement de composants de forme inhabituelle car la tête peut tourner pendant que le robot à armature se déplace. Ce mouvement permet une grande accessibilité et rend le système APS capable d'exécuter des géométries de pièces très complexes.

Cette tête peut faire fonctionner deux courroies simultanément, en utilisant différents grains, grains et supports ; utiliser différents types de roues de contact, telles que le caoutchouc, la mousse et le tissu ; et s'adaptent à différents types de configurations, y compris dentelée, simple et Dynabrade Dynaflex (version CRC).

Les roues de contact intermédiaires sont montées sur une broche flottante pneumatique pour permettre différents réglages de pression au point de contact.

Le système est équipé d'un robot FANUC R2000iC/210F avec une capacité de charge de 210 kg qui permet à l'équipe de test d'effectuer des processus en utilisant presque toutes les tailles de pièces ou d'outils.

Les bandes abrasives ou non tissées, ainsi que les autres parties du système APS, sont configurées pour des vitesses variables afin de montrer aux intégrateurs système l'intérêt de pouvoir modifier les vitesses pendant le traitement.

La partie Tri-Wheel du système permet, si nécessaire, d'utiliser la partie de ceinture libre de la tête. Cette fonctionnalité permettant de passer de la roue de contact à la bande libre est un avantage lors de l'usinage de pièces aux conceptions complexes.

Une partie de la tête côte à côte contient la broche d'entraînement inférieure, qui est conçue pour contenir divers abrasifs radiaux jusqu'à 4 pouces de large de chaque côté des unités de courroie. Celles-ci peuvent inclure les meules RapidPrep convolutées de Norton ou les meules unifiées, les meules à lamelles Bear-Tex revêtues d'abrasif et non tissé, les brosses radiales Blaze, les meules abrasives fixes à faible utilisation de composé et d'autres produits de meule. Un système composé abrasif liquide fait partie du système APS.

Sur la partie support-pièces du système, l'accès est fourni à un servomoteur de broche PushCorp STC1015 de 15 HP et 10 000 tr/min qui peut contenir divers outils abrasifs radiaux, tels que des meules superabrasives, des meules collées, des meules à tronçonner, des roues à lamelles, des polissoirs abrasifs fixes et d'autres produits radiaux qui nécessitent des niveaux élevés de vitesse et de force pour obtenir les meilleurs résultats.

Cette broche est montée sur un dispositif de conformité PushCorp AFD1240 afin que l'équipe APS puisse contrôler la quantité de force constante requise par le processus. Sur un module séparé se trouve un servomoteur de broche PushCorp STC1503 de 3 CV et 15 000 tr/min disponible pour une utilisation avec des processus abrasifs plus petits et plus légers tels que des disques à lamelles, des roues à lamelles, des disques en tissu et en papier, des disques en fibre, des brosses à filament Blaze de Norton, des petites meules collées et à tronçonner et d'autres abrasifs de type radial du catalogue Norton.

Le moteur de broche est monté sur un dispositif de conformité actif PushCorp AFD310 pour permettre un grand contrôle de la force nécessaire pour terminer le processus et prouver que les pièces peuvent être déplacées du traitement manuel au traitement automatique.

Le porte-outils comprend d'autres outils manuels traditionnels qui peuvent être utilisés pour montrer avec quelle efficacité les processus peuvent être déplacés vers des configurations robotiques.

Des outils tels que le Dynafile de Dynabrade sont configurés pour l'outillage en bout de bras du robot. Cet outil déplace les bandes abrasives étroites vers les pièces montées sur la table pivotante programmable du système robotique. Avec une unité Dynabrade jitterbug, cela permet un traitement humide ou sec tout au long du processus robotique.

Dans le support à outils restant se trouve une unité de ponçage orbital à double tête PushCorp, qui permet à l'équipe APS de montrer aux clients comment différentes tailles orbitales produiront des résultats différents. Cela permet à l'équipe d'afficher les lectures exactes de pression et de vitesse, qui peuvent être communiquées à l'utilisateur final potentiel ou à l'intégrateur système.

La capacité du système de robot APS à fonctionner selon la méthode traditionnelle à sec ainsi qu'à l'état humide est unique dans l'industrie. De nombreux utilisateurs finaux sont informés qu'ils peuvent exécuter un processus humide et obtenir de meilleurs résultats en termes de qualité, de rendement ou de performances des abrasifs qu'ils utilisent. Ce système de test permet de le prouver dans des comparaisons côte à côte, quel que soit le matériau de base.

L'unité de tête empilée a une tête supérieure avec un moteur de 5 HP et une tête inférieure avec un moteur de 40 HP pour les applications de meulage et de tronçonnage lourds.

Avec tous les outils disponibles et la possibilité de faire tourner de grandes pièces sur une table programmable, la cellule robotique APS n'a aucun problème à faire fonctionner de grandes ou petites pièces complexes dans des processus secs ou humides.

La configuration globale du rack à outils du système offre une approche presque sans fin pour faire passer les processus de leur forme manuelle actuelle à une forme entièrement automatisée. Et dans la plupart des cas, l'équipe peut améliorer les coûts, la qualité et la sécurité globale des opérateurs de n'importe quelle organisation. Le porte-outils peut également être ajusté et des outils supplémentaires peuvent être ajoutés, tels qu'un outil radial conforme ATI.

Gardez à l'esprit que lorsque les organisations de l'industrie de la finition mettent en œuvre l'automatisation, le personnel est rarement licencié, car elles ont toujours besoin de personnes dans d'autres parties de l'opération.

Alors que la fabrication nord-américaine connaît une forte augmentation de la demande de produits de travail des métaux, il est facile de voir comment l'automatisation peut aider les grands groupes manufacturiers. Une autre chose à considérer est de savoir comment le système APS peut aider au mieux les petits et moyens groupes à trouver une voie vers l'automatisation robotique.

Mike Shapell est ingénieur principal des applications, Norton | Saint-Gobain Abrasifs, Abrasive Process Solutions Group, One New Bond St., Worcester, Mass. 01606, 254-918-2313, www.nortonabrasives.com.