Système de manutention robotisé pour cartes de circuits imprimés

Profil

• Ce qu'il fallait : Système d'alimentation en énergie triflex R à déplacement multidimensionnel, livré en tant que système de chaîne d'énergie prêt à l'emploi.
• Exigences : La chaîne d'énergie doit supporter des vitesses de déplacement et des accélérations élevées et être extrêmement flexible, car les séquences de mouvement des robots peuvent être programmées librement; chaque centimètre cube compte, la solution doit donc être compacte; les exigences les plus élevées sont imposées à la pureté (solution pour salle blanche).
• Secteur d'activité : Production de panneaux photovoltaïques et de circuits imprimés
• Succès pour le client : Le système d'alimentation en énergie s'adapte de manière optimale à tous les mouvements; les petits rayons de courbure permettent une installation très compacte; le matériau possède les classifications nécessaires pour la technologie des salles blanches; avantage économique : au lieu de six câbles, tous les câbles passent dans une seule chaîne d'énergie.

Dans le nouveau système de manipulation des circuits imprimés de Schmid Technology Systems, un robot à six axes remplace les systèmes linéaires utilisés jusqu'à présent. Une chaîne d'énergie "triflex R" d'igus fournit l'énergie et les signaux à la pince du robot.

Problème

Le groupe Schmid, dont le siège se trouve à Freudenstadt, est spécialisé dans le développement et la fabrication de machines pour la production de panneaux photovoltaïques et de circuits imprimés. Schmid Technology Systems à Niedereschach est le centre de compétence pour les techniques de manutention. La gamme de produits de cette filiale comprend des systèmes de chargement et de déchargement. Ces systèmes séparent, par exemple, les circuits imprimés disposés sur des cartouches et les acheminent vers une station de traitement par le biais d'une bande transporteuse.
Les vitesses de traitement toujours plus élevées et la demande des clients pour une plus grande flexibilité ont conduit au développement d'une toute nouvelle génération de systèmes de manutention. Alors que des unités linéaires étaient auparavant utilisées pour déplacer les différents axes, un robot à six axes est maintenant utilisé pour la première fois et peut charger et décharger des cartouches avec des cartes de circuits imprimés avec des temps de cycle inférieurs à sept secondes. Plus que la vitesse, c'est la flexibilité du système qui importe. Comme le robot peut être programmé librement, une grande variété de modèles de mouvement est possible - sans aucune modification ou sans aucune intervention dans le matériel. Par exemple, il est possible de charger et de décharger des cartouches ayant des angles d'inclinaison différents. Le système est entièrement fermé, car la manipulation des circuits imprimés est soumise à des exigences de pureté très strictes. C'est pourquoi la compacité joue un rôle majeur - dans la technologie des salles blanches, on compte en centimètres cubes.
Un détail intéressant du système est le préhenseur, qui détecte automatiquement la taille du circuit imprimé concerné. La plaque de soutien avec les pinces à vide est fabriquée en fibres de carbone, ce qui permet d'utiliser un robot compact de 16 kg et de manipuler des produits pesant jusqu'à 7 kg.

Solution

Pour les ingénieurs concepteurs, les défis du système ont également soulevé la question de l'acheminement optimal de l'énergie, des signaux de commande et de l'air comprimé vers la pince. Le robot dispose d'une alimentation électrique interne, mais il n'y a pas assez de place pour tous les câbles. Dans leur recherche d'un système d'alimentation en énergie externe, les concepteurs sont tombés sur le système d'alimentation en énergie triflex R d'igus, qui peut être déplacé dans plusieurs dimensions. Cette chaîne d'énergie a été conçue et développée spécialement pour les applications robotiques. Elle est mobile dans plusieurs dimensions et s'adapte à tous les mouvements du sixième axe, même lorsque les tâches de manipulation du robot sont plus compliquées. Les faibles rayons de courbure permettent une installation peu encombrante. En même temps, des butées externes pour le rayon et la torsion garantissent que les rayons définis ne sont pas inférieurs aux rayons de courbure minimaux, ce qui assure une longue durée de vie aux câbles.
La chaîne d'énergie est également fabriquée dans un matériau extrêmement résistant à l'abrasion qui possède les classifications nécessaires pour la technologie des salles blanches.
igus fournit la chaîne d'énergie triflex R du nouveau système de manutention sous la forme d'un système de chaîne d'énergie prêt à être installé, comprenant un câble de servomoteur et un câble de résolveur (pour les deux servomoteurs Bosch Rexroth et Indramat), deux câbles d'air comprimé et un câble de bus pour les signaux de commande.
Le nouveau système est convaincant non seulement sur le plan technique, mais aussi sur le plan économique. Les robots sont devenus beaucoup plus rentables au cours des dernières années, et la disponibilité du robot est beaucoup plus élevée que celle des unités linéaires. Des économies sont également réalisées au niveau du système d'alimentation en énergie, puisqu'une seule chaîne d'énergie est nécessaire au lieu de six.

"Les exigences en termes de pureté augmentent dans tous les secteurs industriels," indique l'Institut Fraunhofer pour l'ingénierie de la fabrication et l'automatisation. Exemple : Installation d'essai avec la chaîne d'énergie igus E14.3.038.0 pour mesurer l'abrasion des particules - "testée et jugée très bonne" par l'Institut Fraunhofer.

Le robot prend les circuits imprimés dans un magasin situé sur l'une des deux bandes d'alimentation et les place sur un convoyeur.

La pince complexe du système de manutention reçoit son énergie et ses signaux de commande par l'intermédiaire d'une chaîne d'énergie triflex R à mouvement multidimensionnel d'igus.

Systèmes de manutention de câbles

Pour le nouveau système de manutention, igus (mission de l'entreprise : "plastics for longer life") ne fournit pas seulement le système d'alimentation en énergie. L'entraînement de la vis-mère du préhenseur complexe est monté dans un palier lisse iglidur en matière plastique haute performance avec un lubrifiant intégré permanent "" . Cette solution présente plusieurs avantages par rapport aux roulements à billes conventionnels : elle permet d'économiser du poids, ne nécessite pas de lubrifiants fournis séparément et offre la garantie d'un système de roulement durable et résistant à l'abrasion, qui ne nécessite pas d'entretien. En outre, la lubrification ne libère aucun composant dans l'environnement, ce qui permet de respecter les conditions des salles blanches. Schmid a beaucoup d'expérience avec ce type de roulements. Dans d'autres séries de machines développées et construites à Niedereschach, plus de 100 paliers lisses en plastique iglidur garantissent déjà des séquences de mouvement fluides - au sens propre du terme

Le système d'alimentation en énergie triflex R permet d'effectuer des mouvements complexes sur les six axes.

Les connecteurs et les plaques de raccordement sont également harnachés par igus et livrés prêts à être raccordés.