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Les systèmes de changeurs d’outils sont des composants d’installation utilisés en robotique pour remplacer les outils de manière à la fois rapide et efficace. Les changeurs d’outils, également connus sous le nom de « Tool Changer (TC) », jouent un rôle clé dans l’automatisation des processus de fabrication industriels : faisant le lien entre le bras du robot et l’outil (effecteur terminal), ils permettent une transition automatisée entre les différents effecteurs terminaux. On parvient ainsi à augmenter le degré d’automatisation et à accroître la productivité, tout en réduisant les frais de main-d’œuvre.
Les changeurs d’outils robotisés permettent un recours aux technologies multifonctionnelles, leurs conceptions individuelles pouvant être adaptées avec précision selon exigences de l’utilisation. Ainsi, les systèmes de changement peuvent accéder directement à une station de déchargement où se trouvent tous les outils de préhension nécessaires, comme des pinces à souder, des visseuses, des broches pour percer et fraiser, des outils de chanfreinage, des préhenseurs ou encore des ventouses. Le robot peut alors se saisir automatiquement de l’outil approprié à ses besoins.
Les changeurs d’outils automatiques se sont révélés être déterminants dans le développement de l’automatisation des processus industriels. Avec l’automatisation croissante des processus de fabrication, les systèmes de changeurs d’outils sont en mesure de changer les effecteurs terminaux sans accrocs, sans arrêts (onéreux) des machines ou interventions humaines (source d’erreurs).
Dans l’industrie de la fabrication où la concurrence est à échelle mondiale, précision, vitesse et flexibilité sont plus que jamais décisives. Les changeurs d’outils robotisés sont susceptibles de réduire les coûts de production tout en augmentant la qualité sur le long terme. Les entreprises ont ainsi le tremplin nécessaire pour prendre le devant sur leurs concurrents.
À l’avenir, le rôle des changeurs d’outils industriels sera de plus en plus important. En effet, les systèmes de changeurs d’outils modernes ne se contentent pas de changer l’outil, ils ont aussi à leur disposition de nombreuses solutions de connexion pour les différents composants prévus pour la transmission de fluides, de données et d’énergie. On y trouve par exemple de modules pneumatiques, de succion et de refroidissement ainsi que de puissance de signal et d’asservissement et de transmission de courant primaire.
Dans la production industrielle, le changement automatique et en douceur des outils a un impact direct sur l’efficacité. Plus un changement d’outil est fréquent, plus rapidement un investissement dans un changeur d’outils automatique sera amorti. C’est pourquoi les systèmes robotisés avec une multitude d’applications différentes sont de plus en plus souvent équipés d’un changeur d’outils entièrement automatisé.
En règle générale, on se tourne vers les changeurs d’outils robotisés pour tous les processus de fabrication et de manutention qui présentent un potentiel d’automatisation. L’éventail des secteurs touchés est multiple et va des procédés de la technique d’assemblage et de liaison comme le soudage ou le vissage dans la technique des procédés à la manipulation de composants sensibles dans l’industrie aéronautique, en passant par les tâches d’assemblage et d’usinage dans l’industrie automobile.
La liste suivante présente un extrait des principales applications et des avantages respectifs que les changeurs d’outils robotisés ont à offrir.
L’automatisation des processus d’assemblage sur la ligne de production est une tâche exigeante de par son nombre important d’activités robotiques. Les processus d’assemblage se caractérisent souvent par des lots de petite taille, des séquences de mouvements complexes et des forces de contact qui doivent être ajustées avec précision. Les systèmes de changeurs d’outils robotisés ont le potentiel d’augmenter de manière significative le degré d’automatisation de ces lignes d’assemblage. Grâce au changement entièrement automatique des effecteurs terminaux pour la manipulation des pièces ou la finition, on peut réaliser des économies potentielles considérables. Parallèlement, la main-d’œuvre est moins sollicitée et on évite des erreurs humaines.
Le développement des techniques de l’industrie automobile a grandement influencé l’automatisation des travaux de soudage. Dès les années quatre-vingt, le secteur automobile a décelé le potentiel du soudage robotisé et a progressivement intégré les changeurs d’outils nécessaires dans la production de carrosseries. Le résultat ? Une automatisation permanente des travaux de soudage laborieux et sujets à des erreurs sur le gros œuvre et la carrosserie : un développement qui a été encouragé sans interruption jusqu’à aujourd’hui et qui s’installe dans toutes les branches.
Les installations robotisées modernes sont désormais en mesure de souder de manière plus efficace, plus précise et plus fiable que n’importe quel ouvrier humain dans le cadre d’une utilisation standardisée. Grâce à des systèmes de changeurs d’outils configurables individuellement, il est possible d’augmenter une fois encore le degré d’automatisation de ces tâches de soudage et d’accroître ainsi la flexibilité du processus de fabrication.
Saisir, transporter, positionner : dans les lignes de production automatisées, la manipulation des pièces est l’une des tâches principales. Comme chaque composant est différent en termes de forme, de nature et de poids, les outils de préhension (EOAT) doivent être sans cesse être changés. C’est à cette fin qu’on utilise par exemple des systèmes de changement spéciaux qui peuvent passer indépendamment d’un système de préhension à un autre avec différents outils, comme des préhenseurs parallèles, des préhenseurs angulaires ou des préhenseurs à aiguilles. La précision, l’efficacité et la productivité de la manipulation des pièces connaissent alors une augmentation fulgurante.
Un usinage des pièces variable
Les changeurs d’outils rapides automatisés sont en mesure de prendre en charge un large éventail d’activités. Le système de changeurs d’outils peut être adapté aux exigences de chaque client. Par exemple aux exigences du processus en termes de performance, de qualité des matériaux et de possibilités de raccordement. Des modules de transmission pour le transfert de différents supports ou formes d’énergie peuvent être intégrés sans le moindre problème.
L’intégration de systèmes de changeurs d’outils modernes dans des lignes de production robotisées offre toute sorte d’avantages. Ces derniers ne se limitent pas à des aspects économiques, mais concernent aussi les questions de sécurité au travail et à de durabilité. Les principales raisons pour avoir recours à des changeurs d’outils robotisés :
Le changement automatisé des outils sur les systèmes robotisés permet une transition efficace d’outil en outil. Une approche qui permet de minimiser les temps d’arrêt, d’optimiser les processus de fabrication et d’utiliser les robots de manière plus polyvalente. Selon le nombre de changements d’outils nécessaires, on peut envisager des gains de productivité considérables.
Utiliser des changeurs d’outils robotisés permet certes de réaliser des économies évidentes grâce à la réduction des besoins en robots, mais aussi de profiter de nombreuses retombées non négligeables pour l’entreprise. L’efficacité multipliée du processus grâce à l’utilisation de changeurs d’outils permet d’augmenter significativement le taux d’utilisation du robot.
Les lignes de production modernes doivent pouvoir s’adapter en permanence aux exigences des clients qui évoluent au fil du temps. Les changeurs d’outils robotisés permettent à l’entreprise de procéder à ces transformations en toute efficace. Grâce à des interfaces standardisées entre la bride du robot et l’effecteur final, il est possible d’adapter l’éventail des activités du robot en très peu de temps et avec une grande flexibilité.
Le changement manuel d’outils robotisés inclut toujours un risque d’accident, même lorsqu’il est effectué par du personnel qualifié et expérimenté. Par ailleurs, le changement répétitif des effecteurs terminaux peut être source à long terme de pression ergonomique important. Les systèmes de changeurs d’outils robotisés libèrent le personnel humain de ces activités au potentiel dangereux pour la santé et diminue les risques d’accident.
Depuis quelques années déjà, la production industrielle s’est métamorphosée avec des lignes de production hautement automatisées ainsi que des robots intelligents et techniquement avancés. Avec une précision, une vitesse et une mobilité hors normes, ces systèmes robotiques travaillent main dans la main avec l’homme, voire de manière entièrement automatisée. Dans notre vidéo, nous vous montrons, à l’aide d’exemples aussi épatants que pratiques, comment les systèmes robotisés sont en mesure d’endosser un éventail d’activités les plus diverses grâce aux changeurs d’outils ultramodernes.
Comment adapter ses changeurs d’outils robotisés aux exigences de fabrication individuelles avec succès ?
Les systèmes de changeurs d’outils modernes s’adaptent aux besoins spécifiques des clients et leurs cas d’utilisation. Le changeur peut être configuré de manière modulaire afin d’offrir des solutions sur mesure avec des composants du système éprouvés. Les clients bénéficient ainsi de solutions individuelles qui répondent parfaitement à leurs besoins.
Dans quels secteurs a-t-on le plus souvent recours à des changeurs d’outils robotisés ?
Les changeurs d’outils robotisés s’utilisent principalement dans l’industrie automobile, aérospatiale, la fabrication électronique, la transformation des métaux et la plasturgie. Au-delà de ces derniers, les changeurs d’outils se sont accaparés d’autres secteurs tels que l’industrie chimique et pharmaceutique, l’industrie alimentaire et de nombreuses autres industries qui touchent à la production.
L’utilisation de robots dans les lignes de production industrielle est d’ores et déjà monnaie courante dans de nombreux secteurs. Les entreprises dont la production est au cœur de leur modèle économique ont reconnu que la robotique est un élément fondamental pour garantir une compétitivité à long terme sur un marché qui s’étend mondialement.
Le potentiel d’automatisation des processus de fabrication industrielle demeure pourtant colossal. Les systèmes de changeurs d’outils automatisés y jouent un rôle clé : ils sont capables de multiplier l’éventail d’application des solutions robotiques, ce qui améliore la productivité, l’efficacité, la qualité et la sécurité du travail. C’est surtout la possibilité de construire des changeurs d’outils robotisés modulables selon les besoins des clients qui se hisse au sommet de ce potentiel considérable.
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