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Dans nos sociétés en mouvement perpétuel, la vitesse est un mode de vie. C'est aussi le cas sur le marché de l'automatisation industrielle, car une augmentation de la vitesse se traduit par une augmentation des cadences de production. L'augmentation des taux de production, à son tour, entraîne une augmentation des bénéfices, et des marges bénéficiaires plus élevées sont des objectifs que toute entreprise s'efforce d'atteindre.
Dans le cas des machines machines d’emballage, dans lesquelles une machine ou une personne déplace un produit sur un convoyeur à emballer, il est important pour les fabricants de déplacer un grand volume de produits en peu de temps. La machine d’emballage doit non seulement être rapide, mais aussi économique et suffisamment durable pour assurer une longue durée de vie. Au cours des dernières années, RPT Motion, un fournisseur de systèmes de mouvement linéaire modulaires personnalisés, a fait face à une demande croissante de machines d’emballage et d'autres solutions à mouvement linéaire de la part des clients manufacturiers à tous les niveaux.
« Une grande partie de notre activité repose sur la vitesse », déclare Peter Ratcliffe, président de RPT Motion. Basée au Québec, au Canada, RPT fournit des solutions pour les applications d'automatisation industrielle depuis 1984. « Nos clients nous ont toujours contactés pour trouver des moyens d'accélérer l'automatisation, mais au vu de la récente mondialisation, nous avons observé une pression intense pour fournir des solutions qui réduisent les temps d'arrêt et augmentent ainsi la productivité globale », a déclaré Ratcliffe.
Un segment clé de l’activité de RPT repose sur la mise à jour des sous-systèmes existants sur des machines à mouvement linéaire plus performantes afin d’augmenter les taux de production et la fiabilité.
Bien que la vitesse soit un composant essentiel pour les applications à mouvement linéaire, la taille joue également un rôle important, c'est-à-dire augmenter la vitesse sans affecter les dimensions de la machine ou du sous-ensemble. En effet, les changements de dimension nécessitent une nouvelle conception, et une nouvelle conception coûte de l'argent.
Récemment, RPT Motion s’est associé à Kerk Motion Products, l’un des principaux fabricants mondiaux d’ensembles vis-écrous, pour un projet de modernisation ambitieux impliquant un important fabricant de tissus dont l’activité subissait un goulot d’étranglement au stade de l’emballage des caisses. Le fabricant cherchait à ajouter une deuxième machine d’emballage à son processus afin d'augmenter la vitesse et éviter le ralentissement de sa production actuelle. Cependant, le processus nécessitait plus que le simple fait d’ajouter une deuxième machine d’emballage. Le premier obstacle résidait dans le fait que le système existant, qui avait un changeur de voie à deux positions alimenté par un vérin pneumatique, ne pouvait pas fournir les quatre positions requises ou les vitesses plus élevées. Afin de desservir les quatre voies, une course de plus de 40 pouces était nécessaire et le changeur de voie devait s'indexer en moyenne toutes les 10 secondes ou moins tout en maximisant le temps disponible pour l'écoulement du produit.
« Nous ne pouvions pas installer la vis à bille et l’écrou dans notre système existant avec un pas assez rapide pour convenir aux vitesses plus élevées », a déclaré Ratcliffe. « Cela aurait comporté trop de limitations et ne nous aurait pas permis d'atteindre les vitesses linéaires élevées dont nous avions besoin. Nous aurions pu trouver une vis à bille avec une avance rapide, mais elle n'aurait pas pu entrer dans l'assemblage actuel, ce qui nous obligeait à repenser l'ensemble du système de glissière pour y adapter une vis plus grosse et plus lourde. »
Pour relever ce formidable défi de contrôle de mouvement, RPT a fait équipe avec Kerk pour concevoir et fournir un système de mouvement pour alimenter les quatre voies requises (deux voies dans chacune des deux machines d’emballage). Les deux sociétés ont collaboré pour inclure une vis et un écrou Kerk dans le système de glissière modulaire RPT, créant un système servo-alimenté à haute vitesse et à fonctionnement fluide, avec un assemblage de vis-mère anti-jeu.
Le nouveau système comprenait la série de vis-mères VHD de Kerk, disponibles dans une variété de filetages différents dans un boîtier physique de même taille. Les composants pour monter l'écrou ainsi que pour supporter et entraîner la vis restaient les mêmes pour un vaste choix d'avances et de vitesses, et donc d'utilisations potentielles. Afin de répondre aux vitesses élevées requises dans cette application RPT de changeur de voie, nous avons choisi une vis de ¾” de diamètre nominal à course de 2,400 pouces par tour, qui s'est avérée avoir plus ou moins le même rendement qu'une configuration à écrou à billes.
« La taille physique de l'ensemble de vis et d'écrou à pas rapide Kerk VHD était également beaucoup plus petite que les vis à billes disponibles avec des pas de vis similaires », a déclaré Ratcliffe, « et cela a contribué de manière significative au succès global du projet. »
Kerk est toujours à la recherche de moyens pour réaliser les désirs de ses clients. Selon Dave Arguin, directeur des ventes chez Kerk, « Kerk repousse toujours les limites pour ses clients. À l'époque où nous travaillions avec RPT Motion, l'avance de 2,400 pouces était la plus longue que nous ayons produite. Nous proposons actuellement un pas de 92 mm (3,625”) beaucoup plus élevé sur une vis de même diamètre. »
Le système servo-alimenté a atteint les vitesses nécessaires pour accueillir le deuxième trieur de caisses et éliminer par la suite le goulot d'étranglement du fabricant - dans les limites des dimensions d'origine du système.
« Le changeur de voie a fonctionné sans panne et même sans jeu notable pendant trois ans, ce qui est généralement du jamais vu dans la plupart des applications de mouvement linéaire », a déclaré Ratcliffe.
L'utilisation de la série auto-lubrifiante Kerk VHD a également joué un rôle déterminant dans la lutte contre les défis environnementaux. Étant donné que la poussière de papier de soie en suspension dans l'air est régulièrement générée dans la zone de mise en carton et d'emballage des caisses, presque tout est recouvert d'une légère couche de poussière. La graisse, qui capture la poussière et crée une pâte abrasive nocive, est éliminée dans ce processus, car la vis VHD ne nécessite pas de graisse pour fonctionner. De plus, il n'y a pas de circuits à billes graisseux susceptibles d'être endommagés par la pâte poussiéreuse formée sur la vis à billes.
Selon Ratcliffe, les propriétés anti-jeu des vis VHD se sont avérées être une caractéristique particulièrement précieuse du système.
« Toute usure qui se produit éventuellement dans la vis ou l'écrou est compensée par le mécanisme breveté Kerk, qui s'ajuste automatiquement pour maintenir un jeu nul sur une très longue durée de vie », a-t-il déclaré.
La réduction du bruit était un autre avantage clé. Étant donné que les vis-mères de Kerk ne reposent pas sur des billes ou des retours de billes pour générer du bruit, le nouveau système fonctionne silencieusement, ce qui rend l’environnement de travail beaucoup plus agréable et plus sûr.
La relation RPT / Kerk a engendré d'autres innovations techniques notables. L’une de ces innovations était un système de mouvement d'imprimante à jet d'encre créé par RPT utilisant la série Kerk VHD qui déplace la tête d'impression sur une glissière linéaire. Il s'agit d'une application extrêmement rapide où les propriétés anti-jeu se traduisent par une excellente qualité d'impression. Une autre application concernait la robotique à portique pour l'emballage.
« Le système Kerk VHD est devenu le premier choix de RPT Motion pour les systèmes à mouvement linéaire », a déclaré Ratcliffe. « Le coût de la plupart des systèmes s'est avéré nettement inférieur à celui des vis à billes ou des entraînements par courroie de distribution. Le Kerk VHD est plus prévisible et plus facile à régler qu'un système alimenté par courroie de distribution et offre des performances similaires à un coût initial inférieur à celui d'une vis à billes. »
Grâce à la solution de conception de vis-mère Kerk, RPT Motion a été en mesure de fournir une machine d’emballage rapide et de haute qualité à un prix compétitif.
Il ne fait aucun doute que le succès de ce projet a présenté de nouvelles opportunités pour les deux sociétés de collaborer sur de futurs projets. La relation de RPT Motion avec Kerk leur a permis de devenir une force concurrentielle dans l’industrie, et on ne peut qu’essayer de deviner sur quelle technologie de pointe les deux sociétés collaboreront ensuite.