Nouvelle pince robotique légère de l’Institut Fraunhofer

La réduction du poids dans la construction mécanique pour l’industrie de l’emballage peut être un facteur clé

Les experts en construction légère de l’Institut Fraunhofer pour la technique de fabrication et l’automatisation IPA ont optimisé une ventouse de sorte qu’elle pèse nettement moins lourd et peut être produite avec une imprimante 3D. L’avantage : le robot sur lequel la pince est montée peut se déplacer plus rapidement et avec moins d’efforts.

Cela ne prend qu’une dizaine de secondes, et même les ingénieurs expérimentés doivent regarder de près ce qui se passe : Deux moitiés mobiles d’une machine de moulage par injection se séparent et un bras de robot s’approche. La machine utilise des goupilles pour pousser 24 pièces circulaires en plastique hors de leur forme, qui sont simultanément aspirées par la pince à vide du robot.

Vérins en aluminium et vérins pneumatiques répondent aux exigences de l’impression 3D

La pince se compose de deux plaques en aluminium mobiles indépendamment l’une de l’autre, chacune équipée de deux vérins pneumatiques et de douze pièces de contour avec ventouses intégrées. Les douze pièces de contour inférieures enlèvent les pièces semi-finies en plastique et les envoient à l’opération suivante. Les supérieures restent rigides pendant ce processus. Ils transportent les pièces moulées finies, qu’ils placent ensuite sur une chaîne de montage.

La société « Werkzeugbau Siegfried Hofmann GmbH » de Lichtenfels en Haute-Franconie développe et produit la pince aspirante en deux pièces pour un sous-traitant automobile. A ce jour, elle a pesé au total 21 kg avec ses 24 pièces de contour, les deux plaques mobiles en aluminium avec vérins pneumatiques et une autre plaque de base. S’il était plus facile, le robot sur lequel la pince est montée pourrait se déplacer plus rapidement ou consommer moins d’énergie à la même vitesse.

Afin d’atteindre cet objectif et de pouvoir fabriquer la pince avec des imprimantes 3D à l’avenir, les chercheurs du département des technologies de construction légère de l’IPA Fraunhofer et les ingénieurs de la société Hofmann GmbH l’ont optimisée en conséquence. Le fabricant d’outils et de machines dispose d’un savoir-faire étendu dans les domaines des systèmes de préhension et de l’impression 3D.

Un cadre filigrane au lieu de panneaux pleins

Le résultat est un modèle de pince aspirante d’un tout nouveau look : Au lieu des plaques en aluminium massif, Christoph Birenbaum et son équipe ont développé un échafaudage filigrane et ramifié qui peut résister aux forces agissant sur les composants en plastique lorsque la pince est saisie.

« Nous avons laissé de côté tout ce qui n’était pas nécessaire « , explique Birenbaum. Les chercheurs ont attaché les lignes aux différentes têtes d’aspiration à l’intérieur du cadre, c’est pourquoi la pince à vide optimisée semble maintenant plus propre.

Cependant, les scientifiques ont également modifié le mode de fonctionnement de la pince de préhension. Ils ont remplacé les vérins pneumatiques par des ressorts de pression plus légers, qui déplacent maintenant les 24 ventouses individuellement. Les goupilles qui poussent les pièces en plastique hors de leur moule dans la presse à injecter poussent maintenant aussi les ressorts. Les dispositifs de verrouillage les maintiennent enfoncés jusqu’à ce que le bras du robot soit positionné.

Jusqu’à 15 kilogrammes de poids en moins

Si vous imprimez la nouvelle pince aspirante, elle pèsera 14 kilogrammes, soit sept kilogrammes de moins que la version originale. Un gain de poids encore plus important serait possible :

« Si la pince de préhension était en plastique et non en aluminium, elle ne pèserait que six kilogrammes « , dit Birenbaum. « Nos simulations montrent que même une pince en plastique peut résister aux forces qui se produisent pendant la manipulation. La seule question est de savoir si ces pinces peuvent résister à long terme aux températures élevées autour d’une machine de moulage par injection. »

Il n’est pas clair non plus combien de temps ou d’énergie peut être économisé avec la pince de préhension réduite. « Cela ne peut être quantifié que si nous savons quels robots utilisent la pince aspirante légère « , explique Birenbaum. Sans essais pratiques, il ne sera donc pas possible tant que Hofmann ne sera pas en mesure de produire la pince en série.

Source : ipa.fraunhofer.de – Communiqué de presse