Haute précision et fonctionnement très en douceur 

Eisenmann mise sur un système complet composé d’un motoréducteur brushless synchrone, de câbles et d’un servo-variateur adapté de STOBER :

Dans une installation de laquage, un robot à pince industriel assure la manipulation de jantes de tailles et de poids différents. Pour ce faire, Eisenmann misait par le passé sur la technique d’entraînement pneumatique. Mais celle-ci s’est révélée inefficace et offrait des possibilités de régulation limitées. C’est pourquoi le constructeur de machines a opté pour la technologie de STOBER : le spécialiste des entraînements a fourni un système parfaitement adapté aux exigences, composé de motoréducteurs brushless synchrones, de câbles et de servo-variateurs appropriés.

« Notre installation robotisée est capable de saisir un œuf cru avec suffisamment de précaution pour ne pas le casser », explique Peter Butz, concepteur de produits chez Eisenmann GmbH sise à Böblingen. Il souligne ainsi la précision de régulation de l’installation. En effet, cette dernière effectue des tâches industrielles complexes : au lieu de manipuler des œufs, le robot saisit des jantes de tailles et de poids différents et les alimente dans une installation de laquage. Outre les installations industrielles de laquage et de manutention, le constructeur de machines développe également des systèmes de transport sans conducteur ainsi que des technologies de prétraitement et de filtration. « Chaque solution est unique, car nous l’adaptons aux exigences spécifiques de chacun de nos clients », poursuit P. Butz. « Elle varie dans son interaction complexe entre les étapes de processus et les systèmes de convoyage correspondants. » L’entreprise met l’accent sur le développement de solutions économiquement viables qui préservent les ressources – toujours dans l’optique de créer une valeur ajoutée claire et mesurable pour ses clients.  

De la pneumatique à l’électronique
C’est avec cette même exigence qu’Eisenmann a également optimisé le système de manutention. « Ce dernier est composé de robots industriels munis d’une ou de plusieurs pinces. Par le passé, nous avions installé des entraînements pneumatiques », explique Peter Butz. Au début, plusieurs arguments plaidaient en leur faveur : leur simplicité, leur dynamique et leur faible prix d’achat. Cependant, ils sont considérés comme inefficaces et limités dans leurs capacités de régulation. À cela s’ajoutent la production d’air comprimé énergivore et les fuites entraînant des pertes et des coûts supplémentaires. C’est ce qui a poussé Eisenmann à opter pour des entraînements électriques. Ceux-ci offrent un rendement énergétique nettement supérieur ainsi qu’une meilleure efficacité de fonctionnement et permettent l’intégration directe de capteurs.  

Après la décision en faveur d’une solution d’entraînement par moteur servo-électrique, il s’agissait d’intégrer cette technologie dans le concept de préhension existant, dans des conditions réalistes. Au fil des nouveaux projets, les concepteurs de la société Eisenmann ont accordé la priorité aux solutions d’entraînement de STOBER. 

Avec Klaus Buschko comme interlocuteur du département des ventes et Robert Boger du département de développement d’applications, STOBER a collaboré avec Eisenmann à l’élaboration d’une solution appropriée. Le point de départ était une installation d’essai qui a démontré que la technique d’entraînement concurrente utilisée initialement comme prototype ne répondait pas entièrement aux exigences de régulation. La solution à deux câbles initialement prévue s’est notamment révélée défavorable lors du déplacement de la pince. 

Technique d’entraînement de haute précision
Avec la solution de STOBER, la pince fixée au robot se déplace vers le composant : dans un premier temps en avance rapide, puis s’arrête à un millimètre avant le contact et se rapproche de la jante à vitesse lente et de manière contrôlée pour la saisir. Il en résulte un processus d’une telle précision que même un œuf cru peut être saisi en toute sécurité sans se casser. « Notre priorité est d’obtenir un couple d’arrêt élevé », explique le concepteur de produits Peter Butz. En effet, le bras du robot peut arrêter brusquement son mouvement et redémarrer rapidement. La jante doit alors être maintenue en toute sécurité à tout moment. Il fallait donc une solution d’entraînement légère et compacte, celle-ci étant directement intégrée à la pince.  

STOBER a fourni des réducteurs à couple conique de la gamme KL avec un moteur brushless synchrone EZ en montage direct. Cette unité compacte offre des dimensions de montage favorables et une puissance volumique élevée. « Grâce à leurs roulements robustes et à la technologie de denture de haute qualité, les réducteurs à couple conique de STOBER sont extrêmement résistants et stables », explique K. Buschko. Une autre caractéristique majeure de cette gamme est son fonctionnement très silencieux. Comme la pince se déplace le long de deux axes, le servo-variateur autonome compact SC6 est utilisé pour la commande. Si des pinces additionnelles sont prévues, le SC6 est combiné avec le servo-variateur SI6 conçu pour le système modulaire. Cela permet de proposer des solutions avec deux à cinq pinces. Eisenmann peut ainsi répondre aux exigences les plus variées de ses clients. 

Les motoréducteurs et servo-variateurs sont reliés par la One Cable Solution (OCS) de STOBER. Le câble hybride avec le protocole évolutif EnDat 3 transmet aussi bien les données de l’encodeur que les données de puissance via un seul câble. Il en résulte un système complet composé d’un motoréducteur brushless synchrone, d’un câble et d’un servo-variateur. Cela a permis d’éviter le problème qui s’était posé avec la solution à deux câbles planifiée. Cette solution permet par ailleurs de réduire considérablement le temps de montage.  

Indépendamment du type de robot 
STOBER a ajouté des fonctions PROFINET aux servo-variateurs SC6 et SI6. En combinaison avec le module de sécurité SU6, ces derniers assurent des fonctions de sécurité telles que STO (Safe Torque Off) et SS1 (Safe Stop 1) via PROFIsafe.« La possibilité de programmation libre permet aux concepteurs de la société Eisenmann d’enrichir leur savoir-faire. » Le résultat est un système multifonction flexible qui s’intègre dans divers types de robots provenant de différents fabricants.  

Le projet a par ailleurs révélé un potentiel d’optimisation en fonctionnement. Lors d’immobilisations prolongées, les moteurs restent sous tension et génèrent ainsi de la chaleur. Afin d’éviter cette contrainte thermique, les entraînements ont été équipés a posteriori d’un frein.

STOBER a également installé des supports de couple sur les réducteurs. Ceux-ci permettent d’absorber les couples de réaction ou les couples différentiels et les transmettent à la structure portante environnante. Ils empêchent ainsi le vrillage du moteur ou du carter. Afin de permettre une conception encore plus compacte, la géométrie des supports a été adaptée en conséquence.

Eisenmann bénéficie désormais d’un système d’entraînement parfaitement adapté à ses exigences et d’un accompagnement technique étroit. « Nous avons opté pour la solution d’entraînement de STOBER à faible consommation d’énergie et pérenne – précise jusque dans les moindres détails », se félicite P. Butz. 

Figure 1 : Excellente performance dans la manipulation de jantes : le robot à pince industriel de la société Eisenmann est fiable et précis, et garantit la stabilité du processus. 

Figure 2 : Précision maximale : la pince d’Eisenmann saisit même un œuf cru – sans le casser. 

Figure 3 : Réducteur à couple conique de la gamme KL (à droite) avec moteur brushless synchrone EZ en montage direct, avec la One Cable Solution (OCS).

Figure 4 : La gamme de produits de STOBER : servo-variateurs, motoréducteurs, câbles – l’utilisateur obtient tous les composants d’entraînement d’un seul fournisseur.

Crédit photographique : STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG  

Les photos en haute résolution sont disponibles en téléchargement ici. 

STOBER développe et produit des composants et des systèmes d’entraînement à haut rendement et parfaitement adaptés, composés de réducteurs, de moteurs, de crémaillères et de servo-variateurs pour des solutions personnalisées. Ils sont utilisés dans différents secteurs, notamment l’automatisation et la robotique, les machines plastiques, les machines d’emballage et les machines-outils. STOBER est présent dans plus de 40 pays avec 14 sites et 80 partenaires SAV. Outre le siège social basé à Pforzheim/Allemagne, l’entreprise possède ses propres ateliers de production en Hongrie et aux États-Unis. L’entreprise familiale emploie actuellement près de 1 000 personnes dans le monde. 

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