Applications de prélèvement et de placement sous vide

Applications de prélèvement et de placement sous vide

Figure 1 : Application de prise et de mise en place par le vide

Figure 1 : Application de prise et de pose sous vide

Les applications de prise et de mise en place par le vide utilisent des outils à vide pour soulever et libérer automatiquement les pièces. Ces outils de prélèvement et de placement sont largement utilisés dans les applications de fabrication modernes pour la manutention automatique des matériaux. Les systèmes de vide rendent ces applications efficaces et rentables et nous allons couvrir les différents composants de ces systèmes. Les systèmes à vide sont utilisés dans les types suivants d'applications de prélèvement et de placement :

  • Assemblage automatique de pièces dans la fabrication de dispositifs électroniques
  • Soulever et empiler une ou plusieurs boîtes dans des entrepôts
  • Ramasser les articles défectueux sur le tapis roulant
  • Conditionnement des produits alimentaires dans les installations de transformation des aliments
  • Soulever des vitres ou des carreaux de sol
  • Levage de tôles, de pièces moulées par injection dans la construction automobile

Table des matières

Aperçu des applications de la prise et du placement par le vide

La figure 2 représente le schéma d'un circuit pour une application de base de prise et de pose par aspiration. Les critères de sélection pour chaque composant du vide sont discutés ci-dessous :

Figure 2 : Composants d'une application de prise et dépose par aspiration : point d'entrée de l'air comprimé (A), vanne de contrôle de l'air comprimé (B), générateur de vide (C), clapet anti-retour (D), filtre à vide (E), manomètre à vide (F), interrupteur à vide externe (G), ventouses à vide (H), interrupteur à vide interne (I) et vanne d'évacuation de l'air comprimé (J).

Figure 2 : Composants de l'application de prise et dépose par le vide : point d'entrée de l'air comprimé (A), vanne de contrôle de l'air comprimé (B), générateur de vide (C), clapet anti-retour (D), filtre à vide (E), manomètre à vide (F), interrupteur à vide externe (G), ventouses à vide (H), interrupteur à vide interne (I) et vanne d'évacuation de l'air comprimé (J).

 

Air comprimé

L'air comprimé est l'élément principal pour faire fonctionner une application de prélèvement et de placement et est généralement disponible dans la plupart des installations. Lesgénérateurs de vide utilisent de l'air comprimé pour générer un vide entre la surface de la ventouse et la pièce, ce qui permet de les fixer. Le générateur de vide doit garantir qu'une pression d'air comprimé suffisante est maintenue pour créer un vide tout au long de l'opération.

Le générateur de vide pneumatique peut être à un ou plusieurs étages. Lorsque l'air comprimé passe par une ou plusieurs buses venturi, il se détend et crée un vide. Pour un taux d'aspiration plus élevé, un générateur de vide à plusieurs étages est souhaitable pour la même quantité d'air comprimé qu'un générateur de vide à un étage.

Soupapes

Figure 3 : électrovanne de vide semi-directe à 2 voies

Figure 3 : Électrovanne à vide semi-directe à 2 voies

Les vannes permettent de contrôler le niveau de vide et d'assurer le bon écoulement de l'air comprimé dans le système. Différents types de vannes sont installés entre la ventouse et la source d'air comprimé, avec des objectifs différents. Dans une application générale de prise et de dépose par le vide, les types de vannes suivants sont installés :

  • Clapet anti-retour : Un clapet anti-retour ou un clapet anti-retour permet au flux d'air comprimé de ne circuler que dans une seule direction dans le système. Généralement installé après le générateur de vide. Consultez la sélection de clapets anti-retour de Tameson.
  • Valve de contrôle de l'air comprimé : En général, une électrovanne pneumatique est utilisée pour contrôler l'alimentation principale en air ou les actionneurs dans le système d'air comprimé. Lorsque ces valves s'ouvrent, l'air situé entre la valve et la ventouse est évacué, ce qui crée un vide permettant à la ventouse d'adhérer à la pièce. Les vannes à action directe (process) sont les plus utilisées comme vannes à vide car elles ne nécessitent pas de pression différentielle minimale. Des vannes pneumatiques à pilotage externe peuvent également être utilisées. Consultez la sélection d'électrovannes de Tameson.

La direction du flux d'air doit être soigneusement prise en compte lors de l'installation de ces vannes à vide. Comme la vanne n'a qu'un seul sens d'écoulement, l'air comprimé doit pouvoir passer de l'orifice haute pression à l'orifice basse pression. Cela signifie que l'orifice de sortie de la vanne doit être connecté au côté vide de l'application. Le débit, le principe de conception de la vanne, le taux de fuite, le temps de réponse et la fonction du circuit (2 voies, 3 voies) sont autant de critères à prendre en compte pour choisir une vanne à vide.

Pour en savoir plus sur l'utilisation des vannes dans les systèmes de vide, lisez notre article sur l'utilisation des électrovannes dans les applications de vide. Vous pouvez également vous renseigner sur l'utilisation des vannes à bille dans les systèmes de vide.

Manomètre

Jauge de pression à vide

Figure 4 : Jauge de pression à vide

Un manomètre à vide est utilisé dans les applications de prélèvement et de mise en place pour lire les valeurs de pression inférieures à la pression atmosphérique. Ces jauges sont installées près de l'entrée de la ventouse et/ou près de la sortie de la source d'air comprimé. La lecture négative (par rapport à la pression atmosphérique) du manomètre indique la pression du vide. En général, un manomètre à tube de Bourdon est utilisé pour la lecture de la pression d'un vide modéré. Pour la lecture d'un vide élevé, un manomètre très sensible spécialement conçu est utilisé. La température, la pression et la précision requises pour l'application sont des facteurs importants dans le choix d'un manomètre. Pour un vacuomètre, une déviation de ± 0,025 bar est préférable. Consultez la sélection de manomètres de Tameson pour les applications de vide.

Générateur de vide

Un générateur de vide génère le niveau de vide requis pour l'application à l'aide d'air comprimé. Ainsi, nous devons d'abord calculer la variation de pression requise par la ventouse et le temps de réponse nécessaire. Un faible taux d'aspiration crée une faible adhérence dans la ventouse. Le temps de réponse peut augmenter avec la longueur de la ligne de vide. La connaissance préalable de ces données est nécessaire pour effectuer la sélection du générateur de vide. Voir la sélection de générateurs de vide de Tameson.

Figure 5 : Générateurs de vide

Figure 5 : Générateurs de vide

Ventouse à vide

Une ventouse à vide est un composant qui entre en contact direct avec la pièce dans une application de prise et de mise en place. Le générateur de vide élimine l'air entre la surface de la ventouse et la pièce à travailler, créant ainsi un vide. La pression atmosphérique devient supérieure à la pression entre la ventouse et la pièce, ce qui entraîne la fixation de la ventouse contre la pièce.

Ligne de production Pick and Place

Figure 6 : Ligne de production Pick and Place

En général, la force exercée par l'aspiration est calculée comme suit :

force d'aspiration
  • Où,
    • F = force de maintien,
    • ∆P = différence entre la pression atmosphérique et la pression à l'intérieur de la ventouse
    • A = surface d'aspiration effective

L'orientation de la charge et le type de ventouse utilisé pour maintenir la pièce influent également sur la force. Les types de ventouses les plus couramment utilisés sont les ventouses plates, les ventouses ovales et les ventouses à soufflet. Le facteur de sécurité et le coefficient de friction requis doivent également être connus lors du calcul de la force de levage nécessaire. Consultez la sélection de ventouses d'aspiration de Tameson.

Figure 7 : Ventouses à vide

Figure 7 : Ventouses à vide

Flexibles

Lestuyaux pneumatiques sont nécessaires pour transporter l'air comprimé pour l'application pick and place. Ces tuyaux doivent être capables de supporter une pression élevée pour fonctionner avec de l'air comprimé sans fuite. Il est déconseillé d'utiliser des tubes fins, car ils peuvent s'effondrer sous le vide, même avec une chaleur modérée. Les tuyaux doivent être dimensionnés en fonction du volume de débit requis et de la taille des ventouses. Voir la sélection de tuyaux pneumatiques de Tameson.

Figure 8 : Tuyaux pour l'air comprimé

Figure 8 : Tuyaux pour l'air comprimé

Accessoires en Y

Figure 9 : Raccords pour application de vide

Figure 9. Raccords pour application sous vide

Les outils d'aspiration sont généralement accompagnés de raccords fixes ou amovibles permettant de les connecter à une ligne d'air comprimé. Les raccords correctement installés empêchent les fuites et garantissent une bonne circulation de l'air comprimé. Ces raccords doivent être capables de manipuler des pièces légères sans provoquer de contrainte de flexion dans la ventouse. Les raccords pneumatiques Push-in et autres raccords pneumatiques (collecteurs, raccords de sécurité, etc.) sont souvent utilisés. Ils sont disponibles dans une grande variété de tailles et doivent être choisis en fonction de la taille et du type de la ventouse utilisée. Le type de matériau manipulé (poreux, non poreux) est également un élément essentiel. Il est tout aussi important de s'assurer que l'alésage du raccord et la conduite de vide sont correctement dimensionnés. La température et la pression requises pour l'application doivent également être prises en compte. L'aluminium et le laiton sont les matériaux les plus utilisés pour ces raccords. Consultez la sélection de raccords pneumatiques et de raccords instantanés de Tameson.