Obtenir les bons câbles d’automatisation
À mesure que l’automatisation intelligente se développe, le besoin de câbles spécialisés augmente, qu’il s’agisse de connecter des robots ou des systèmes de mouvement et de moteur.
Même avec l’omniprésence de la connectivité sans fil, les câbles fournissent toujours un fil solide reliant la fabrication de pointe. Le rôle des câbles est essentiel. À mesure que la technologie devient de plus en plus intégrée, le besoin de câbles efficaces augmente également.
Dans la fabrication, les câbles sont essentiels pour la fourniture d’électricité aux machines et le transport des informations numériques d’une machine à l’autre et aux systèmes de contrôle. Des câbles sont également nécessaires pour connecter différentes parties d’une machine, du bras du robot à la base et au cerveau du robot. Les câbles sont essentiels pour assurer la sécurité des travailleurs tout en créant des formes de communication rationalisées entre les systèmes de contrôle et les robots.
Les problèmes liés à l’obtention du bon câble comprennent des éléments mécaniques ainsi que des éléments électriques. « Les utilisateurs recherchent un système de gestion des câbles. Ils ont un système ou un processus et ils doivent fournir une connectivité électrique lorsque les axes se déplacent », a déclaré Don Nester, chef de produit chez Igus. Nouvelles de conception. « Ils ont besoin d’un produit qui fonctionne électriquement et mécaniquement. Les câbles pourraient être utilisés pour l’alimentation, les données, la fibre optique ou la mise en réseau.
En fin de compte, l’objectif du câble est de continuer à fonctionner quelle que soit la tension qu’il peut subir ou la quantité de flexion qui peut être impliquée. « Il existe de nombreux types de systèmes électriques – caméras, outils de coupe – nous devons alimenter ces applications et fournir une solution permettant d’éliminer les temps d’arrêt causés par les défaillances de câbles », a déclaré Nester. « Les clients demandent combien de temps durera le câble dans leurs applications. Grâce à des tests, nous avons pu établir des prévisions de cycle de vie. Nous effectuons deux milliards de cycles de tests chaque année afin de déterminer la durée de vie d’un câble. »
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Le besoin d’une flexibilité prévisible
Avec les systèmes de contrôle de mouvement et la robotique, les câbles sont attachés aux machines qui peuvent être en mouvement constant. Ainsi, la flexibilité du câble devient un gros problème. « La durée de vie en flexion du câble est une préoccupation majeure. Les systèmes d’automatisation nécessitent une flexibilité mécanique élevée. Une machine qui devrait durer 10 ans peut avoir 10 millions de cycles », a déclaré Nester. « Les conceptions de câbles doivent combiner des techniques de fabrication et des matériaux qui produisent un câble avec de bonnes propriétés de flexion continue. Un câble peut avoir besoin de plier 2,5 fois son diamètre et durer 40 millions de cycles.
Avec la prolifération des systèmes automatisés, les fabricants ont de plus en plus besoin d’une gamme de câbles plus large. « La fabrication américaine revient et elle est plus automatisée maintenant. Cela signifie plus de robots. De plus, les machines se déplacent plus rapidement », a déclaré Nester. « Nous voyons des moteurs de forme plus petits et des machines plus rapides. Nous avons plus de contrôle sur eux, et cela seul a rendu la fabrication plus rapide. Les câbles pour la robotique doivent résister à la torsion, à la torsion du revêtement et aux axes multiples. Compte tenu de ce besoin, certains câbles sont conçus uniquement pour les robots.
Le matériau du câble est important
L’automatisation a accru le besoin de câbles spécialisés et la nécessité de résister à des conditions difficiles sur de longues périodes. Cela a créé le besoin de nouveaux matériaux de câble. « Pour déterminer le bon câble, vous devez choisir entre réduire les coûts ou augmenter la durée de vie. Pour augmenter la durée de vie de la flexion, vous devez introduire des matériaux qui peuvent couvrir le coût tout en répondant aux demandes », a déclaré Nester. « Certains câbles doivent être résistants à l’huile. Nous travaillons avec un alliage plutôt qu’avec du cuivre, et nous l’avons testé pendant 3 à 5 ans.
Les changements dans la technologie des moteurs ont également forcé des changements dans les matériaux des câbles. « Les câbles pour variateurs de fréquence doivent avoir une faible capacité. Réduire la taille du moteur est génial, et le connecteur doit également être plus petit. Maintenant, il n’y a plus de plastique », a déclaré Nester. « Dans le passé, le moteur était un dissipateur thermique. Avec un moteur plus petit et plus en plastique, le dissipateur thermique n’est pas là. Ainsi, le câble fonctionne comme un dissipateur thermique. Le câble doit être conçu pour s’adapter à la température ou vous avez un problème. Nous avons ajouté de l’isolant et l’avons testé pendant trois à cinq ans.
Nester a noté qu’Igus mange sa propre nourriture pour chiens. L’entreprise utilise une grande partie du même équipement que ses clients. « Nous utilisons des robots et des chaînes porte-câbles try-flex dans notre fabrication. Nous utilisons des robots dans des environnements dangereux. Ils doivent être résidents des solvants et flexibles », a déclaré Nester. « Nous avons quelques applications pour l’emballage de manutention de chariots élévateurs AVG (véhicules à guidage automatique). Cette industrie a explosé avec Amazon et d’autres distributions. Ils ont entraîné l’automatisation avec les extrémités des convoyeurs et des robots. Certains de nos plus gros clients sont dans ces systèmes.
Des matériaux doivent être développés pour différents types de mouvement de câble. « Nous classons trois types de mouvement, linter, torsion et mufti-axis. Un câble pour linéaire ne doit jamais être utilisé pour une application de torsion. De l’extérieur, ils se ressemblent, mais les matériaux utilisés sont très différents pour la torsion par rapport au linéaire », a déclaré Nester.
Gérer le mouvement et la chaîne énergétique
Dans un système d’automatisation en constante évolution, plusieurs câbles peuvent être nécessaires. Des chaînes porte-câbles ont été développées pour contenir les câbles et gérer le mouvement. « La chaîne porte-câbles gère les médias, les câbles et les tuyaux », a déclaré Nester. « La chaîne porte-câbles gère les câbles ainsi que le mouvement des câbles. Il peut nécessiter une course de 500 mètres, ou il peut s’agir d’une chaîne courte manipulant une machine avec 100 millions de cycles par an. Il existe différentes chaînes énergétiques pour répondre à ces différents besoins.
Afin de créer des câbles capables de résister de manière prévisible à des conditions difficiles et à un mouvement constant, Igus effectue des tests de défaillance. « Dans le cadre des tests, nous essayons de détruire des câbles toute la journée. Nous avons appris que la chaîne porte-câbles prolongera la durée de vie du câble en offrant une décharge de traction ou un espacement des câbles », a déclaré Nester. « Ces considérations sont fondamentales, mais elles sont généralement ignorées. Si vous n’avez pas de chaîne énergétique, vous allez devoir bricoler quelque chose.
Rob Spiegel couvre la fabrication depuis 19 ans, dont 17 pour Nouvelles de conception. Parmi les autres sujets qu’il a abordés figurent l’automatisation, la technologie de la chaîne d’approvisionnement, les énergies alternatives et la cybersécurité. Pendant 10 ans, il a été propriétaire et éditeur du magazine culinaire Piment du Chili.
