11 Juin 2018  |  Fluidique
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 04/2018

La pneumatique: un élément essentiel de l’automatisation industrielle

Dans de nombreuses applications de l’automatisation industrielle, la pneumatique est un élément essentiel. Pour actionner leurs machines, les équipementiers ont besoin de composants fiables, de structures compactes et d’une technologie à faible maintenance. La pneumatique fait valoir ici tous ses atouts, y compris dans des conditions ambiantes particulièrement difficiles.

Les scieries modernes illustrent parfaitement les applications de la pneumatique. Leurs exploitants ont un objectif prioritaire: un débit le plus élevé possible pour un minimum de temps d’arrêt. Ils ont besoin, en outre, de machines extrêmement robustes dotées de composants conçus pour une capacité de charge et une répétabilité élevées.
 
Les vérins en aluminium dotés de la technologie «Ideal Cushioning» permettent à Baxley de proposer des découpeuses compétitives qui accélèrent la transformation du bois et atténuent la suspension et les mouvements excessifs des pistons.
 
 
Des vérins pneumatiques pour la technologie de sciage
Baxley Equipment Company, une branche de la société Timber Automation LLC de Hot Springs, dans l’Arkansas, est un fournisseur leader de technologie de sciage dans l’industrie du bois nord-américaine. Cette entreprise fabrique une vaste gamme de produits et de systèmes complets, tels que des découpeuses, des trieuses, des chariots élévateurs, des dispositifs de répartition, ainsi que des déligneuses. Pour ces systèmes, l’entreprise prescrit des vérins pneumatiques en aluminium d’AVENTICS.
Tommy Green, ingénieur en chef de Baxley, déclare: «Depuis plusieurs années, nous utilisons les vérins en aluminium dotés de la technologie «Ideal Cushioning» d’AVENTICS dans nos découpeuses et trieuses. Nous avons constaté qu’ils sont meilleurs que d’autres disponibles sur le marché».
 
L’environnement contraignant des scieries
Dans les scieries, les conditions ambiantes sont particulièrement difficiles pour les machines. Les variations extrêmes de température font partie du quotidien, la poussière générée par le processus de production endommage les équipements et les vibrations et oscillations sont néfastes pour les machines.
Selon Jim Apel, directeur des ventes de district chez AVENTICS, les vérins pneumatiques robustes en acier étaient privilégiés par le passé dans les installations d’exploitation forestière. De nombreux exploitants de scierie affirmaient que seuls des cylindres en acier pouvaient résister aux rudes conditions des scieries, notamment dans des installations à grande vitesse comme les raboteuses et découpeuses. Néanmoins, un changement s’est opéré dernièrement.
«Dans les scieries, l’enjeu est de produire de plus en plus de matière à couper par minute. En collaboration avec l’entreprise Baxley, nous avons mis en évidence que nos vérins en aluminium TRB ISO 15552 dotés de la technologie «Ideal Cushioning» et conçus pour une sollicitation moyenne, remplissent parfaitement cette fonction. Nos vérins assurent une commande plus rapide des découpeuses par rapport aux anciens vérins en acier et ont une durée de vie accrue», affirme Jim Apel.
 
Les réglages de l’amortissement de fin de course s’effectuent à l’aide d’un simple tournevis, pour assurer que le piston atteigne l’embout à l’état arrêté. La photo représente un vérin PRA.
 
 
Des découpeuses et des trieuses travaillent à très haut débit
Baxley utilise des vérins de la série TRB ISO 15552 dans deux types d’installations: les découpeuses de scierie à haute vitesse et les trieuses servant à séparer le bois fini et à l’empiler, trié en fonction de la longueur. Les deux systèmes travaillent à très haut débit et les vérins AVENTICS garantissent la fiabilité des séquences de mouvements dans les deux systèmes.
Dans des installations de coupe, Baxley utilise des vérins de 100 et 125 mm de diamètre et de diverses longueurs de course. Ils commandent les scies qui sectionnent les planches à la longueur souhaitée. Les découpeuses standards sont munies de neuf et onze scies pilotées par un automate programmable.
Les scies sont situées à 60 cm les unes des autres; deux scies s’abaissent en tandem entre les planches bloquées; l’une coupe l’extrémité avant (extrémité «zéro»), l’autre la planche à la longueur souhaitée, comprise entre 180 et 730 cm.
Le débit est de 120 à 200 planches par minute et les découpeuses ont été conçues pour travailler à de très courts intervalles entre les planches (66 cm de l’extrémité d’une planche à une autre). La cadence des scies pour un cycle comprenant abaissement, sectionnement et retour est extrêmement serrée, la cadence habituelle étant de 120 ms, voire moins.
Chaque vérin est associé à un distributeur ISO de la série 581 d’AVENTICS avec régulation de débit intégrée. Ce distributeur dispose de joints toriques encapsulés en Teflon™, d’où une très forte résistance au frottement, ainsi que la capacité de suivre la cadence du débit de la découpeuse.
 
L’amortissement de fin de course accroît l’efficacité des vérins
AVENTICS a mis au point la technologie «Ideal Cushioning» pour augmenter l’efficacité des vérins pneumatiques et prolonger leur durée de vie. Cette technologie repose sur le freinage du piston pneumatique contre la fin de la course dans le vérin. On évite ainsi un ressort sur le coussin d’air en fin de course ou un heurt du couvercle de vérin, une des principales causes de l’usure des vérins, de leur ralentissement ainsi que de l’émission de bruits. Pour atteindre un amortissement idéal, les vérins doivent eux-mêmes disposer d’un excellent amortissement de fin de course.
Dans le cas de la technologie «Ideal Cushioning», le piston parcourt intégralement le segment de course à la vitesse maximale avant de freiner. Lorsqu’il atteint le point final, la vitesse est égale à zéro. La réduction de la vitesse du piston à zéro en fin de déplacement soumet le cylindre à une bien moindre sollicitation. Les vibrations diminuent dans le corps et la fréquence de rythme augmente globalement avec, à la clé, une augmentation atteignant 30 % de la vitesse de machine.
 
Dans la découpeuse sont intégrés des distributeurs ISO de la série 581 d’AVENTICS avec régulation de débit. Le distributeur dispose de joints toriques encapsulés en Teflon™. D’où une très forte résistance au frottement ainsi que la capacité de suivre la cadence du débit de la découpeuse.
 
 
Des trieuses équipées de 15 à 100 compartiments
Les grandes installations à haute vitesse trient automatiquement des milliers de planches finies en piles ou en lots, destinées au stockage ou à l’expédition. Les trieuses Baxley, également dotées de vérins et de distributeurs AVENTICS, sont équipées de 15 à 100 compartiments. Des convoyeurs acheminent le bois découpé vers la trieuse. Lorsqu’une planche d’une taille spécifique atteint le compartiment adéquat dans la trieuse, un dispositif de basculement actionné par un vérin TRB ouvre la zone et la planche tombe dans le compartiment. L’ouverture est refermée pour que la planche suivante puisse être transportée dans la trieuse vers le compartiment adéquat.
«Les temps de commutation dans les trieuses sont d’une importance cruciale. Le dispositif de basculement doit s’ouvrir et se refermer en quelque 90 ms», explique Tommy Green. Chaque compartiment de la trieuse est équipé d’un vérin pneumatique et les plus grandes installations peuvent en contenir jusqu’à cent. Dans les trieuses, chaque vérin est associé à un distributeur de la série 740 avec régulation de débit intégrée. Ces distributeurs particulièrement légers, ne doivent pas obligatoirement être montés directement sur les vérins. Ils peuvent être situés à proximité, de sorte que les vérins n’ont pas besoin de régulation de débit et que leurs poids est réduit au minimum.
 
Des outils simples à utiliser pour les dispositifs à vérin
AVENTICS propose toute une série d’outils qui aident les entreprises à sélectionner le vérin adéquat pour leur application et à régler les cadences et l’amortissement. Le calcul de l’amortissement de fin de course nécessaire est très simple. Le chronomètre/tachymètre VTM permet de mesurer avec précision la vitesse du piston et les cadences; tout essai ou réajustement lors du réglage de l’amortissement est superflu.
L’instrument VTM s’installe à l’extérieur du tube du vérin; il calcule la vitesse réelle du piston. Les réglages s’effectuent à l’aide d’un simple tournevis, pour assurer que le piston atteigne le couvercle de vérin à l’état arrêté. Baxley règle habituellement l’amortissement de fin de course des découpeuses à l’aide de ces outils, avant d’expédier l’installation à la scierie du client. En revanche, les trieuses sont montées sur place et une assistance est proposée pour la mise en service, incluant la configuration des vérins et le réglage précis de l’amortissement de fin de course.

AVENTICS AG
8853 Lachen
Tél: 055 451 63 00
www.aventics.com/ch/fr

Baxley Equipment Co
Baxley, GA 31513, États-Unis
Tél: +1 912-366-9848
www.baxleyequipment.com


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