Économie d'énergie dans l'automatisation du vide : pompe au lieu d'éjecteur

"L'objectif n'est pas de remplacer les systèmes d'éjection à base d'air comprimé pour la génération de vide. Nous voulons créer des alternatives qui réduisent la consommation d'énergie et continuent de fonctionner lorsque l'air comprimé est absent ou insuffisant", explique le Dr Kurt Schmalz, associé gérant de J. Schmalz GmbH. Parmi les scénarios possibles, citons les robots mobiles ou les cellules robotisées qui fonctionnent dans une zone qui n'est pas reliée au système d'air comprimé. En termes de pourcentage, les générateurs de vide consomment très peu d'énergie par rapport à l'ensemble de l'installation.

La solution consiste en des générateurs de vide purement électriques, si compacts qu'ils peuvent également être montés directement sur le bras du robot. Les générateurs de vide électriques ne sont pas nouveaux : "Nous proposons depuis longtemps des pompes et des soufflantes électriques que les opérateurs utilisent dans le cadre de la manutention automatisée et manuelle lorsque des débits volumétrique d’aspiration élevés sont nécessaires. Cependant, ils sont trop grands et trop lourds pour être utilisés sur un bras de robot", explique le Dr Kurt Schmalz. Schmalz a donc élargi son portefeuille de générateurs de vide électriques en direction de modèles plus petits et plus légers et a introduit la première pompe cobot, l'ECBPi, en 2016. Il s'agit d'un générateur de vide électrique et d'une interface de préhension mécanique pour le robot en un. "Avec cela, nous avons été les pionniers de l'automatisation du vide", commente l'associé gérant. Le défi : Outre la génération de vide, Schmalz a également dû mettre en œuvre la fonction de dépose airless dans un espace très confiné. La solution pour le dépôt rapide de la pièce s'appelle : ventilation au lieu de soufflage.

Encore plus compacte, la nouvelle pompe pour cobots ECBPMi est conçue pour la manipulation de petites pièces d'objets étanches. "Les composants légers de bout de bras sont idéaux pour les cobots et les robots légers. Ils ne nécessitent pas d'air comprimé, ce qui signifie qu'ils peuvent également être utilisés sur des véhicules de transport autonomes", explique le Dr Kurt Schmalz, en décrivant une application potentielle. Cependant, ce ne sont plus seulement les petits robots légers pour lesquels le détachement de l'air comprimé est judicieux : Avec la tendance à la durabilité et donc la demande de systèmes plus efficaces, le besoin d'automatisation du vide indépendante de l'air comprimé a également augmenté pour les systèmes plus importants.

L'air comprimé offre plusieurs avantages : une densité de puissance élevée et des fonctions réalisables et fiables dans les composants pneumatiques. Ces derniers sont donc de petite taille, robustes et rapides. "Si l'on considère nos éjecteurs à vide, qui convertissent la surpression en vide de manière presque optimale et peuvent réagir de manière adaptative au processus de manutention grâce à leur fonction d'économie d'air, nous disposons de composants puissants et efficaces permettant de réaliser des économies allant jusqu'à 95 %. Toutefois, les fonctions d'économie d'air ne peuvent pas être utilisées partout", ajoute l'expert.

"Si l'usine airless devait arriver un jour, les fabricants de composants pneumatiques et de techniques de manutention devront fournir des produits alternatifs fonctionnant de manière purement électrique. Nous poursuivons donc une stratégie parallèle", explique le Dr Kurt Schmalz. En suivant cette stratégie, Schmalz a maintenant développé le générateur de vide électrique GCPi : Il est plus grand que la pompe Cobot et rejoint les nouveaux générateurs de vide électriques dans le portefeuille existant. Avec le GCPi, Schmalz rompt avec l'ancienne norme qui consistait à monter le générateur de vide directement sur le bras du robot. Au lieu de cela, l'utilisateur monte le puissant GCPi sur la base du robot afin qu'il puisse alimenter plusieurs ventouses sur la pince du robot à partir de là. Le défi ici est à nouveau le détachement purement électrique de la charge. Schmalz a également intégré une fonction de ventilation dans le GCPi. Selon la longueur du tuyau menant à la ventouse, l'égalisation de la pression avec l'atmosphère peut toutefois être retardée. Dans ce cas, la fonction de ventilation peut également être découplée de la pompe. "Ici, nous devons changer notre perspective et penser en termes de nouvelles architectures de système", déclare le Dr Kurt Schmalz.

C'est pourquoi Schmalz a développé la valve de ventilation électrique LQE. "C'est la véritable innovation. Grâce à elle, nous pouvons continuer à utiliser des générateurs de vide plus grands de manière centralisée tout en travaillant de manière décentralisée de façon très dynamique - avec des temps de mise en route très courts. Il a été démontré que la purge atmosphérique directe est souvent encore plus rapide que la purge active à l'air comprimé", précise le Dr Kurt Schmalz. La soupape de ventilation LQE offre encore plus d'avantages : Elle permet de pressuriser les lignes avec du vide. Lorsque la vanne s'ouvre, le vide s'établit immédiatement sur le préhenseur. "Il s'agit d'une vanne intelligente qui peut également reproduire la fonction d'économie d'air de nos éjecteurs compacts", explique le directeur associé. Cela contribue en outre à l'efficacité énergétique de la manipulation du vide sans air comprimé.

"La manipulation sous vide n'entraîne pas l'arrêt de l'air comprimé", souligne le Dr Kurt Schmalz. Si un raccordement est disponible, l'éjecteur est un moyen robuste, efficace et puissant de générer du vide pour la manutention automatisée. Tous les problèmes de la technologie de la manutention par le vide étaient donc considérés comme résolus jusqu'à ce que la question de la durabilité vienne sur le devant de la scène. "L'industrie doit réfléchir fondamentalement à l'air comprimé. Notre tâche consiste à développer des alternatives", déclare le pionnier du vide. Schmalz emprunte la voie de l'électrification : un générateur de vide électrique peut être plus durable - en termes de système global. "Que ce soit avec ou sans air comprimé, nous avons dans notre portefeuille la bonne solution pour chaque application", conclut le Dr. Kurt Schmalz.