Farason Corp. conçoit et fabrique des systèmes d'assemblage automatisés depuis plus de 25 ans. L'entreprise, dont le siège social est situé à Coatesville, en Pennsylvanie, développe des systèmes automatisés pour les secteurs de l'alimentation, des cosmétiques, des dispositifs médicaux, des produits pharmaceutiques, des produits de soins personnels, des jouets et des panneaux solaires. Parmi ses clients figurent Blistex Inc., Crayola Crayons, L'Oréal USA, Smith Medical et même l'US Mint.
Pharason a récemment été contacté par un fabricant de dispositifs médicaux souhaitant développer un système d'assemblage de deux pièces cylindriques en plastique. Une pièce est insérée dans l'autre et l'assemblage s'enclenche. Le fabricant exige une capacité de 120 composants par minute.
Le composant A est un flacon contenant une solution essentiellement aqueuse. Les flacons, de 0,375 pouce de diamètre et de 1,5 pouce de long, sont alimentés par un trieur à disques inclinés qui sépare les composants, les suspend par l'extrémité de plus grand diamètre et les évacue dans une goulotte en forme de C. Les composants sortent sur un tapis roulant mobile, couché sur le dos, bout à bout, dans une seule direction.
Le composant B est un manchon tubulaire destiné à maintenir le flacon en place pour son transport vers l'équipement en aval. Les noyaux, de 12,7 mm de diamètre et 9,5 cm de long, sont alimentés par un trieur à disques ensachés qui les trie dans des alvéoles radiales situées autour d'un disque en plastique rotatif. Les alvéoles sont profilées pour épouser la forme de la pièce. La caméra Presence Plus de Banner Engineering Corp. est installée à l'extérieur du bol et observe les détails qui défilent en dessous. La caméra oriente la pièce en détectant la présence d'engrenages à une extrémité. Les composants mal orientés sont éjectés des alvéoles par le flux d'air avant de quitter le bol.
Les trieurs à disques, également appelés alimentateurs centrifuges, n'utilisent pas de vibrations pour séparer et positionner les pièces. Ils reposent plutôt sur le principe de la force centrifuge. Les pièces tombent sur un disque en rotation et la force centrifuge les projette à la périphérie du cercle.
Le trieur à disques ensachés fonctionne comme une roulette. Lorsque la pièce glisse radialement du centre du disque, des pinces spéciales situées le long du bord extérieur du disque saisissent la pièce correctement orientée. Comme avec un alimentateur vibrant, les pièces mal alignées peuvent se coincer et revenir en circulation. Le trieur à disques inclinables fonctionne de la même manière, mais il est également assisté par la gravité grâce à l'inclinaison du disque. Au lieu de rester sur le bord du disque, les pièces sont guidées vers un point précis où elles s'alignent à la sortie de l'alimentateur. Là, l'outil utilisateur accepte les pièces correctement orientées et bloque les pièces mal alignées.
Ces doseurs flexibles peuvent traiter une gamme de pièces de même forme et de même taille par simple changement de fixation. Les pinces se changent sans outil. Les doseurs centrifuges offrent des vitesses d'alimentation plus rapides que les tambours vibrants et peuvent souvent effectuer des tâches que ces derniers ne peuvent pas effectuer, comme le traitement de pièces huileuses.
Le composant B sort par le bas du trieur et entre dans un rouleau vertical à 90 degrés, qui est redirigé sur un convoyeur à bande en caoutchouc perpendiculaire au sens de déplacement. Les composants sont acheminés à l'extrémité du convoyeur et dans des goulottes verticales où ils forment une seule rangée.
Le support de poutre mobile retire le composant B du rack et le transfère au composant A. Le composant A se déplace perpendiculairement au support de montage, entre dans la poutre d'équilibre et se déplace parallèlement et à côté du composant B correspondant.
Des poutres mobiles assurent un déplacement et un positionnement contrôlés et précis des composants. L'assemblage s'effectue en aval grâce à un poussoir pneumatique qui s'étend, entre en contact avec le composant A et le pousse dans le composant B. Pendant l'assemblage, le confinement supérieur maintient l'ensemble B en place.
Pour garantir des performances optimales, les ingénieurs de Farason ont dû s'assurer que le diamètre extérieur du flacon et le diamètre intérieur du manchon respectaient des tolérances strictes. Darren Max, ingénieur d'application et chef de projet chez Farason, a expliqué que la différence entre un flacon correctement placé et un flacon mal placé n'était que de 0,03 pouce. L'inspection à grande vitesse et le positionnement précis sont des aspects clés du système.
Les sondes de mesure laser de Banner vérifient que les composants sont assemblés à la longueur totale exacte. Un robot cartésien 2 axes équipé d'un effecteur terminal à vide 6 axes prélève les composants du balancier et les transfère vers un dispositif de fixation sur le convoyeur d'alimentation de l'étiqueteuse Accraply. Les composants reconnus défectueux ne sont pas retirés du balancier, mais déposés depuis l'extrémité dans un bac de récupération.
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