La pièce est validée depuis six ans et posée à la main. Le projet d’automatisation démarre, le bras tient deux centièmes de millimètre, et à la mise en route la pose dérive de deux millimètres. Le robot n’est pas en cause : la pièce n’a jamais été dessinée pour être prise par autre chose qu’une main.
3M l’écrit dans son manuel d’automatisation : il faut savoir si les pièces découpées seront posées à la main ou par une machine avant de spécifier la matière et de la transformer.
Faire étudier la pose automatisée de votre pièce
Neuf étapes, neuf exigences sur la pièce
Une pose manuelle tient en deux gestes, décoller et appliquer. L’opérateur compense tout le reste à deux mains et à vue, ce qu’une machine ne fait pas.
| Étape | Ce que la pièce doit prévoir |
|---|---|
| 1. Présentation | Une bande sur protecteur continu. Le vrac est disqualifié en pick and place |
| 2. Séparation | Une force de séparation régulière, et une découpe qui n’a pas marqué le protecteur |
| 3. Prise | Une zone de prise dont la face en contact avec l’outil ne colle pas |
| 4. Transfert | Assez de rigidité pour ne pas se plier sous l’accélération |
| 5. Approche | Un repère détectable si un recalage vision est prévu |
| 6. Application | Une géométrie plane, ou un outil conformable pour un effort uniforme |
| 7. Maintien | Ce temps entre dans le temps de cycle |
| 8. Relâchement | Une adhérence sur le support supérieure à celle sur le préhenseur |
| 9. Contrôle | Un contraste ou un repère qui montre que la pièce est bien posée |
La séquence réelle d’une pose automatisée. Les étapes de prise et de relâchement font échouer les projets, pour la même raison : le préhenseur touche une matière conçue pour coller. Cliquez sur la frise pour l’agrandir.
Les étapes 3 et 8 font échouer les projets, pour la même raison : le préhenseur touche une matière conçue pour coller.
Le robot est le plus petit contributeur à l’écart de pose
Quand la pose dérive, le réflexe est de regarder la fiche du bras, et c’est rarement là que se trouve l’explication. Sur les fiches citant la norme ISO 9283, la répétabilité de pose d’un six axes de petite charge ou d’un SCARA se situe entre 0,01 et 0,04 mm, et les constructeurs précisent eux-mêmes qu’il s’agit d’une moyenne sur un petit nombre de robots, variable selon la position, la vitesse et la configuration du bras.
| Contributeur | Ordre de grandeur |
|---|---|
| Répétabilité du bras | 0,01 à 0,04 mm selon ISO 9283 |
| Tolérance de découpe | Selon procédé et matière. Se demande et se contrôle |
| Pas sur le protecteur | Un protecteur papier s’allonge sous tension, le pas dérive |
| Reprise par le préhenseur | Non publié. La géométrie de la pièce le conditionne |
| Positionnement du support | Souvent le premier contributeur réel, et le plus oublié |
| Recalage vision | Corrige l’amont, s’il y a un repère à voir sur la pièce |
Aucune norme ne publie de tolérance de pose pour une pièce adhésive posée par robot. La seule valeur trouvée vient d’un fabricant d’applicateurs d’étiquettes : plus ou moins 0,5 mm à vitesse fixe, mesurés au bord de distribution.
Ce qui empêche la pièce de coller au préhenseur
À l’étape 8, l’adhérence de la pièce sur son support doit déjà dépasser son adhérence sur l’outil. Le pelage et le cisaillement ne renseignent pas sur ce point, puisqu’ils mesurent la tenue du joint après pressage. La grandeur utile ici est le collant instantané, mesuré par boucle de collant selon FINAT FTM 9 ou ASTM D6195, deux méthodes qui visent les adhésifs formant une liaison mesurable dès le contact, sans pression appliquée. C’est le régime du contact entre la pièce et l’outil, et c’est une valeur que l’on pense rarement à demander.
| Pièce | Envisageable | Écarté, et pourquoi |
|---|---|---|
| Film mince, plan | Ventouse plate sur la face non adhésive | La pince marque le bord et déforme le film |
| Film perforé | Préhenseur à flux, pour pièces perméables à l’air | La ventouse ne fait pas l’étanchéité |
| Mousse à cellules ouvertes | Préhenseur à aiguilles, pour pièces poreuses | Le vide traverse la mousse et la pièce s’écrase |
| Pièce non plane | Ventouse à soufflets, ou outil conformable | La ventouse plate ne donne pas un effort uniforme |
| Adhésive deux faces | Zone réservée sans adhésif, ou protecteur maintenu | Toute prise directe sur l’adhésif |
Ce qui se décide à la conception de l’outil
Le préhenseur peut saisir la pièce sans toucher l’adhésif, à condition qu’elle ait été dessinée pour. Six paramètres se décident au moment de l’outil de découpe. Une fois l’outil réalisé, ils ne se rattrapent plus.
- La languette de préhension, qui prolonge le frontal au-delà de la zone adhésive
- La zone réservée sans adhésif, quand la géométrie ne permet pas de languette
- La découpe du protecteur, une fente qui libère la pièce par ouverture plutôt que par pelage. Voir ce que le protecteur siliconé impose en pose automatisée
- Le rayon des coins : un angle vif accroche l’outil et amorce un décollement de bord
- La marge d’échenillage, qui tient la bande et permet à la cellule de distinguer deux pièces
- Le repère de recalage, s’il y a un contrôle vision : il se dessine à la découpe
Posée n’est pas collée
Une pièce adhésive n’atteint pas sa tenue finale quand le robot la lâche. Sur un ruban acrylique mousse dont la fiche publie la courbe, la tenue atteint 50 % de sa valeur finale après 20 minutes, 90 % après 24 heures et 100 % après 72 heures à température ambiante. Si l’étape suivante manipule la pièce, c’est sur la tenue intermédiaire qu’il faut dimensionner, et un essai d’arrachement en sortie de cellule mesure lui aussi une valeur intermédiaire.
Cette lenteur ouvre une marge de manœuvre. Un fabricant indique que la pressurisation finale peut intervenir jusqu’à 24 heures après la mise en place : le robot positionne sans appliquer l’effort complet, un poste séparé s’en charge ensuite, et la cadence n’est plus contrainte par le temps de maintien.
| Produit | Pression publiée | Température |
|---|---|---|
| 3M VHB 5952 | Environ 100 kPa, soit 15 psi | Minimum suggéré de 10 à 15 °C |
| Recommandation tesa | Minimum 50 kPa, idéalement 2 bar | Environ 10 à 40 °C |
| tesa ACXplus 78XX | 20 N/cm², soit 200 kPa | 15 à 35 °C |
| 3M 9495LE | Non publiée | Idéal 21 à 38 °C |
Il n’existe donc pas de pression universelle : de 50 à 200 kPa selon le produit, et un double face fin très courant n’en publie aucune.
Reprendre une pièce déjà validée en pose manuelle
La matière et l’épaisseur ne bougent en général pas, donc la tenue validée par votre dossier reste acquise. Ce qui bouge presque toujours, c’est le conditionnement, la géométrie périphérique, le protecteur et la marge d’échenillage. Un protecteur différent laisse le joint intact mais modifie l’article ; une géométrie découpée différente modifie la pièce elle-même. Selon votre référentiel, la conséquence va d’une mise à jour documentaire à un dossier d’échantillons initiaux, et la question se traite avant d’engager la cellule. Notre article sur la qualification série sous référentiel automobile décrit le cadre.
Une mesure manque presque toujours au dossier : la tolérance de position réellement obtenue en pose manuelle.
Faire étudier votre pièce avant de commander la cellule
Nous transformons 700 matières premières et produisons des pièces adhésives découpées pour des lignes automatisées. Nous ne vendons ni robot ni cellule : notre part est la matière, la géométrie découpée, le protecteur et les tolérances. Nos ateliers sont certifiés IATF 16949 depuis 2019, avec une zone en salle blanche ISO 7.
Envoyez-nous le plan de la pièce, le mode de préhension envisagé et la tolérance demandée. Nous vous dirons ce qui tient en l’état et ce qui doit être modifié avant que la cellule soit figée.
Questions fréquentes
La répétabilité de mon robot suffit-elle à garantir la tolérance de pose ?
Non. La répétabilité publiée sur les fiches citant ISO 9283 se situe entre 0,01 et 0,04 mm pour un six axes de petite charge ou un SCARA, mais c’est le plus petit contributeur de la chaîne. S’y ajoutent la tolérance de découpe, la régularité du pas sur le protecteur, la reprise par le préhenseur et le positionnement du support à assembler, souvent le premier contributeur réel.
Comment éviter que la pièce reste collée au préhenseur ?
En faisant en sorte que le préhenseur ne touche jamais l’adhésif : une languette qui prolonge le frontal hors de la zone adhésive, une zone réservée sans adhésif, ou une découpe du protecteur qui libère la pièce par ouverture plutôt que par pelage. Ces dispositions se décident à la conception de l’outil de découpe. Quand la prise sur une face adhésive est inévitable, la grandeur à examiner est le collant instantané, selon FINAT FTM 9 ou ASTM D6195, et non l’adhérence au pelage.
Une pièce est-elle collée dès que le robot la lâche ?
Non. Sur un ruban acrylique mousse dont le fabricant publie la courbe, la tenue atteint 50 % de sa valeur finale après 20 minutes, 90 % après 24 heures et 100 % après 72 heures à température ambiante. Si l’étape suivante manipule la pièce, elle doit être dimensionnée sur la tenue intermédiaire. Ces valeurs appartiennent à un produit précis et ne se transposent pas à un autre complexe.
Valeurs issues de normes et de fiches techniques publiques. Elles sont attachées aux produits et conditions d’essai indiqués, et ne remplacent pas la fiche de votre complexe.
Sources
ISO 9283:1998, Manipulating industrial robots, performance criteria and related test methods
FINAT, méthodes d’essai FTM
ASTM D6195, essai du collant en boucle
3M, fiche du ruban VHB 5952
3M, Bonding Automation Handbook
tesa, guide d’application ACXplus
Avery Dennison, systèmes d’étiquetage ALS