Peut-on utiliser des vérins et des actionneurs électriques dans le même système ?

Les ingénieurs partent souvent du principe qu'ils doivent choisir une seule technologie d'actionneur pour l'ensemble des systèmes, manquant ainsi des opportunités d'optimiser les performances et les coûts en combinant des vérins pneumatiques et des actionneurs électriques là où chaque technologie excelle.

Les vérins pneumatiques et les actionneurs électriques peuvent être efficacement intégrés dans des systèmes hybrides, le pneumatique assurant les opérations à grande vitesse et à force élevée et l'électrique le positionnement de précision, créant ainsi des solutions optimisées qui réduisent les coûts de 30-50% tout en améliorant les performances globales du système par rapport aux approches mono-technologiques.

Ce matin, David, un fabricant d'équipements d'emballage de l'Ohio, nous a appelés pour nous expliquer comment son système hybride utilisant Bepto cylindres sans tige¹ pour le transfert rapide des produits et des actionneurs électriques pour le positionnement final a permis de réduire ses coûts totaux d'automatisation de $85 000 tout en obtenant de meilleures performances qu'avec l'une ou l'autre de ces technologies.

Table des matières

• Quels sont les avantages des systèmes hybrides pneumatique-électrique ?
• Comment concevoir une intégration efficace entre ces technologies ?
• Quelles sont les approches de systèmes de contrôle les plus adaptées à l'automatisation hybride ?
• Quelles sont les applications qui bénéficient le plus des technologies d'actionnement combinées ?

Quels sont les avantages des systèmes hybrides pneumatique-électrique ?

La combinaison des technologies des actionneurs pneumatiques et électriques crée des avantages synergiques qui dépassent souvent les capacités des solutions à technologie unique, tout en optimisant les coûts et les performances.

Les systèmes hybrides utilisent des vérins pneumatiques pour les opérations à grande vitesse et à force élevée et des actionneurs électriques pour le positionnement de précision, ce qui permet généralement de réduire le coût total du système de 30 à 50% par rapport aux solutions entièrement électriques, tout en réalisant des temps de cycle de 20 à 40% plus rapides qu'avec les systèmes entièrement pneumatiques et en maintenant la précision là où elle est nécessaire.

Optimisation des coûts Avantages

Avantages en termes de coûts spécifiques à la technologie

Chaque technologie excelle dans différentes catégories de coûts :

• Avantages pneumatiques: Coûts d'équipement réduits, installation simple, formation minimale
• Avantages électriques: Efficacité énergétique pour un fonctionnement continu, capacité de précision
• Optimisation hybride: Utiliser chaque technologie là où elle apporte une valeur maximale
• Économies totales du système: 30-50% réduction des coûts par rapport aux solutions à technologie unique

Analyse des coûts des systèmes hybrides

Comparaison des coûts réels d'un projet d'automatisation typique :

Composant du système	Coût du tout électrique	Coût de l'ensemble pneumatique	Coût du système hybride	Économies hybrides
Transfert à grande vitesse	$8,000	$2,500	$2,500	69% vs électrique
Positionnement de précision	$12,000	Non réalisable	$6,000	50% vs électrique
Opérations de la force	$15,000	$3,500	$3,500	77% vs électrique
Systèmes de contrôle	$8,000	$2,000	$4,500	44% vs électrique
Total du projet	$43,000	$8,000	$16,500	62% vs électrique

Avantages de l'amélioration des performances

Amélioration de la vitesse et du temps de cycle

Les systèmes hybrides permettent d'obtenir des performances supérieures :

• Positionnement rapide: Les vérins pneumatiques permettent des accélérations et des vitesses plus rapides.
• Finition de précision: Les actionneurs électriques assurent la précision du positionnement final
• Opérations parallèles: Mouvements pneumatiques et électriques simultanés
• Séquences optimisées: Chaque technologie remplit sa fonction optimale

Combinaison de force et de précision

Tirer parti de capacités complémentaires :

• Pneumatique à force élevée: Les cylindres fournissent une force maximale pour le serrage et le formage.
• Électricité de précision: Des actionneurs pour un positionnement et des mesures précis
• Partage des charges: Pneumatique pour les charges lourdes, électrique pour un contrôle précis
• Gamme dynamique: Capacités de force et de précision étendues dans un système unique

Avantages en termes de fiabilité et de maintenance

Redondance et capacités de sauvegarde

Les systèmes hybrides offrent une sécurité opérationnelle :

• Diversité technologique: Réduction du risque lié aux défaillances d'une seule technologie
• Dégradation progressive: Fonctionnement partiel possible en cas de défaillance d'une technologie
• Planification de la maintenance: Entretenir des technologies différentes à des intervalles différents
• Répartition des compétences: Charge de maintenance répartie entre différents domaines d'expertise

Optimisation des coûts de maintenance

Des besoins d'entretien équilibrés :

Aspect maintenance	Avantage hybride	Impact sur les coûts	Avantage de la fiabilité
Compétences requises	Une complexité équilibrée	25-40% réduction	Amélioration de la disponibilité
Stock de pièces	Composants diversifiés	Réduction 20-30%	Meilleure gestion des stocks
Programmation des services	Un calendrier flexible	30-50% réduction	Optimisation des temps d'arrêt
Aide d'urgence	Options technologiques multiples	40-60% réduction	Une réponse plus rapide

Avantages de la flexibilité et de l'adaptabilité

Capacités de reconfiguration du système

Les systèmes hybrides s'adaptent plus facilement aux changements :

• Modifications du processus: Adaptation de la balance pneumatique/électrique aux nouvelles exigences
• Augmentation des capacités: Ajout d'une vitesse pneumatique ou d'une précision électrique selon les besoins
• Mises à niveau technologiques: Mise à niveau indépendante des technologies individuelles
• Modifications de l'application: Reconfiguration pour des produits ou des processus différents

Avantages de la protection de l'avenir

Les systèmes hybrides offrent des possibilités d'évolution technologique :

• Migration progressive: L'équilibre technologique se modifie lentement au fil du temps
• Évaluation des technologies: Tester de nouvelles approches sans remplacement complet du système
• Protection des investissements: Préserver les investissements technologiques existants
• Atténuation des risques: Éviter l'obsolescence grâce à la diversité des technologies

Avantages de l'intégration Bepto

Optimisation des composants pneumatiques

Nos cylindres améliorent les performances du système hybride :

• Capacité à grande vitesse: Vérins sans tige atteignant des vitesses de 3000+ mm/sec
• Des interfaces précises: Montage et couplage précis pour l'intégration électrique
• Compatibilité des contrôles: Composants pneumatiques conçus pour les systèmes de contrôle hybrides
• Connexions normalisées: Interfaces communes simplifiant l'intégration des systèmes

Soutien à la conception des systèmes

Bepto fournit une expertise en matière de systèmes hybrides :

• Ingénierie d'application: Optimiser l'équilibre technologique pneumatique/électrique
• Conseil en intégration: Conception du système de contrôle et de l'interface mécanique
• Tests de performance: Validation des performances et de la fiabilité des systèmes hybrides
• Soutien continu: Assistance technique pour l'optimisation des systèmes hybrides

Avantages spécifiques à l'application

Fabrication de lignes d'assemblage

Les systèmes hybrides excellent dans les opérations d'assemblage complexes :

• Traitement des pièces: Vérins pneumatiques pour le transfert et le positionnement rapides des pièces
• Assemblage de précision: Actionneurs électriques pour un placement précis des composants
• Application de la force: Systèmes pneumatiques pour le pressage, le serrage et le formage
• Contrôle de la qualité: Systèmes électriques de mesure et d'inspection

Emballage et manutention

Les technologies combinées optimisent les opérations d'emballage :

• Tri à grande vitesse: Cylindres pneumatiques pour un détournement rapide des produits
• Placement précis: Actionneurs électriques pour un positionnement précis de l'emballage
• Contrôle des forces: Systèmes pneumatiques pour une étanchéité et une compression constantes
• Manipulation souple: Systèmes électriques pour l'hébergement de produits variables

Sarah, un intégrateur de systèmes du Michigan, a conçu un système d'assemblage hybride utilisant des vérins sans tige Bepto pour des cycles de transfert de pièces de 2 secondes et des actionneurs électriques pour un positionnement final de ±0,1 mm. L'approche hybride a coûté $28 000 contre $65 000 pour une solution entièrement électrique, tout en permettant des temps de cycle plus rapides de 35% et en maintenant la précision requise, ce qui s'est traduit par un retour sur investissement de 18 mois grâce à l'amélioration de la productivité.

Comment concevoir une intégration efficace entre ces technologies ?

Pour réussir la conception d'un système hybride, il faut planifier soigneusement les interfaces mécaniques, l'intégration des commandes et la coordination opérationnelle entre les technologies des actionneurs pneumatiques et électriques.

Une intégration hybride efficace nécessite une analyse systématique des exigences en matière de force, de vitesse et de précision pour chaque opération, suivie d'une conception mécanique soignée, d'interfaces de commande normalisées et d'un séquençage coordonné qui optimise les points forts de chaque technologie tout en minimisant la complexité et le coût.

Planification de l'architecture du système

Analyse de décomposition fonctionnelle

Ventiler les exigences du système en fonction des points forts de la technologie :

• Besoins en forces: Opérations de force assignées aux vérins pneumatiques
• Exigences en matière de vitesse: Mouvements rapides gérés par des systèmes pneumatiques
• Exigences de précision: Positionnement précis grâce à des actionneurs électriques
• Analyse du rapport cyclique: Les opérations continues favorisent les opérations électriques, les opérations intermittentes favorisent les opérations pneumatiques.

Matrice d'affectation des technologies

Approche systématique de la sélection des technologies :

Type d'opération	Niveau de force	Vitesse requise	Besoin de précision	Technologie recommandée
Transfert rapide	Moyenne-élevée	Très élevé	Faible	Cylindre pneumatique
Positionnement de précision	Faible-Moyen	Moyen	Très élevé	Actionneur électrique
Serrage/tenue	Très élevé	Faible	Faible	Cylindre pneumatique
Réglage fin	Faible	Faible	Très élevé	Actionneur électrique
Cyclisme répétitif	Moyen	Haut	Moyen	Cylindre pneumatique

Conception de l'intégration mécanique

Principes de conception de l'interface

Créer des connexions mécaniques efficaces :

• Montage standardisé: Plaques de base et systèmes de montage courants
• Accouplement flexible: Adaptation aux différentes caractéristiques des actionneurs
• Transfert de charge: Transmission correcte de la force entre les technologies
• Entretien de l'alignement: Préserver la précision grâce aux interfaces mécaniques

Exemples de systèmes mécaniques

Des approches d'intégration éprouvées :

Systèmes de positionnement grossier/fin

Positionnement en deux étapes avec des technologies complémentaires :

• Positionnement grossier pneumatique: Mouvement rapide vers une position approximative
• Positionnement fin électrique: Positionnement final et ajustement précis
• Accouplement mécanique: Connexion rigide ou flexible entre les étages
• Transfert de position: Transfert coordonné entre les systèmes de positionnement

Systèmes d'opérations parallèles

Opérations pneumatiques et électriques simultanées :

• Axes indépendants: Séparer les mouvements X, Y, Z avec des technologies différentes
• Partage des charges: Le pneumatique supporte les charges tandis que l'électrique assure la précision
• Mouvement synchronisé: Profils de mouvement coordonnés pour les deux technologies
• Verrouillages de sécurité: Prévenir les conflits entre opérations simultanées

Intégration des systèmes de contrôle

Options de l'architecture de contrôle

Différentes approches du contrôle des systèmes hybrides :

• Contrôle PLC centralisé: Un seul contrôleur pour gérer les deux technologies
• Contrôle distribué: Contrôleurs séparés avec liens de communication
• Contrôle hiérarchique²: Contrôleur maître coordonnant les contrôleurs esclaves
• Contrôle de mouvement intégré: Systèmes de mouvement combinés pneumatiques et électriques

Protocoles de communication

Interfaces normalisées pour l'intégration des technologies :

• E/S numériques: Signaux on/off simples pour une coordination de base
• Signaux analogiques: Contrôle proportionnel et informations de retour
• Réseaux de bus de terrain³: Communication DeviceNet, Profibus, Ethernet/IP
• Réseaux de mouvement: EtherCAT, SERCOS pour le contrôle coordonné des mouvements

Conception de la synchronisation et du séquençage

Coordination des profils de mouvement

Optimisation des séquences de mouvements :

• Opérations superposées: Mouvements pneumatiques et électriques simultanés
• Transfert séquentiel: Transfert coordonné entre les technologies
• Adaptation de la vitesse: Synchronisation des vitesses aux points d'interface
• Coordination de l'accélération: Profils d'accélération adaptés pour un fonctionnement en douceur

Systèmes de sécurité et de verrouillage

Protéger les opérations hybrides :

• Vérification de la position: Confirmation des positions de l'actionneur avant l'opération suivante
• Contrôle des forces: Détection des conditions de surcharge dans l'une ou l'autre technologie
• Arrêts d'urgence: Arrêt coordonné de tous les composants du système
• Isolation des défauts: Empêcher que les défaillances d'une seule technologie n'affectent l'ensemble du système

Bepto Integration Solutions

Composants d'interface normalisés

Nos cylindres sont conçus pour les applications hybrides :

• Montage de précision: Interfaces précises pour le raccordement des actionneurs électriques
• Retour d'information sur la position: Capteurs compatibles avec les systèmes de commande électrique
• Accouplement flexible: Interfaces mécaniques compatibles avec différentes technologies
• Connexions normalisées: Normes communes d'interface pneumatique et électrique

Services de soutien à l'intégration

Bepto fournit un support complet pour les systèmes hybrides :

Type de service	Description	Bénéfice	Calendrier type
Analyse des applications	Examen des missions technologiques	Performances optimales	1-2 semaines
Conception mécanique	Conception de l'interface et du montage	Une intégration fiable	2-4 semaines
Consultation de contrôle	Planification de l'architecture du système	Contrôle simplifié	1-3 semaines
Soutien aux essais	Validation des performances	Fonctionnement vérifié	1-2 semaines

Défis communs en matière d'intégration

Questions relatives à l'interface mécanique

Problèmes typiques et solutions :

• Désalignement: Montage de précision et accouplements flexibles
• Transfert de charge: Conception mécanique appropriée et analyse des contraintes
• Isolation contre les vibrations: Systèmes d'amortissement prévenant les interférences
• Effets thermiques: Compensation des différents taux de dilatation thermique

Complexité du système de contrôle

Gérer les défis liés au contrôle des systèmes hybrides :

• Coordination des horaires: Programmation et test soigneux des séquences
• Retards de communication: Prise en compte de la latence du réseau dans la synchronisation
• Traitement des défaillances: Procédures complètes de détection et de récupération des erreurs
• Interface opérateur: Indication claire de l'état et du fonctionnement du système

Stratégies d'optimisation des performances

Approches de réglage du système

Optimisation des performances des systèmes hybrides :

• Profilage du mouvement: Coordination des profils d'accélération et de vitesse
• Équilibrage de la charge: Répartir les forces de manière appropriée entre les technologies
• Optimisation de la synchronisation: Minimiser les temps de cycle grâce à des opérations parallèles
• Gestion de l'énergie: Équilibrer la consommation d'air pneumatique et la puissance électrique

Méthodes d'amélioration continue

Optimisation continue des systèmes hybrides :

• Contrôle des performances: Suivi des temps de cycle, de la précision et de la fiabilité
• Analyse des données: Identifier les possibilités d'optimisation à partir des données du système
• Mises à jour technologiques: Amélioration des composants individuels pour de meilleures performances
• Raffinement du processus: Ajuster les opérations sur la base de l'expérience et du retour d'information

Tom, concepteur de machines dans le Wisconsin, a intégré des vérins sans tige Bepto avec des servomoteurs dans un système d'assemblage de précision. En utilisant des vérins pneumatiques pour 80% du mouvement (positionnement rapide) et des servomoteurs électriques pour 20% final (placement de précision), il a obtenu une précision de ±0,05 mm à des vitesses supérieures de 40% à celles des systèmes tout électriques, tout en réduisant le coût total des servomoteurs de $45 000 et en simplifiant les exigences en matière de maintenance.

Quelles sont les approches de systèmes de contrôle les plus adaptées à l'automatisation hybride ?

L'architecture des systèmes de contrôle a un impact significatif sur les performances des systèmes hybrides, les différentes approches offrant des niveaux variables d'intégration, de complexité et de capacités d'optimisation.

Les systèmes de contrôle hybrides réussis utilisent généralement une architecture PLC centralisée avec des protocoles de communication standardisés, des profils de mouvement coordonnés et des systèmes de sécurité intégrés, ce qui permet d'obtenir de meilleures performances que les approches de contrôle séparées tout en réduisant la complexité de la programmation et les exigences en matière de maintenance.

Options de l'architecture de contrôle

Systèmes de contrôle centralisés

Un seul contrôleur gère les deux technologies :

• Contrôle PLC unifié: Un seul contrôleur programmable pour l'ensemble du système
• Programmation intégrée: Environnement logiciel unique pour toutes les opérations
• Calendrier coordonné: Synchronisation précise entre les technologies
• Dépannage simplifié: Point unique pour le diagnostic du système

Systèmes de contrôle distribués

Plusieurs contrôleurs avec des liens de communication :

• Contrôleurs spécifiques à une technologie: Contrôleurs pneumatiques et électriques séparés
• Communication en réseau: Ethernet, bus de terrain ou communication série
• Optimisation spécialisée: Contrôleurs optimisés pour des technologies spécifiques
• Extension modulaire: Ajout facile de nouveaux modules technologiques

Normes de communication et d'interface

Intégration des E/S numériques

Intégration des signaux de base pour les systèmes hybrides :

Type de signal	Application pneumatique	Application électrique	Méthode d'intégration
Retour d'information sur la position	Capteurs de proximité	Signaux du codeur	Modules d'entrée numérique
Sorties de commande	Commande d'électrovanne	Validation de l'entraînement du moteur	Modules de sortie numérique
Indication de l'état	Position du cylindre	Actionneur prêt	Bits du registre d'état
Signaux de sécurité	Arrêt d'urgence	Désactivation du servo	Systèmes de relais de sécurité

Intégration des signaux analogiques

Contrôle proportionnel et rétroaction :

• Retour de pression: Surveillance et contrôle de la force pneumatique
• Retour d'information sur la position: Information continue sur la position à partir des deux technologies
• Signaux de vitesse: Contrôle et coordination de la vitesse
• Contrôle de la charge: Retour de force et de couple pour les deux systèmes

Intégration de la commande de mouvement

Profils de mouvements coordonnés

Synchronisation des mouvements pneumatiques et électriques :

• Adaptation de la vitesse: Coordination des vitesses aux points de transfert
• Coordination de l'accélération: Profils d'accélération adaptés pour un fonctionnement en douceur
• Synchronisation de la position: Maintien des positions relatives pendant le mouvement
• Partage des charges: Répartition des forces entre les technologies pendant le fonctionnement

Fonctions avancées de contrôle des mouvements

Capacités de contrôle sophistiquées pour les systèmes hybrides :

• Engrenage électronique: Maintien de relations fixes entre les actionneurs
• Profilage des cames: Modèles de mouvements complexes impliquant les deux technologies
• Contrôle des forces: Application coordonnée de la force à l'aide de moyens pneumatiques et électriques
• Planification des trajets: Trajectoires optimisées pour les systèmes hybrides multi-axes

Intégration des systèmes de sécurité

Architecture de sécurité intégrée

Sécurité globale pour les systèmes hybrides :

• Automates de sécurité: Contrôleurs de sécurité dédiés gérant les deux technologies
• Réseaux de sécurité: Communication sûre entre les systèmes pneumatiques et électriques
• Arrêts coordonnés: Arrêt simultané de tous les composants du système
• Évaluation des risques: Analyse complète de la sécurité pour les opérations hybrides

Systèmes d'intervention d'urgence

Procédures d'urgence coordonnées :

• Arrêts immédiats: Arrêt rapide des systèmes pneumatiques et électriques
• Positionnement sûr: Se mettre en position de sécurité à l'aide des technologies disponibles
• Isolation des défauts: Prévenir les défaillances en cascade entre les technologies
• Procédures de récupération: Redémarrage systématique après une situation d'urgence

Programmation et intégration de logiciels

Environnements de programmation unifiés

Plateformes logicielles prenant en charge le contrôle hybride :

• IDE multitechnologiques: Environnements de développement supportant les deux technologies
• Bibliothèques de blocs fonctionnels: Fonctions de contrôle prédéfinies pour les opérations hybrides
• Capacités de simulation: Tester les systèmes hybrides avant leur mise en œuvre
• Outils de diagnostic: Dépannage complet pour les deux technologies

Stratégies logiques de contrôle

Approches de programmation pour les systèmes hybrides :

Méthodes de contrôle séquentiel

Coordination des opérations étape par étape :

• Machines à états⁴: Progression systématique à travers les étapes de l'opération
• Logique de verrouillage: Prévenir les opérations dangereuses ou conflictuelles
• Protocoles de transfert: Transfert coordonné entre les technologies
• Gestion des erreurs: Détection et rétablissement complets des défaillances

Méthodes de contrôle parallèle

Coordination d'opérations simultanées :

• Multithreading: Exécution parallèle de la commande pneumatique et électrique
• Points de synchronisation: Calendrier coordonné pour les opérations critiques
• Arbitrage des ressources: Gestion des ressources partagées du système
• Optimisation des performances: Maximiser le débit par des opérations parallèles

Soutien à l'intégration de Bepto Control

Composants prêts à être contrôlés

Nos vérins se caractérisent par des conceptions faciles à contrôler :

• Capteurs intégrés: Retour de position compatible avec les contrôleurs standard
• Interfaces normalisées: Connexions électriques et pneumatiques communes
• Documentation de contrôle: Spécifications complètes pour l'intégration du système
• Exemples d'application: Stratégies de contrôle éprouvées pour les applications hybrides

Services d'assistance technique

Assistance complète au système de contrôle :

Service d'appui	Description	Produit livrable	Chronologie
Architecture de contrôle	Consultation sur la conception du système	Spécification de l'architecture	1-2 semaines
Soutien à la programmation	Développement de la logique de contrôle	Modèles de programmes	2-4 semaines
Tests d'intégration	Validation du système	Procédures de test	1-2 semaines
Soutien à la mise en service	Aide au démarrage	Procédures opérationnelles	1 semaine

Conception d'interfaces homme-machine

Exigences relatives à l'interface opérateur

Conception d'une IHM efficace pour les systèmes hybrides :

• État de la technologie: Indication claire de l'état des systèmes pneumatiques et électriques
• Contrôles unifiés: Interface unique pour les deux technologies
• Affichages de diagnostic: Informations complètes sur le dépannage
• Contrôle des performances: Indicateurs de performance du système en temps réel

Fonctionnalités avancées de l'IHM

Capacités d'interface sophistiquées :

• Affichage des tendances: Données historiques sur les performances des deux technologies
• Gestion des alarmes: Alarmes classées par ordre de priorité et conseils sur les mesures correctives à prendre
• Gestion des recettes: Stockage et récupération des paramètres des systèmes hybrides
• Accès à distance: Connectivité réseau pour la surveillance et le contrôle à distance

Surveillance et optimisation des performances

Systèmes de collecte de données

Collecte d'informations sur les performances :

• Contrôle du temps de cycle: Suivi des temps de fonctionnement individuels et globaux
• Mesure de la précision: Précision de la position et de la force pour les deux technologies
• Consommation d'énergie: Surveillance de la consommation d'air pneumatique et de la puissance électrique
• Suivi de la fiabilité: Taux de défaillance et besoins de maintenance

Outils d'amélioration continue

Optimisation des performances des systèmes hybrides :

• Analyse statistique: Identifier les tendances et les opportunités en matière de performance
• Maintenance prédictive: Anticiper les besoins de maintenance pour les deux technologies
• Optimisation des processus: Ajuster les paramètres pour améliorer les performances
• Équilibre technologique: Optimisation de l'équilibre entre fonctionnement pneumatique et électrique

Défis et solutions en matière de contrôle

Questions de timing et de synchronisation

Résoudre les problèmes de coordination :

• Retards de communication: Prise en compte de la latence du réseau dans les calculs de temps
• Différences de temps de réponse: Compenser les différentes caractéristiques de réponse de l'actionneur
• Précision de la position: Maintenir la précision lors des transferts de technologie
• Adaptation de la vitesse: Coordination des vitesses entre différents types d'actionneurs

Intégration Gestion de la complexité

Simplifier le contrôle des systèmes hybrides :

• Programmation modulaire: Décomposer des opérations complexes en modules gérables
• Interfaces normalisées: Utilisation de protocoles de communication et de contrôle communs
• Normes de documentation: Maintenir une documentation claire sur le système
• Programmes de formation: S'assurer que les opérateurs et les techniciens comprennent les systèmes hybrides

Jennifer, ingénieur de contrôle en Caroline du Nord, a mis en place un système d'emballage hybride utilisant un contrôle PLC centralisé avec des vérins pneumatiques Bepto et des servomoteurs électriques. Son approche unifiée du contrôle a permis de réduire le temps de programmation de 40%, de réaliser des cycles de 2,5 secondes avec une précision de ±0,2 mm et de simplifier la formation des opérateurs en présentant les deux technologies par le biais d'une interface unique, ce qui s'est traduit par une disponibilité du système de 99,1% au cours de la première année d'exploitation.

Quelles sont les applications qui bénéficient le plus des technologies d'actionnement combinées ?

Certaines applications bénéficient naturellement d'approches d'actionneurs hybrides, où la combinaison de technologies pneumatiques et électriques crée des performances supérieures et des avantages en termes de coûts par rapport aux solutions à technologie unique.

Les systèmes d'actionneurs hybrides excellent dans les applications nécessitant à la fois des opérations à grande vitesse/force élevée et un positionnement de précision, notamment les lignes d'assemblage, les équipements d'emballage, les systèmes de manutention et les machines d'essai. Ils offrent généralement des performances supérieures de 25 à 40% pour un coût inférieur de 30 à 50% par rapport aux alternatives à technologie unique.

Applications de fabrication et d'assemblage

Lignes d'assemblage automobile

La production de véhicules bénéficie considérablement des approches hybrides :

• Soudage du corps: Vérins pneumatiques pour le positionnement et le serrage rapides des pièces
• Perçage de précision: Actionneurs électriques pour un placement précis des trous
• Installation des composants: Pneumatique pour l'application de la force, électrique pour le positionnement
• Contrôle de la qualité: Systèmes électriques pour la mesure, pneumatiques pour la manipulation des pièces

Fabrication de produits électroniques

Opérations d'assemblage de circuits imprimés et de composants :

• Manipulation des circuits imprimés: Systèmes pneumatiques pour le transfert et le positionnement rapides des planches
• Placement des composants: Actionneurs électriques pour un positionnement précis des composants
• Opérations de soudure: Pneumatique pour l'application de la force, électrique pour le positionnement
• Procédures d'essai: Électrique pour le positionnement précis de la sonde, pneumatique pour la force de contact

Emballage et manutention

Lignes d'emballage à grande vitesse

Les opérations d'emballage commercial sont optimisées par des systèmes hybrides :

Fonctionnement	Fonction pneumatique	Fonction électrique	Prestation de performance
Alimentation du produit	Transfert rapide de pièces	Positionnement précis	40% cycles plus rapides
Application de l'étiquette	Application de la force	Précision de la position	Placement ±0,5mm
Formation de cartons	Pliage à grande vitesse	Alignement précis	Augmentation de la vitesse du 35%
Contrôle de la qualité	Traitement des pièces	Positionnement de la mesure	Amélioration de la précision

Automatisation des entrepôts

Les systèmes de manutention bénéficient d'une combinaison de technologies :

• Manutention de palettes: Vérins pneumatiques pour le levage et le positionnement à grande force
• Placement de précision: Actionneurs électriques pour un positionnement précis du stockage
• Systèmes de tri: Pneumatique pour une déviation rapide, électrique pour un acheminement précis
• Gestion des stocks: Électrique pour la mesure, pneumatique pour le mouvement

Équipement d'essai et de mesure

Machines d'essai des matériaux

Les essais mécaniques bénéficient d'approches hybrides :

• Chargement de l'échantillon: Systèmes pneumatiques pour un chargement rapide et des forces élevées
• Positionnement précis: Actionneurs électriques pour un positionnement précis des tests
• Application de la force: Pneumatique pour les forces élevées, électrique pour un contrôle précis
• Collecte de données: Systèmes électriques pour la mesure de la position et de la force

Systèmes de contrôle de la qualité

Équipement d'inspection optimisé grâce à des technologies combinées :

• Traitement des pièces: Vérins pneumatiques pour le transfert rapide de pièces et la fixation
• Positionnement de la mesure: Actionneurs électriques pour un positionnement précis des sondes et des capteurs
• Contrôle des forces: Pneumatique pour des forces de contact constantes pendant l'inspection
• Enregistrement des données: Systèmes électriques pour des mesures et une documentation précises

Transformation des aliments et des boissons

Équipement de transformation des aliments

Les applications sanitaires bénéficient d'une conception hybride :

• Traitement des produits: Vérins pneumatiques pour un déplacement rapide et hygiénique des produits
• Coupe de précision: Actionneurs électriques pour un contrôle précis des portions
• Opérations d'emballage: Pneumatique pour la vitesse, électrique pour la précision du placement
• Systèmes de nettoyage: Pneumatique pour le lavage, électrique pour un contrôle précis

Lignes de production de boissons

Opérations de traitement et de conditionnement des liquides :

• Manutention des conteneurs: Systèmes pneumatiques pour la manutention à grande vitesse de bouteilles et de canettes
• Précision du remplissage: Actionneurs électriques pour un contrôle précis du volume
• Opérations de bouchage: Pneumatique pour l'application de la force, électrique pour le positionnement
• Contrôle de la qualité: Électrique pour la mesure, pneumatique pour la manipulation des rejets

Solutions d'applications hybrides Bepto

Paquets spécifiques à l'application

Solutions optimisées pour les applications hybrides courantes :

• Systèmes d'assemblage: Combinaisons pneumatiques/électriques pré-établies
• Solutions d'emballage: Systèmes intégrés pour les opérations d'emballage à grande vitesse
• Manutention des matériaux: Systèmes coordonnés pour l'entreposage et la distribution
• Matériel d'essai: Mesure de précision avec capacité de force élevée

Services d'intégration personnalisés

Des solutions hybrides sur mesure pour des applications spécifiques :

Type de service	Focus sur l'application	Avantages typiques	Délai de mise en œuvre
Automatisation de l'assemblage	Lignes de fabrication	35% réduction des coûts	6-12 semaines
Intégration des emballages	Emballage commercial	Augmentation de la vitesse du 40%	4-8 semaines
Manutention des matériaux	Systèmes d'entreposage	50% gain d'efficacité	8-16 semaines
Systèmes d'essai	Contrôle de la qualité	60% économies de coûts	4-10 semaines

Fabrication de produits pharmaceutiques et de dispositifs médicaux

Équipement de production de médicaments

La fabrication de produits pharmaceutiques bénéficie d'approches hybrides :

• Manipulation des comprimés: Cylindres pneumatiques pour une manipulation rapide et délicate des produits
• Dosage de précision: Actionneurs électriques pour une mesure et une distribution précises
• Opérations d'emballage: Pneumatique pour la vitesse, électrique pour la conformité réglementaire
• Contrôle de la qualité: Électrique pour la mesure, pneumatique pour la manipulation de l'échantillon

Assemblage de dispositifs médicaux

Fabrication d'équipements médicaux de précision :

• Traitement des composants: Systèmes pneumatiques pour la manipulation de pièces délicates
• Assemblage de précision: Actionneurs électriques pour des exigences dimensionnelles critiques
• Opérations de test: Électrique pour la mesure, pneumatique pour l'application de la force
• Procédés de stérilisation: Pneumatique pour les environnements difficiles

Fabrication de textiles et d'habillement

Équipement de traitement des tissus

Optimisation des opérations textiles à l'aide de systèmes hybrides :

• Manutention des matériaux: Cylindres pneumatiques pour un mouvement et une tension rapides du tissu
• Coupe de précision: Actionneurs électriques pour une découpe précise du modèle
• Opérations de couture: Pneumatique pour l'application de la force, électrique pour le positionnement
• Contrôle de la qualité: Électrique pour la mesure, pneumatique pour la manipulation

Fabrication de vêtements

La production de vêtements bénéficie de technologies combinées :

• Placement des motifs: Actionneurs électriques pour un positionnement précis du tissu
• Opérations de coupe: Pneumatique pour l'application de la force et le mouvement rapide
• Procédés d'assemblage: Pneumatique pour la vitesse, électrique pour la précision de la couture
• Opérations de finition: Électrique pour un contrôle précis, pneumatique pour l'application de la force

Industries chimiques et de transformation

Équipement de traitement chimique

Les applications de l'industrie de transformation bénéficient d'une conception hybride :

• Actionnement de la vanne: Vérins pneumatiques pour l'actionnement de vannes à force élevée
• Mesure de précision: Actionneurs électriques pour un contrôle précis du débit
• Systèmes d'échantillonnage: Pneumatique pour la rapidité, électrique pour la précision
• Systèmes de sécurité: Pneumatique pour le fonctionnement à sécurité intégrée, électrique pour la surveillance

Systèmes de traitement par lots

Optimisation des opérations chimiques par lots à l'aide d'un contrôle hybride :

• Chargement des matériaux: Systèmes pneumatiques pour la manutention rapide de produits en vrac
• Ajout de précision: Actionneurs électriques pour un dosage précis des ingrédients
• Opérations de mélange: Pneumatique pour l'agitation de force, électrique pour le contrôle de la vitesse
• Opérations de décharge: Pneumatique pour la force, électrique pour un contrôle précis

Analyse comparative des performances

Performances des technologies hybrides par rapport à celles des technologies uniques

Analyse comparative des avantages des systèmes hybrides :

Type d'application	Performance tout électrique	Performance tout pneumatique	Performance hybride	Avantage hybride
Opérations d'assemblage	Bonne précision, lenteur	Rapide, précision limitée	Rapide + précis	35% mieux
Systèmes d'emballage	Précis, coûteux	Rapide, précision adéquate	Un équilibre optimisé	40% économies de coûts
Manutention des matériaux	Complexe, coût élevé	Simple, capacité limitée	Le meilleur des deux	50% meilleur rapport qualité/prix
Matériel d'essai	Une force précise et limitée	Force élevée, précision de base	Capacité totale	60% réduction des coûts

Facteurs de réussite de la mise en œuvre

Principales considérations en matière de conception

Facteurs critiques pour des applications hybrides réussies :

• Analyse des besoins: Compréhension claire des besoins en matière de force, de vitesse et de précision
• Attribution d'une technologie: Attribution optimale des fonctions à la technologie appropriée
• Conception de l'intégration: Intégration efficace des systèmes mécaniques et de contrôle
• Optimisation des performances: Réglage pour une efficacité maximale du système

Défis communs de mise en œuvre

Problèmes et solutions typiques dans les applications hybrides :

• Gestion de la complexité: Approches systématiques de la conception et de la documentation
• Optimisation des coûts: Sélection minutieuse des technologies et planification de l'intégration
• Coordination de la maintenance: Stratégies de maintenance intégrées pour les deux technologies
• Formation des opérateurs: Programmes de formation complets pour les systèmes hybrides

Michael, qui conçoit des équipements d'emballage en Californie, a mis en place des systèmes hybrides utilisant des cylindres sans tige Bepto pour le transfert rapide des produits (1200 mm/sec) et des actionneurs électriques pour le positionnement final (±0,1 mm). Son approche hybride a permis de réaliser 45 emballages par minute contre 28 pour les systèmes entièrement électriques, tout en réduisant les coûts d'équipement de $52 000 par ligne et en améliorant la fiabilité grâce à la diversité des technologies, ce qui s'est traduit par une augmentation de 22% par rapport à l'année précédente. l'efficacité globale de l'équipement⁵.

Conclusion

Les systèmes hybrides combinant des vérins pneumatiques et des actionneurs électriques offrent des performances supérieures et une optimisation des coûts pour les applications nécessitant à la fois des opérations à grande vitesse/force élevée et un positionnement de précision. Ils permettent d'obtenir des performances supérieures de 25-40% à un coût inférieur de 30-50% par rapport aux solutions à technologie unique grâce à une conception d'intégration et à une coordination de la commande minutieuses.

FAQ sur les systèmes de vérins hybrides et d'actionneurs électriques

1. Découvrez la conception, les types et les avantages opérationnels des vérins pneumatiques sans tige dans l'automatisation industrielle. ↩

2. Comprendre les principes du contrôle hiérarchique, une architecture de système où les dispositifs sont disposés dans une structure arborescente. ↩

3. Explorer le concept des réseaux de bus de terrain, un type de réseau informatique industriel utilisé pour le contrôle distribué en temps réel. ↩

4. Apprenez à connaître les machines à états, un modèle mathématique de calcul utilisé pour concevoir des programmes informatiques et des circuits logiques séquentiels. ↩

5. En savoir plus sur l'efficacité globale des équipements (OEE), un indicateur clé utilisé pour mesurer la productivité de la fabrication. ↩