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Honscn se concentre sur les services d'usinage CNC professionnels depuis 2003.
Fournisseur de solutions d'automatisation axé sur l'UE et les États-Unis × Honscn : Poulies Poly-V à équilibrage élevé pour des bras robotiques plus fluides et plus rapides
2025-11-28
Profil du client : Un partenaire de confiance pour les marques industrielles européennes et américaines
Notre client est une PME exportatrice spécialisée dans les composants de transmission essentiels pour l'automatisation industrielle et les équipements de transmission haut de gamme. Depuis des années, elle s'est forgée une solide réputation de fournisseur fiable auprès de grandes marques industrielles européennes et américaines, en fournissant des pièces qui alimentent les lignes de production automatisées dans les secteurs de la fabrication, de la logistique et de l'ingénierie de précision. Son avantage concurrentiel repose sur sa capacité à fournir des composants d'une qualité égale, voire supérieure, à celle des produits importés, tout en offrant un meilleur rapport qualité-prix.
Face à l'incapacité de leurs poulies standard à répondre aux exigences croissantes des systèmes de bras robotisés de leurs clients (problématiques de vibrations, de bruit et de vitesse limitée), ils se sont tournés vers nous pour une solution sur mesure. Leur objectif était clair : une poulie qui augmenterait la vitesse opérationnelle, réduirait le bruit et améliorerait la stabilité globale du système, tout en étant suffisamment compétitive pour remplacer les alternatives importées.
Présentation du projet : Résolution des problèmes de transmission des bras robotiques
Le besoin principal du client concernait les systèmes de transmission de ses bras robotisés industriels. Ces bras sont utilisés pour des opérations d'assemblage à grande vitesse et de positionnement de précision, où même de légères irrégularités de transmission peuvent entraîner des erreurs de production, une usure prématurée des équipements ou des arrêts de production. Leurs poulies standard existantes ne permettaient pas d'obtenir l'équilibre dynamique et le fonctionnement fluide nécessaires à des cycles plus rapides ; ils nous ont donc confié le développement d'une poulie poly-V haute précision sur mesure afin de pallier ces lacunes.
Ce projet ne se limitait pas à la fabrication d'une pièce ; il visait à créer un composant qui deviendrait un atout concurrentiel majeur pour l'offre du client auprès de ses clients européens et américains. Il leur fallait une solution répondant à des critères de performance stricts, tout en respectant leurs objectifs de coûts et de délais.
Le produit : Poulie Poly-V en aluminium 6061-T6 haute précision
Chaque détail de la poulie a été conçu pour résoudre les problèmes de transmission spécifiques du client :
- Matériau : aluminium 6061-T6. Choisi pour son alliance unique de légèreté (essentielle à l’agilité du bras robotisé) et de robustesse (capable de supporter un couple continu). De plus, son usinabilité est excellente, ce qui permet d’obtenir des tolérances très serrées.
- Spécifications clés : Diamètre extérieur φ150 mm, alésage intérieur φ25 mm (avec rainure de clavette pour un montage sécurisé) ; classe d'équilibrage dynamique G6.3 (norme industrielle pour l'automatisation à grande vitesse) ; dureté de surface HV≥350 (pour une résistance à l'usure à long terme).
- Procédé de fabrication : Tournage CNC + correction d’équilibrage dynamique + anodisation dure. Chaque étape a été sélectionnée pour optimiser la précision et la durabilité.
- Fonction principale : Transmet la puissance dans les systèmes de transmission des bras robotisés tout en assurant une précision de positionnement synchrone. Une poulie fonctionnant en douceur se traduit directement par des performances plus rapides et plus fiables du bras robotisé.
- Positionnement sur le marché : Une alternative économique aux poulies poly-V importées pour le marché de l'automatisation industrielle haut de gamme de l'UE/des États-Unis, conçue pour offrir des performances équivalentes à celles des produits importés à un prix compétitif.
Principaux défis : trouver le juste équilibre entre vitesse, précision et durabilité
Les exigences du client allaient au-delà de la fabrication standard de poulies ; trois obstacles critiques se dressaient sur la voie du succès :
Défi 1 : Vibrations et bruit à haute vitesse
Les bras robotisés fonctionnent à des cadences de plus en plus rapides, et même de légers déséquilibres au niveau des poulies peuvent engendrer des vibrations importantes. Ces vibrations génèrent non seulement des nuisances sonores, mais accélèrent également l'usure d'autres composants (comme les courroies et les roulements) et réduisent la précision du positionnement. Les poulies standard utilisées par le client ne présentaient pas l'équilibrage dynamique nécessaire pour éliminer ces problèmes à haute vitesse.
Défi 2 : Profils de rainures précis et uniformes d’un lot à l’autre
Les gorges de la poulie poly-V sont essentielles à la transmission de puissance ; elles doivent s'engrèner parfaitement avec la courroie pour éviter tout glissement ou usure irrégulière. Le client exigeait des dimensions de gorge ultra-précises (tolérance ±0,01 mm) et une constance de qualité d'un lot à l'autre afin de garantir la compatibilité avec ses différents modèles de bras robotisés. Les méthodes d'usinage classiques (utilisant plusieurs outils pour le rainurage) entraînent souvent des variations qui engendrent des problèmes de performance.
Défi 3 : Conception légère sans sacrifier la résistance
Les bras robotisés nécessitent des composants légers pour optimiser leur vitesse et leur efficacité énergétique, mais la légèreté ne doit pas se faire au détriment de la robustesse. La poulie devait résister à un couple et à une charge constants sans se déformer. De plus, elle devait être résistante à la corrosion et à l'usure dans les environnements industriels (exposition à l'huile, à la poussière et à l'humidité).
Nos solutions sur mesure : l’ingénierie au service de la performance
Nous avons relevé chaque défi avec des solutions ciblées et pratiques, combinant des techniques d'usinage avancées, un outillage sur mesure et un contrôle qualité rigoureux :
Solution 1 : « Tournage au lieu de rectification » + Équilibrage de précision
Pour éliminer les vibrations et le bruit, nous nous sommes concentrés sur la douceur de la surface et l'équilibre dynamique :
- Surfaces ultra-lisses grâce aux outils en CBN : Nous avons adopté un procédé de tournage de précision, privilégiant le tournage à la rectification, à l’aide d’outils en CBN (nitrure de bore cubique) importés. Ces outils usinent l’aluminium 6061-T6 avec une netteté exceptionnelle, créant des surfaces de rainures d’une rugosité Ra < 0,8 µm, bien plus lisses qu’avec une rectification classique. Ceci a permis de réduire le frottement entre la poulie et la courroie, une source importante de bruit.
- Équilibrage dynamique pièce par pièce : après usinage, chaque poulie a été testée sur une machine d’équilibrage dynamique de haute précision (capable de détecter des déséquilibres aussi faibles que 0,1 g·mm). Les déséquilibres éventuels ont été corrigés par micro-perçage de trous minuscules à des emplacements précis sur la paroi interne, garantissant ainsi la conformité de chaque poulie à la norme d’équilibrage G6.3. Ce procédé a permis d’éliminer les vibrations à la source, même aux vitesses de fonctionnement maximales.
Solution 2 : Outils de formulaires personnalisés + Protocoles d’inspection stricts
Pour obtenir des rainures régulières et précises, nous avons rationalisé le processus d'usinage et ajouté plusieurs niveaux de contrôle qualité :
- Usinage de rainures en une seule passe avec outils sur mesure : Nous avons conçu et fabriqué des outils de formage sur mesure permettant d’usiner toutes les rainures de poulies en une seule passe. Ceci élimine les variations dues aux changements d’outils ou aux réglages successifs, garantissant ainsi que la forme, la profondeur et l’espacement de chaque rainure correspondent exactement aux spécifications du client.
- « Triple contrôle de la première pièce + échantillonnage par lot » : Nous avons mis en place un système d'inspection rigoureux afin de garantir la constance de la production. Pour chaque lot, la première poulie a subi trois contrôles : mesure dimensionnelle à l'aide d'une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), vérification du profil de la gorge avec un gabarit en acier dédié et inspection visuelle par vidéoprojecteur. Nous avons ensuite prélevé un échantillon de 5 % de chaque lot pour effectuer les mêmes contrôles, ce qui nous a permis de détecter toute anomalie avant qu'elle n'entraîne des problèmes coûteux pour le lot.
Solution 3 : Conception optimisée par éléments finis + anodisation dure
Pour concilier légèreté et résistance, nous avons associé l'ingénierie structurelle à un traitement de surface avancé :
- Allègement par éléments finis : Grâce à l’analyse par éléments finis (FEA), nous avons optimisé la conception des rayons de la poulie en ajoutant des nervures de renfort. Cela nous a permis de supprimer 15 % de matière superflue (réduisant ainsi le poids sans compromettre la résistance) tout en préservant l’intégrité structurelle sous charge maximale.
- Anodisation dure pour une durabilité accrue : Nous avons appliqué une finition d'anodisation dure, créant une couche de céramique de 50 à 80 µm d'épaisseur à la surface de la poulie. Ce traitement a permis d'atteindre une dureté superficielle de HV ≥ 350 (dépassant les exigences du client) et d'obtenir une résistance à la corrosion supérieure, idéale pour les environnements d'atelier difficiles. La finition a également réduit l'usure de la courroie grâce à une surface lisse à faible coefficient de frottement.
Notre processus de fabrication des poulies : une méthode rigoureuse et traçable
La constance et la qualité exigent un processus rationalisé ; voici comment nous avons transformé les poulies, de la matière première au produit fini :
- Approvisionnement et préparation des matériaux : Nous avons utilisé des barres d’aluminium 6061-T6 certifiées et inspecté chaque pièce afin de détecter d’éventuels défauts internes (comme la porosité) susceptibles d’affaiblir la poulie. Nous avons ensuite découpé les barres en ébauches de la longueur requise.
- Ébauche : À l’aide de tours à commande numérique, nous avons usiné le diamètre extérieur, l’alésage intérieur et la rainure de clavette aux dimensions quasi finales, ne laissant que 0,1 mm de matière pour la finition de précision. Cela a permis de réduire les contraintes sur la matière lors de la finition.
- Tournage de précision : Nous avons utilisé des outils CBN importés pour usiner les rainures et les surfaces d'accouplement de la poulie, obtenant ainsi la finition ultra-lisse nécessaire pour un faible niveau sonore.
- Équilibrage dynamique : Chaque poulie a été montée sur la machine d’équilibrage dynamique, mise en rotation à sa vitesse de fonctionnement (1 500 tr/min) et corrigée par micro-perçage si nécessaire. Un certificat d’équilibrage a été établi pour chaque pièce.
- Anodisation dure : Les poulies ont été nettoyées, décapées puis immergées dans un bain d’anodisation. La température (20 ± 2 °C) et l’intensité du courant ont été contrôlées afin d’assurer un revêtement uniforme, puis la finition a été polymérisée à 120 °C pour une durabilité accrue.
- Contrôle qualité final : Chaque poulie a fait l’objet d’une inspection finale : contrôle dimensionnel par machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), test de dureté superficielle, revérification de l’équilibrage dynamique et vérification du profil de la gorge. Tous les résultats ont été documentés afin d’assurer la traçabilité, un point essentiel pour notre client, notamment pour ses clients européens et américains.
Résultats : Dépasser les attentes et établir un partenariat à long terme
Nous avons livré le premier lot de 500 poulies dans les délais prévus, et les tests effectués par le client ont révélé des résultats exceptionnels. Après avoir installé nos poulies dans leurs systèmes de bras robotisés, ils ont constaté les améliorations suivantes :
- Une réduction de 40 % du bruit de fonctionnement (essentielle pour la conformité des ateliers de production aux réglementations européennes et américaines en matière de bruit).
- Une réduction de 30 % des vibrations, ce qui a permis d'allonger la durée de vie des courroies et des roulements de 25 %.
- La capacité de faire fonctionner les bras robotisés à des vitesses supérieures de 15 % sans sacrifier la précision du positionnement.
Depuis la première livraison, le client renouvelle chaque année ses commandes pour plus de 2 000 poulies. Il a également étendu notre partenariat au développement d'engrenages et d'arbres sur mesure pour sa prochaine génération de bras robotisés, preuve de la confiance que nous avons su instaurer grâce à nos performances.
Que vous ayez besoin de poulies, d'engrenages ou d'autres composants de transmission sur mesure, nous possédons l'expertise nécessaire pour vous offrir la précision qui contribuera à votre réussite. Contactez-nous pour discuter de votre projet. Téléchargez un modèle 3D pour obtenir instantanément un devis, un délai de livraison et une analyse de fabricabilité (DFM).
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