Incroyablement fiables

Pour le conducteur automobile qui attend que le feu passe au vert, le croisement très fréquenté en plein coeur de la ville a le même aspect que tous les autres matins. Il ne réalise pas qu'il se trouve au beau milieu d'un chantier – ou plutôt au dessus d'un chantier, pour être plus précis. À juste quelques mètres sous terre, un éblouissant rayon de lumière coupe à travers l'obscurité et surprend les « habitants » souterrains. Une caméra transmet des images de murs mouillés et fissurés à la surface où l'opérateur observe intensément son moniteur tout en contrôlant le robot. Il ne s'agit pas là d'une scène d'un film de science-fiction ni d'horreur, mais bien du quotidien de la rénovation moderne des égouts. Les moteurs FAULHABER sont utilisés pour le contrôle de la caméra, les fonctions des outils et l'entraînement des roues.

L'époque où les équipes de chantier conventionnelles travaillaient directement dans le système d'égouts en éventrant les routes et paralysaient ainsi la circulation pendant des semaines est révolue.
Une inspection et une rénovation des canalisations réalisées sous terre sont beaucoup plus agréables. Aujourd'hui, les robots pour canalisations peuvent effectuer bon nombre de tâches depuis l'intérieur. Ils jouent un rôle de plus en plus important dans la maintenance de l'infrastructure urbaine. Il y a plus de 500 000 de kilomètres de canalisations à entretenir, l'idéal étant de le faire sans perturber la vie qui se déroule à peine quelques mètres au-dessus.

Remplacement des excavatrices par des robots

Auparavant, il était nécessaire d'exposer de longs tronçons de canalisations enterrées simplement pour arriver à localiser les dommages. Aujourd'hui, des robots pour canalisations effectuent l'évaluation sans aucun travaux de construction. « Il existe différents types de robots pour canalisations. », explique Regina Kilb, qui a analysé le segment du marché en croissance chez FAULHABER. « Les équipements destinés aux canalisations de petit diamètre, généralement pour les raccordements domestiques plus courts, sont fixés à un faisceau de câbles. Ils sont déplacés en enroulant ou en déroulant le faisceau. Ils sont uniquement équipés d'une caméra rotative pour l'analyse des dommages. Par contre, pour les canalisations de diamètre supérieur, il est possible d'utiliser des machines montées sur des chariots et équipées de têtes de travail multifonctionnelles. De tels robots sont disponibles depuis longtemps pour les canalisations horizontales et, plus récemment, verticales. »
Le type de robot le plus couramment utilisé est conçu pour un déplacement horizontal droit dans les canalisations dont l'inclinaison est légère seulement. Ces robots automoteurs sont constitués d'un châssis, généralement un chariot plat à deux axes au moins, et d'une tête de travail avec caméra intégrée. Une autre version est capable de parcourir les canalisations coudées. Enfin, il existe des robots qui peuvent même se déplacer dans les canalisations verticales grâce à leurs roues ou chenilles qui s'appuient sur la paroi intérieure de canalisation. Une suspension mobile sur le cadre centre l'appareil au milieu de la canalisation ; le système à ressort compense les irrégularités ainsi que les légères variations de coupe transversale et assure la traction nécessaire.
Ces robots pour canalisations et d'autres sont utilisés non seulement dans les systèmes d'égouts, mais également dans les systèmes de pipelines industriels des secteurs chimiques, pétrochimiques ou du pétrole et du gaz. « Le niveau d'exigence est très élevé pour les moteurs dans le châssis. », souligne Regina Kilb. « Ils doivent tirer le poids des câbles qui les alimentent en courant et transmettent les images de la caméra. Pour cela, ils ont besoin de moteurs qui fournissent une puissance très élevée tout en présentant des dimensions minimales. »

Travail dans la canalisation

Les robots pour canalisations peuvent être équipés de têtes de travail très polyvalentes pour les réparations automatisées. Ils sont en mesure d'éliminer les obstacles, les incrustations et les dépôts ou les désalignements de manchon protubérants, par exemple par fraisage ou rectification. Ils remplissent les petits trous dans la paroi de la canalisation à l'aide d'un composé d'étanchéité transporté à bord ou ils insèrent un bouchon d'étanchéité dans la canalisation. Pour les robots destinés aux canalisations plus grandes, la tête de travail est située à l'extrémité du bras mobile.
Jusqu'à quatre tâches d'entraînement différentes sont gérées dans un tel robot pour canalisations : pour les roues ou les chenilles, pour le mouvement de la caméra, pour l'entraînement des outils et pour le bras mobile qui positionne les outils. Pour certains modèles, un cinquième entraînement est utilisé pour ajuster le zoom de la caméra.
La caméra doit être pivotée et tournée de manière à toujours offrir l'angle de vue souhaité. Le support de caméra ne met pas beaucoup d'espace à disposition, c'est pourquoi des moteurs à la fois très petits et très précis sont ici requis. Parmi les options possibles, on trouve les motoréducteurs plats et ultracourts (seulement 12 mm) de la série 1512 … SR ou des modèles plus grands de la série 2619 … SR. La large gamme de produits de FAULHABER inclut également des moteurs pas à pas ou des entraînements sans balais avec des diamètres de 3 mm ainsi que les réducteurs correspondants. « Pour leur taille, ces entraînements offrent les meilleurs rendement et densité énergétique disponibles. », insiste Regina Kilb.

Forte traction de câble

La conception de l'entraînement des roues varie : le chariot entier, chaque axe ou chaque roue individuelle peut être déplacé(e) par un moteur séparé. Le ou les moteurs doivent non seulement déplacer le châssis et les accessoires jusqu'au point d'utilisation, mais ils doivent également tirer de lourdes conduites pneumatiques ou hydrauliques en plus du câble électrique.
Le résultat allant jusqu'à 2.000 mètres implique une force de traction de câble considérable. « Par conséquent, l'entraînement doit fournir un couple très élevé. », indique l'ingénieur processus. « Parallèlement, le mouvement est synonyme de temps et se heurte encore une fois à un obstacle. La surcharge à vitesse maximale survient régulièrement. C'est une chose à laquelle seuls les moteurs et réducteurs très robustes peuvent résister. Pour ce type d'utilisation, nous recommandons la série 3257 ... CR à commutation graphite avec les réducteurs 32/3R ou le condensé de puissance sans balais de la série 2264 … BP4. Le moteur peut être équipé de broches radiales pour sécuriser la suspension et absorber les forces survenant lors d'une surcharge. »

Système « pipe-in-pipe »

Actuellement, les canalisations d'égouts endommagées sont souvent doublées de plastique à l'intérieur au lieu d'être remplacées. Pour ce faire, un tube en plastique est pressé à l'intérieur de la canalisation à l'aide d'air ou d'eau sous pression. Pour faire durcir le plastique souple, il est ensuite exposé à une lumière UV. Il existe donc des robots spécialisés équipés de lampes à haute puissance qui se déplacent dans les canalisations à cet effet. Après le passage de ces lampes, les robots polyvalents à tête de travail doivent venir ouvrir les ramifications latérales de la canalisation, car le tube a bouché toutes les entrées et sorties de la canalisation. Ces applications impliquent le fraisage d'ouvertures, les unes après les autres, dans le plastique dur, ce qui dure souvent plusieurs heures. La durée de vie et la fiabilité des moteurs s'avèrent donc ici décisifs pour permettre un travail sans interruption.

Puissance compacte

Par définition, les entraînements pour les outils doivent par contre toujours fournir une performance maximale tout en conservant de petites dimensions, puisque l'espace est toujours limité dans la tête de fonctionnement. Parallèlement, il faut des moteurs offrant une force particulièrement élevée et capables de fonctionner longtemps sans difficulté pour garantir une préhension puissante ou des heures de fraisage. « Le moteur 2057 … BHS, par exemple, est conçu pour de telles têtes de fraisage et atteint des vitesses supérieures à 30.000 tr/min. », indique Regina Kilb.