Le concept «Pit-Stop» guide le montage des tiroirs

Concevoir et fabriquer un système d’assemblage pour côtés de tiroirs métalliques et sous-ensembles associés – capable de garantir une productivité de 700 kits de tiroirs / h, chacun se composant d’un côté de tiroir droit et d’un côté de tiroir gauche pour un total de 1400 pièces / h à assembler. A cela s’ajoute la complexité de l’élément et sa configuration finale car, au total, les composants à assembler pour chaque kit fini sont plus de 60.

Les machines qui composent l’ensemble de l’usine pour l’assemblage

Un défi de production ardu et compliqué auquel de nombreuses entreprises ont été confrontées en renforçant les avantages garantis sur leurs produits pour réduire les «temps d’arrêt de la machine», assurer un démarrage rapide et faire tout le nécessaire pour maintenir des niveaux élevés de productivité. L’intention est de se rapprocher le plus possible du concept «Pit-Stop», c’est-à-dire que les machines pour lesquelles la machine s’arrête en raison, par exemple, de changements de production ou d’interventions de maintenance, sont réduites au minimum, voire nulles. Tout comme en Formule 1, où la victoire ou la défaite est souvent déterminée dans les arrêts aux stands, il devient vital pour les voitures de standardiser autant que possible et d’étudier des systèmes qui minimisent les temps d’arrêt, tout en conservant une flexibilité et une fiabilité élevées.

Table rotative composée de 30 stations

Ainsi, pour répondre aux besoins du client et, en même temps, poursuivre la voie vers le concept «Pit Stop», différents systèmes sont proposés puis construit: deux montent les mécanismes appelés «tourelles» et sont à leur tour composés de deux rotatives les tables; une usine assemble les tourelles droite et une tourelle gauche. Un troisième système consiste en une table rotative qui assemble «l’unité de régulation» dans les variantes droite et gauche. Enfin, la quatrième installation est en aval des trois précédentes et consiste en une machine en ligne avec des palettes libres adaptées à l’assemblage des couvercles de tiroirs; parmi les composants utilisés par cette ligne, il y a les trois sous-groupes assemblés par les trois systèmes amont et de là viennent les kits complets et finis.

Un robot d’usine.

L’un des facteurs qui a convaincu le client de choisir ce concept était précisément la flexibilité des solutions, qui dans cette usine est fondamentale. Des unités d’alimentation ont été utilisées sur toutes les machines y compris, par exemple, les démêleurs pour ressorts. En plus des modules pick & place traditionnels, des robots ont été choisis pour la manipulation des composants – qui s’effectue à partir de différents points et niveaux de prélèvement – et pour le positionnement sur la table de différentes pièces, en plus du modules de pick & place traditionnels. L’usine doit permettre des délais rapides pour les changements de production et gérer 21 variantes de produits. Pour le serrage, des unités ont été utilisées, constituées d’une partie mécanique, de grande résistance et durabilité, gérées par un moteur sans balais “commercial” facilement programmable via l’IHM de la machine, ainsi qu’un moteur standard pour d’autres modules tels que des bras, des unités de rivetage et des glissières. De cette façon, la charge d’avoir à installer une autre unité de contrôle est évitée et à la place une standardisation des différentes unités est obtenue qui facilite la programmation de l’interface, l’utilisation par l’opérateur et la gestion des pièces de rechange car pratique, avec seulement deux produits codes, vous pouvez gérer les moteurs qui actionnent une multiplicité d’unités présentes. Cette dernière fonctionnalité facilite les travaux de maintenance et, surtout, réduit le temps, respectant pleinement le concept Pit-Stop. Toujours dans cet esprit, il y a aussi la possibilité de remplacer rapidement la lame de serrage, ainsi que le remplacement rapide du moteur, ce qui est facilité par la position du support. Le choix d’un moteur standard permet également une configuration simple des unités, qui ne nécessite pas forcément l’intervention d’un technicien expert.

L’alimentation des goupille et des rivets

Deux linéaires alimentent une goupille et un rivet, sur lesquels, grâce à un portail à double pince, un troisième composant est inséré et centré. Les nouveaux systèmes de rivetage pour la mise en forme de l’excentrique, des broches et des rivets – sont également équipés de moteurs qui permettent le contrôle et le paramétrage du processus de rivetage, permettant de programmer à la fois la vitesse et la force. De cette manière, une même unité peut effectuer des opérations sur des inserts différents et sur des plans différents et peut également compenser diverses tolérances sur la longueur de l’insert. Le montage de l’unité de rivetage sur des axes cartésiens lui permet d’être déplacée dans l’espace pour effectuer plusieurs opérations de rivetage avec une seule unité et sur différents inserts (rivets, goupilles, excentriques). Cela permet d’utiliser la même unité même pour des pièces différentes, ce qui réduit considérablement les temps de changement de production, également en ligne avec la philosophie Pit-Stop. Les contrôles et vérifications présents dans plusieurs phases de ces quatre processus d’assemblage sont réalisés à travers des systèmes de vision entièrement programmés, qui en plus de contribuer à la qualité du résultat final, permettent une intervention à distance en cas de besoin.

Les usines d’assemblage de tourelles

Le changement de production est vraiment rapide, moins de 5 minutes, car il est limité au temps de paramétrage du code produit. Non seulement cela: le système est conçu pour être connecté au MES du client, grâce auquel il pourrait démarrer automatiquement la production. Système d’assemblage de «l’unité de régulation»: il peut assembler deux variantes de produits en même temps. Système d’assemblage de «l’unité de régulation»: il peut assembler deux variantes de produits en même temps. Chaque installation se compose de deux tables rotatives: la première dispose de 30 stations et réalise l’assemblage du mécanisme, tandis que la seconde (de 8 stations) s’occupe de l’achèvement et du contrôle final. En pratique, la tourelle pré-assemblée sort de la première table, qui est ensuite transférée sur la seconde table tournante au moyen d’une courroie qui joue le rôle de tampon. Dans le premier, l’orientation correcte de tous les composants est vérifiée par des systèmes spéciaux avant que les pièces ne soient positionnées et parfaitement centrées sur les positions de la table. Parmi les rouages ​​de ce procédé, on mentionne le taraudage d’un trou présent sur une plaque, avec une machine à tarauder. A la fin, la plaque filetée est positionnée de manière à la centrer par rapport à tous les autres éléments déjà présents sur l’installation, y compris certains rivets qui sont chronométrés grâce à des sélecteurs spéciaux, caractérisés par une entrée et plusieurs sorties et par unités spéciales qui traitent de les insérer dans le placement. Certains composants sont à la place manipulés par des robots scara, capables de gérer et de positionner précisément même des pièces prises à différents niveaux. Cette première partie de l’assemblage des tourelles est complétée par les unités spéciales de rivetage montées sur des axes XY, qui façonnent les rivets et l’excentrique. Enfin, les bonnes pièces sont placées sur le tapis pour être acheminées vers la deuxième table. L’installation d’assemblage du «groupe de régulation»  Une unité standard s’occupe toujours du moulage de certains rivets sur la plaque frontale. Le processus est complété par un dispositif qui réinitialise la tourelle, de sorte que le ressort est comprimé et que le mécanisme est prêt à s’enclencher, tout en contrôlant également la force au moyen d’une cellule de charge. Le sous-ensemble fini et testé est ensuite déchargé armé, prêt à être transféré vers la machine suivante en ligne qui l’utilisera pour assembler les kits finaux.

L’assemblage de l’unité de contrôle

Passons maintenant au système d’assemblage de «l’unité de contrôle», qui part d’un ensemble de sept composants. Une position universelle a été étudiée pour les deux variantes de produit: droite et gauche. De cette façon, la table peut produire les deux versions en même temps ou consacrer toute la production à un seul modèle, sans avoir à être réoutillée. La cadence est de 1500 pièces / h, que 750 paires de groupes droite + gauche soient produites, ou si la production ne concerne qu’un seul des deux modèles. Le choix des positions universelles permet un changement de production très rapide car il est limité au temps de mise en place automatique des unités de travail individuelles selon le code produit choisi: en tout moins de 5 minutes.

Unités de rivetage péciales programmées pour mouler plusieurs rivets.

Le processus commence à partir du chargement et de l’alimentation sur la table d’une came, en version droite ou gauche, selon le lot de production défini. Il en va de même pour une parenthèse chargée, également dans la version droite ou gauche en fonction du code produit en cours de traitement. Puis un bras prend la plaque et la place sur la came, en position table. Ensuite, un appareil insère quatre broches. Le travail est complété par des unités standard qui permettent le rivetage de 4 rivets en même temps. Enfin, un autre appareil décharge les pièces, qui seront ensuite utilisées dans le processus suivant.

Tout tourne autour du clinchage

Enfin nous arrivons à la voiture en ligne. Il commence par quatorze composants pour monter des paires de couvercles (droite + gauche) de sept longueurs différentes, chacune pouvant avoir trois hauteurs, la machine doit donc gérer vingt et une variantes de produit. La cadence, comme déjà mentionné, est de 700 kits (ou paires) / h. Malgré le grand nombre de variantes à gérer, le changement de production n’est que de 15 ‘: limité au temps de vidage de la machine (automatiquement) selon le code produit choisi et à la mise en place manuelle ultérieure de certains composants du système. Le déchargement des pièces assemblées se fait manuellement, dans le premier poste de la machine, de même que le chargement manuel des “couvercles” et des “profilés de liaison” dans le poste suivant car un contrôle visuel des produits est nécessaire. Cependant, ces stations sont déjà configurées pour être automatisées, opération qui a déjà été effectuée dans le passé sur d’autres systèmes de ce client. Pour le montage de l ‘«unité de régulation», le choix de réaliser des positions universelles permet un changement de production rapide. Pour le montage de l ‘«unité de régulation», le choix de réaliser des positions universelles permet un changement de production rapide. Le processus commence par le chargement des couvercles et des profils de connexion, dans les versions droite et gauche. Par la suite, les profils de connexion, à la fois droit et gauche, sont accrochés par un robot anthropomorphe aux couvercles relatifs au moyen d’un mouvement de rotation. Comme prévu, la séquence d’assemblage prévoit également l’utilisation des sous-ensembles assemblés par les autres systèmes. En effet, deux tourelles, une droite et une gauche, sont fixées aux couvercles respectifs au moyen d’une grenaille vissée et vissées équipée d’un moteur électrique avec commande d’absorption de courant. Dans l’étape suivante, la fixation des éléments est effectuée. Pour cette opération, une station de clinchage entièrement électrique a été conçue: une solution qui, en plus de garantir des économies en termes de temps et de coûts de maintenance, ainsi que de coûts énergétiques, permet – grâce à des algorithmes – de détecter l’épaisseur de la peinture et de manière automatique. ajuster la force et la pénétration de l’outil qui effectuera le clinchage afin qu’elles restent constantes, assurant ainsi un résultat «zéro défaut». En pratique, la station s’adapte en fonction des caractéristiques de l’élément à usiner et garantit une étanchéité correcte même en présence d’éventuelles anomalies.

Un produit final 100% suivi et testé

L’assemblage se poursuit avec l’insertion de patins en caoutchouc dans le profil de connexion et, dans la phase suivante, avec l’insertion de deux autres tours en plastique – une à droite et une à gauche – en plastique. Ces tourelles, en trois variantes de hauteur, sont captées par un robot anthropomorphe, qui sélectionne le bon modèle en fonction du code produit en cours de traitement, et le place dans les couvertures. Le même robot anthropomorphe s’occupe également de loger l’unité de régulation assemblée par l’un des systèmes décrits ci-dessus dans les tourelles. Pour le montage de l ‘«unité de régulation», le choix de réaliser des positions universelles permet un changement de production rapide. Pour le montage de l ‘«unité de régulation», le choix de réaliser des positions universelles permet un changement de production rapide. Les tourelles sont fixées au moyen de vis équipées d’un moteur électrique sans balais. La flexibilité offerte par cet appareil, qui peut compter sur le réglage de la force et du couple grâce au moteur brushless, permet de résoudre de manière optimale les problèmes de serrage liés à la différence des deux matériaux (métal d’abord, puis plastique). Les robots anthropomorphes sont utilisés car ils garantissent une grande flexibilité, très utile pour réduire les temps – comme par exemple dans la station qui vient d’être décrite – ou pour effectuer des mouvements particuliers, comme dans le cas du couplage entre les couvercles et le profil de connexion. Dans la dernière station décrite, le robot vous permet de gérer efficacement les différents modèles de tourelles. Par la suite, une autre unité de vissage avec moteur électrique à absorption de courant fixe des crochets au couvercle. Le processus se termine par une station qui effectue le marquage laser de chaque pièce individuelle, permettant la traçabilité du lot de production et répondant ainsi au besoin du client de marquer chaque produit de manière permanente, en l’associant à une série d’informations indélébiles liées au processus de production. Enfin, un contrôle est effectué sur le bon fonctionnement des mécanismes internes de l’ascenseur. De cette manière, on obtient un produit final qui est non seulement “tracé”, mais également testé à 100%.

Les délais de changement de production sont réduits au minimum

Le même principe est adopté pour les pièces mécaniques sujettes à l’usure, telles que les têtes des unités d’insertion de rivets, les unités de serrage ou les canaux sur les distributeurs linéaires (conçus et construits pour permettre un changement rapide sans avoir à démonter l’ensemble de la station. ). A tout cela s’ajoute la standardisation déjà décrite ci-dessus, qui facilite la maintenance et la gestion des pièces détachées et ne nécessite pas l’intervention de techniciens experts. La flexibilité est une autre caractéristique importante; les temps de changement de production sont en effet réduits au minimum grâce à l’expédient de préparer la machine pour l’assemblage de toutes les variantes, sans avoir besoin de vider les chargeurs et grâce à l’utilisation de technologies telles que les robots anthropomorphes qui permettent de effectuez rapidement plusieurs opérations. Une autre caractéristique fondamentale de cette usine est représentée par le fait que les tables rotatives et la ligne sont construites sur un châssis monobloc, facilitant le démontage et le transport. Grâce aux solutions de construction, toute l’usine a été installée et mise en service en seulement trois jours.