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Emboutissage: La productivité à tous les coups

Date 05/09/2017

Dans un article inédit pour le Stamping Journal, Mike Brotz, responsable de la division Automatisation chez Piab en Amérique du Nord, expose comment la dernière technologie d’automatisation par les techniques du vide peut améliorer la productivité d’une usine. Selon lui, «chaque CPM compte !».

CPM est bien entendu l’abréviation de «Coups Par Minute», et c’est sur cette notion que repose la productivité. L’emboutissage est la première phase du processus de production pour de nombreux produits, les véhicules automobiles étant l’exemple le plus connu. Lors de cette étape, des tôles de métal sont découpées et mises en forme par un ensemble de presses d'emboutissage. La cadence de la chaîne d’emboutissage dicte le rythme pour le reste du processus de production

«Si vous augmentez la productivité de l’emboutissage d’un seul coup par minute, une usine fonctionnant 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 produira 1.440 pièces supplémentaires par jour. Multipliez ce chiffre par 365 jours et vous obtenez un surcroît de 524.160 pièce chaque année», nous explique Mike.

Les ventouses de friction jouent la vedette

Les ventouses sont au cœur de tout système de vide et prennent une place tout aussi importante dans l’article de Mike. Pour elles comme pour les pneumatiques des voitures produites dans la chaîne d’emboutissage, la friction est essentielle.

Mike nous explique que grâce aux nouvelles technologies, les flans de tôle de métal peuvent être prélevés individuellement dans le cadre des processus automatisés. Les lames d’air, que l'on obtient par soufflage de grandes quantités d’air comprimé entre les tôles, constitue un procédé de plus en plus courant.  Toutefois, il faut encore séparer les tôles, et c'est là que la nouvelle gamme de ventouses de friction multi-souffelts BXF de Piab révèle toutes ses capacités.

Les ventouses de friction de Piab assurent une prise ferme sur les flans, que leur surface soit graisseuse, huileuse, humide ou très sèche, et elles peuvent s’adapter à une grande diversité de conditions pour un même lot. Elles fléchissent aussi légèrement les bords extérieurs des tôles individuelles de sorte qu’il faut beaucoup moins d’air pour les soulever, réduisant ainsi considérablement la consommation d’air et d’énergie. Dans la solution combinée de Piab, ce sont les ventouses qui font l’essentiel du travail, aidées par des lames d’air plus efficaces. Cette approche contribue également à minimiser le temps d‘indisponibilité et à accroître le nombre de CPM de l’installation de production.

Mike poursuit en prodiguant quelques conseils sur le choix des ventouses de friction : s'assurer de sélectionner la bonne forme et la bonne matière pour des performances optimales en toutes circonstances. La matière joue ici un rôle primordial. L’idée de base est de faire en sorte que la durée de vie des ventouses choisies pour une application donnée soit aussi longue que possible, mais aussi de limiter le temps d’indisponibilité. Pour y parvenir, voici ce que Mike préconise :

  1. Demandez-vous comment va se comporter la ventouse si elle vient en contact avec de l’huile. Le caoutchouc, le caoutchouc nitrile (NBR) et d’autres matériaux ont tendance à absorber l’huile, ce qui les rend spongieux et leur fait perdre leur mémoire élastique. Cela entraîne également une décomposition et un craquelage à sec des ventouses, conduisant à une usure prématurée. Les ventouses de friction en polyuréthane sont imperméables à l’huile, ce qui allonge leur durée de vie et réduit le temps d’indisponibilité.

  2. Vérifiez comment sont stockés les outils de préhension lorsqu’ils ne sont pas utilisés. De nombreux matériaux, comme par exemple le TPE (élastomère thermoplastique), peuvent subir une déformation rémanente s’ils sont laissés en appui contre d’autres surfaces. Cela peut entraîner des problèmes de mémoire élastique : les ventouses ne revenant pas à leur état initial, elles devront être remplacées plus fréquemment. Les ventouses de friction en polyuréthane ont quant à elles une excellente mémoire élastique.

  3. Choisissez une structure de friction capable de manipuler des surfaces grasses à haute vitesse. Il y a structure et structure. De nombreux fournisseurs effectuent simplement un traitement de surface sur la structure des ventouses. Toutefois, ce traitement s’use au cours du temps, laissant une surface brillante sur les ventouses qui nécessitent d’être remplacées plus souvent afin d’éviter les glissements. Les structures des ventouses de friction de Piab peuvent être comparées aux sculptures des pneus de voitures. Elles comportent des rainures usinées et profondes qui évacuent l’huile et offrent des bords acérés et plus de friction pour éviter que les pièces ne glissent.

Une meilleure productivité grâce à un système flexible

Dans cet article, Mike insiste également sur la flexibilité. Les systèmes flexibles sont des systèmes productifs. Même si les systèmes de vide décentralisés utilisant une ventouse par générateur de vide sont en général plus flexibles que les systèmes centralisés dans lesquels chaque générateur de vide alimente plusieurs ventouses, les deux solutions présentent des avantages et des inconvénients.

Les principaux avantages de la solution décentralisée sont de meilleurs temps de réponse et de dépose. De plus, les ventouses étant indépendantes, si l’une d’entre elles rate une prise sur un objet, les autres n’en sont pas affectées. Cette approche permet également d’avoir des tuyauteries plus petites et plus flexibles. 

Le principal inconvénient est le poids, chaque bras de préhension devant être équipé de plusieurs éjecteurs. Les éjecteurs légers de Piab apportent toutefois une solution à ce problème. La gamme piINLINE® plus de Piab, par exemple, permet d’utiliser des outils de préhension plus légers et simplifie le remplacement des éjecteurs pour éviter les indisponibilités relatives à la reprise du réglage de la position des ventouses.

Les éjecteurs tout-en-un constituent une approche plus centralisée. Généralement réparti en amont de l’outil de préhension du robot, le poids n’est pas un problème pour ce type de système. Le système étant centralisé, il incorpore des électrovannes et des vacuostats qui communiquent avec le robot. Dans certaines configurations, cette solution représente une alternative très rentable.

Cependant, la distance par rapport à la source de vide constitue une difficulté. Les conduites de vide longues présentent des risques de fuite et peuvent entraîner des retards d’exécution à la fois pour les fonctions d'aspiration et de de contre-soufflage. Le dépannage peut également s’avérer particulièrement délicat.

Le nouvel éjecteur IO Link piCOMPACT® de Piab atténue ces problèmes grâce à ses nombreux avantages. Compatible avec tous les systèmes de bus de terrain, il est immunisé contre le bruit électronique. Il utilise des câbles 3 fils standards et l’îlot d'aspiration est intégré au boîtier, permettant ainsi le déploiement de plusieurs lignes d'aspiration vers les ventouses. Une fonction de contre-soufflage amplifié assure une dépose rapide, et un signal de confirmation de fin de contre-soufflage complète l’ensemble des fonctions conçues pour simplifier la configuration, maximiser le temps de service des presses et améliorer la productivité globale.

Lien vers l'article du Stamping Journal

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