Table des matières
- Quand l’automatisation des machines rotatives vaut-elle la peine ?
- Types et fixations
- De quoi a-t-on besoin pour automatiser ma machine rotative ?
- Quand automatiser ma machine rotative ?
- Automatiser une machine rotative avec Xcelerate
1. Quand l’automatisation des machines rotatives vaut-elle la peine ?
L’automatisation d’un tour vaut vite la peine. Une règle empirique fréquemment entendue est la suivante : si la série est suffisamment grande pour tourner sans surveillance pendant une heure, cela vaut déjà la peine d’utiliser un robot de chargement. L’automatisation vaut donc certainement la peine d’investir, même avec de petites séries. En utilisant Xcelerate, le rendement de production par jour augmente de 20 %. Le secret ? Pas la vitesse, mais plutôt la continuité. Un robot est capable de faire le même travail plusieurs heures de suite au même rythme. Il n’est pas distrait, ne prend pas de pause, pas d’appels ou de réunions et fournit une qualité constante.
2. Types et fixations
Nous connaissons plusieurs modèles de machines rotatives et utilisons différents fixations. Par exemple, il y a la seule broche où le matériau peut être usiné d’un côté. En outre, il existe une broche double dans laquelle le produit est usiné des deux côtés en une seule passe. Les fixations fréquemment utilisées dans les machines rotatives sont le mandrin de tour par lequel le produit est inséré dans les trois mâchoires du mandrin de tour ou la pince de serrage qui entoure entièrement le produit dans une fixation solide. Sur les machines rotatives, on fabrique généralement des produits en forme de disque et/ou d’arbre, parfois combinées à des opérations de perçage et de fraisage simples.
2.1 Machine rotative à broche simple et mandrin de tour
Dans ce type de machines rotatives, les produits en forme de disque sont usinés, ce que l’on appelle le travail d’incrustation. Il s’agit de parties relativement simples d’une durée relativement courte. Les produits sont souvent fabriqués en deux étapes : d’abord les produits de série pour le premier traitement, puis les produits de série pour le deuxième traitement.
L’utilisation d’un robot de chargement permet de retirer un produit après la première opération, de l’inverser sur la station d’inversion et de le replacer dans la machine. Le robot permet ainsi d’usiner le produit de manière entièrement automatisée, en considérant qu’il est possible d’utiliser la même fixation. Cela signifie que le diamètre extérieur du produit change à peine ou que l’on travaille avec des mâchoires étagées. Les produits sont à nouveau déchargés par le robot après la dernière opération.
Lors de l’utilisation d’un robot de chargement pour le déchargement et le chargement de produits, on utilise généralement une double pince de robot. Il est capable de remplacer la pièce usinée par une nouvelle pièce brute ou un produit partiellement usiné.
2.2 Machine rotative à simple broche et pince de serrage
Une pince de serrage, également appelée collet, dans une machine rotative est souvent utilisée lorsqu’une force de serrage plus élevée qu’avec un mandrin de tour est nécessaire et que les produits ne peuvent pas être endommagés. Dans ce type de machine rotative, les produits en forme d’arbre sont généralement usinés. L’usinage d’un arbre comporte deux types principaux : fabriquer des produits plus courts à partir d’un arbre long ou usiner un arbre des deux côtés.
En automatisant le processus, un produit peut être retiré après la première opération, retourné et même remis dans la machine. Cela garantit que le produit peut être entièrement usiné en une seule fois. Cela permet à un tour équipé d’une broche d’usiner un produit complet, ce qui équivaut à la sortie d’une machine équipée de deux broches.
Pour l’usinage d’arbres plus longs, on utilise une pince parallèle, mais pour l’usinage d’arbres courts, une pince concentrique peut déjà suffire. Le robot est également en mesure de « faire glisser et saisir » un arbre.
2.3 Machine rotative à double broche
Dans ce type de machine rotative, la deuxième opération est reprise à l’intérieur de la machine sans action extérieure intermédiaire. La machine est capable de livrer un produit entièrement usiné en cycle.
Les matériaux en forme de disque et d’arbre sont usinés dans ce type de machine. L’utilisation d’un robot équipé d’une double pince permet de réaliser de nombreux bénéfices. Il est capable de remplacer la pièce usinée par une nouvelle pièce (brute) en une seule manipulation. Cette méthode est plus rapide qu’un opérateur, car l’opérateur change au même rythme qu’une seule pince de robot. Vous réduisez ainsi les temps d’arrêt et augmentez le rendement. Le logiciel utilisé par Cellro permet de choisir si l’on tourne à l’intérieur ou à l’extérieur de la machine. Si l’espace dans la machine est suffisant, la rotation à l’intérieur de la machine est une option. Cela permet de gagner du temps, ce qui permet à la machine de reprendre la production plus rapidement.
Un autre avantage de l’utilisation d’une double pince est que les doigts peuvent différer des deux côtés de la pince du robot. Ainsi, les produits qui changent de forme ou deviennent plus petits peuvent être saisis avec d’autres doigts que le matériau brut.
3. De quoi a-t-on besoin pour automatiser ma machine rotative ?
Les éléments suivants sont nécessaires à l’automatisation de votre machine rotative.
- Couplage avec la machine
- La commande de la cellule robotisée doit pouvoir communiquer avec la machine. Pour ce faire, un jumelage avec la machine est nécessaire. Les robots de chargement Cellro se connectent presque sans effort à des machines CNC relativement neuves. Ce couplage est également nécessaire pour les anciennes machines CNC, bien que dans certains cas, il faille encore procéder à quelques adaptations côté machine. Cellro possède une grande expérience en la matière et se fera un plaisir de réfléchir avec vous. Dans l’ensemble, presque toutes les machines rotatives peuvent être associées à une solution d’automatisation.
- Porte automatique et fixation
- Un processus stable et gérable profite toujours au processus de production. Si cela s’applique déjà à votre processus de production avant le processus d’automatisation, c’est un avantage. Si ce n’est pas encore le cas, cela ne doit toutefois pas poser de problème. L’automatisation contribue en effet à stabiliser et à rendre maîtrisable votre processus de production. La connaissance du processus de production contribue à l’optimisation et à un meilleur rendement des machines. À quoi devez-vous penser pour un processus stable et gérable ?
- Usinage de courte durée et évitement des copeaux de ruban.
- Bien rincer/souffler, de préférence dans la machine avec la porte fermée, afin que le désordre reste à l’intérieur de la porte. Cela peut se faire avec du réfrigérant ou de l’air. Le soufflage avec le robot est également une option.
- Gestion des outils et des matériaux
- Les machines rotatives disposent généralement d’un nombre limité d’outils. Il y a généralement 8 à 16 places. L’optimisation de l’utilisation des outils dans le processus de production est très utile si elle est bien contrôlée. Si vous voulez travailler de nombreuses heures sans surveillance, il est nécessaire de savoir comment l’outil reste dans ses tolérances et quand il doit être remplacé.
Les matériaux qui se prêtent bien à une production sans personnel sur de longues périodes sont les matériaux bien usinés tels que l’aluminium, le laiton, l’acier automobile, l’acier inoxydable automobile, le plastique, etc. Les matériaux plus difficiles à usiner conviennent aussi généralement, pour autant qu’ils aient un comportement prévisible.
Les produits étirés entre deux ou quatre griffes ont souvent une forme un peu plus complexe. Grâce à la technologie de pince appliquée par Cellro, le robot peut manipuler des barres, des carrés et des produits non définis. Le secret réside dans la liberté de configuration tant des doigts que des incrustations.
4. Quand automatiser ma machine rotative ?
- Pour les petites et moyennes séries
- Une règle pratique pour l’automatisation de petites séries est la suivante : lorsque la série est suffisamment grande pour tourner une heure sans surveillance, cela vaut déjà la peine d’utiliser un robot.
- Un autre effet positif de l’automatisation des produits récurrents est que vous vous concentrez davantage sur le processus de production. Il devient de plus en plus stable et rapide, ce qui représente un bénéfice pour le prochain cycle de production.
- Dans le cas d’une machine rotative avec un cycle de produit. Lors du passage à un nouveau produit, la fixation et souvent les outils de la machine doivent également être adaptés. Cela nécessite la présence humaine, mais pendant un cycle de produit automatisé, l’opérateur de la machine peut aussi effectuer d’autres tâches. En effet, l’utilisation de la machine ne doit plus se faire manuellement.
- Sans (petites) séries ou travail récurrent, l’automatisation n’est généralement pas rentable. La combinaison de quelques pièces ou de pièces uniques fabriquées pendant la journée et de la production plus sérielle qui fonctionne le soir et la nuit est une combinaison très rentable. Les coûts de la machine sont déjà déduits pendant la production journalière. Chaque heure supplémentaire de production représente donc un bénéfice.
- Avec l’utilisation d’un robot de chargement, la capacité de production dans la production quotidienne augmente de 20 %, en partant d’un seul opérateur par machine. Si un opérateur de machine conserve deux machines, la sortie augmente à 40 %.
- Pour les produits d’une durée de 2 à 4 minutes, le rendement est le plus élevé.
5. Automatiser une machine rotative avec Xcelerate
Xcelerate peut être associé à différents types de machines rotatives, comme une machine rotative à simple broche et mandrin de tour, une machine rotative à simple broche et pince de serrage ou une machine rotative à double broche. Le couplage de la machine et une porte automatique sont deux conditions essentielles pour une automatisation stable et fiable. Cellro possède de nombreuses années d’expérience dans l’association de robots d’automatisation à toutes sortes de marques de machines. Nous dissipons ainsi les soucis de nos clients.
En utilisant les incrustations standard fournis avec Xcelerate, il est souvent possible de charger un nouveau produit avec la même incrustation. Cela permet de gagner du temps lors du passage au produit suivant et d’accélérer le fonctionnement de votre machine avec le programme suivant. L’utilisation de Xcelerate est simple et l’automatisation s’intègre facilement dans votre environnement de production existant.