Energoinwest SERWIS utilise des robots ARC Mate 100iC pour produire en masse des dents de godet d'extracteur

Objectif : automatiser la production de dents de godet d'extracteur sur site dans une mine de charbon à ciel ouvert en Pologne.

Solution : réaffecter les trois soudeurs précédemment chargés de la production des dents vers d'autres tâches de soudage, et utiliser des robots FANUC ARC Mate 100iC pour souder efficacement les dents de remplacement conformément aux normes rigoureuses.  

Résultat : en passant d'un soudage manuel à un soudage robotisé, la production de dents est passée de 30 à 70 par jour. La répétabilité et la qualité des soudures ont nettement augmenté. Comme ARC Mate effectue des cordons de soudure plus précis que les soudeurs manuels, des économies en matériaux sont également réalisées.


Energoinwest SERWIS

Energoinwest SERWIS extrait du lignite principalement utilisé comme combustible dans les centrales électriques Pątnów I, Pątnów II et Konin. La première station de soudage robotisée de la mine de charbon a été commandée en 1992 et d'autres robots ont été installés les années suivantes. Grâce à la robotisation, la mine a automatisé avec succès la production de certaines pièces de machines qui s'usaient lors de l'extraction du charbon et devaient être fréquemment remplacées. La société a pu rationaliser la fourniture des dents de godet aux puits munis d'excavateurs, ce qui a eu un impact significatif sur la continuité de l'extraction. Le cas d'étude ci-dessous s'appuie sur les informations obtenues auprès de M. Stanisław Nożewski, responsable P-2 du service chez Energoinwest SERWIS.

De quelle façon les robots industriels sont-ils utilisés pour l'extraction de charbon ?

Évidemment, de manière indirecte. Pour extraire le charbon, il nous faut d'abord éliminer les roches de recouvrement, c'est-à-dire le sol recouvrant les dépôts minéraux. Pour ce faire, nous utilisons des excavatrices. Ces excavatrices sont équipées de roues à godets et ces derniers comportent des coins ou des dents pour décomposer la terre collectée dans le godet. Nous avons automatisé la production des dents (en interne, on les appelle « dents remplaçables ZWN-1 et ZWN-1M »). Cela nous a permis d'augmenter la flexibilité et la répétabilité de la production. Nous avons également constaté une réduction de la demande des matériaux de soudage.

En ce qui concerne la flexibilité de la fabrication, les robots que nous utilisons (FANUC ARC Mate 100iC) permettent de stocker un grand nombre de programmes. Ainsi, si nous souhaitons changer uniquement le type du composant fabriqué (par ex. la dent courte ZWN-1 ou la dent longue ZWN-1M), il suffit à l'opérateur de sélectionner un programme adéquat en changeant la position d'un commutateur.

Grâce à la répétabilité de la fabrication, un robot industriel applique une soudure identique précisément au même endroit. Le soudage manuel ne garantit pas une répétabilité et une qualité de soudage suffisantes. Aussi, dans de nombreux cas, des corrections sont requises. Un temps précieux est gaspillé et des coûts inutiles sont générés, ce qui se traduit par des rendements de fabrication moindres.

L'automatisation a également réduit le nombre de soudures excessivement épaisses susceptibles d'apparaître lors du soudage manuel. Un soudeur applique généralement une marge de sécurité par rapport à chaque soudure réalisée et utilise, par conséquent, plus de matériau de soudage que nécessaire. Un robot est plus précis et efficace quant à l'utilisation des matériaux, ce qui permet de réaliser des économies notables.

Outre les économies réalisées, comment l'automatisation du processus de production a-t-elle influencé l'efficacité de votre usine ?

Nous produisons environ 25 000 dents par an. Pour une telle production, nous avions normalement besoin de trois à quatre employés. Nous utilisons aujourd'hui des robots industriels qui fabriquent le même nombre de dents. La différence est qu'ils sont pilotés par une seule et unique personne ! Il me faut également ajouter que l'efficacité de ces robots est particulièrement élevée : un ouvrier est capable de souder jusqu'à 30 dents par jour. Mais, sur cette même durée, un robot peut souder jusqu'à 70 dents, ce qui représente une augmentation supérieure à 100 %.

Les robots industriels de notre usine fonctionnent selon un système en deux huit, soit 16 heures par jour. Ils ne prennent pas de pause repas, d'arrêt de travail, ne nécessitent pas de protection sociale et fonctionnent en continu. Par conséquent, il n'y a pas de risque de temps d'arrêt lors des opérations minières en raison d'une pénurie de dents de remplacement.

Cela signifie-t-il que la mise en œuvre des robots dans votre société a entraîné une réduction des effectifs ?

En premier lieu, je souhaiterais insister sur le fait que nous n'avons pas licencié qui que ce soit. Bien au contraire, nous n'avions pas assez de personnes pour réaliser le travail. Auparavant, nous devions compléter les stations de soudage manuelles par des employés supplémentaires pour faire face à la production, mais de nouvelles tâches s'ajoutaient constamment et nous n'arrivions tout simplement pas à suivre. Les deux robots que nous avons installés nous soulagent d'une quantité considérable de travail. Nous les avons programmés pour souder les dents de godet et avons affecté les employés à d'autres tâches comme le soudage des coins. Les deux processus sont désormais beaucoup plus rapides.

Non seulement nous avons évité les licenciements mais, au lieu de cela, nos ouvriers ont eux aussi bénéficié de la mise en œuvre des robots. Notez que la robotisation de la fabrication des dents a augmenté le niveau général de sécurité dans notre service. À présent, nos stations de travail sont équipées de hottes d'extraction qui extraient les vapeurs dégagées par le soudage. Avec les stations de soudage manuelles, l'élimination de ces vapeurs était plus difficile. Aujourd'hui, les opérateurs des stations de travail robotisées ne sont plus exposés aux rayons ultraviolets ou infrarouges. Les robots nous ont permis d'éviter aux ouvriers des processus ardus et difficiles, mais ils les ont également éloignés de lieux de travail néfastes pour leur santé.

Évidemment, cela s'est également avéré bénéfique en termes de management. Si nos robots sont complètement opérationnels, nous pouvons être certains qu'ils réaliseront les tâches programmées. Si, comme dans le cas de notre mine, le service de maintenance a besoin de 200 dents de godet pour le jour suivant, nous sommes quasi certains de les obtenir. Un robot industriel ne tombe jamais malade et il se trouve en permanence sur site.

Votre expérience actuelle avec les robots vous encourage-t-elle à investir encore dans de tels équipements ?


Nous projetons l'achat de deux robots industriels supplémentaires. Au moins deux, car nous ne savons pas combien de temps encore les robots les plus anciens achetés dans les années 1990 vont fonctionner. S'ils doivent être remplacés, nous en rachèterons certainement plusieurs.

J'aimerais également ajouter que nous ne redoutons pas la robotisation et que nous sommes ravis de poursuivre dans cette voie. Nos robots FANUC fonctionnent de façon fiable depuis 2009, ils sont entièrement opérationnels et ne présentent aucune défaillance. En outre, nous disposons d'une expérience considérable en matière de mise en œuvre et d'utilisation de robots. Mais la chose la plus importante, c'est probablement que le retour sur investissement des stations de soudage robotisées en cas de production par lot et de demande élevée de pièces est très rapide. Une seule année a suffi en ce qui nous concerne.


Produits FANUC utilisés