Leader de l’usinage, le fabricant allemand Haeberle présente sa nouvelle cellule de production automatisée. 

   

Objectif : Développer une cellule de production automatisée compacte et efficace pour les applications d'usinage.

Solution : En intégrant un système de stockage intelligent et un robot LR Mate 5 axes FANUC dans une cellule d’usinage Robodrill compacte, CNC Haeberle a développé une approche dynamique de l'usinage particulièrement innovante. Cette configuration de cellule permet de répondre à différentes tailles de lots et d'exécuter aussi bien des usinages sophistiqués que des usinages en très grandes séries, le tout dans un encombrement très limité. 

Résultat : Un nouveau produit passionnant, avec une incroyable variété d'applications.    


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Des clients impressionnés par une nouvelle cellule de production automatisée particulièrement flexible

Pour un nouvel usinage, CNC Häberle, sous-traitant et intégrateur système, a combiné son expérience avec de nouvelles idées. Il en résulte une cellule de production automatisée qui sera dévoilée pour la première fois au salon AMB.

Rainer Häberle est bien conscient du fait que, pour les sous-traitants, les succès commerciaux à long terme ne poussent pas dans les arbres, ou plutôt sur les mandrins de serrage. C'est pourquoi il est important de disposer d’une gamme de machines suffisamment flexible pour répondre à la demande et gagner de l'argent.

Lors du salon AMB 2014, CNC Häberle, de Laichingen, dévoile le prototype de sa cellule idéale : flexible au quotidien, peu encombrante, livrée clé en main et prête à être utilisée sans frais supplémentaires d'assemblage. Une fois l’assemblage et les essais de validation terminés à Laichingen, la cellule est envoyée au client « en une seule pièce ». Aucun mécanicien, électricien et programmateur n'est requis sur site pour perdre du temps à discuter de câblage ou de raccordements. Signez pour une expédition aujourd'hui, commencez à produire demain ! Häberle réalise ce souhait souvent exprimé par les utilisateurs. Un avantage supplémentaire de la conception standardisée est un délai de livraison plus court.

L'idée de base de la cellule est de pouvoir répondre de façon flexible à des tailles de lots différentes. Elle est idéale pour des lots de petite taille ou de taille moyenne. La combinaison robot/unité de stockage offre la flexibilité requise et est économique en raison du type d'automatisation utilisé. Elle propose de réaliser non seulement des pièces sophistiquées impliquant des frais d'outillage élevés, mais aussi des pièces plus simples en séries plus importantes, le tout avec une efficacité équivalente. Rainer Häberle : « Nous souhaitons fabriquer une cellule capable de s'adapter à ces deux cas, car en tant que sous-traitant, nous avons besoin des deux. » Et, ce, avec un encombrement aussi réduit que possible.

Cet argument a joué en faveur du Robodrill α-D21LiA5, choisi comme machine de base de la cellule pour son empreinte au sol très modeste. Le Robodrill 3 axes standard a été transformé en machine 5 axes par Häberle, à l'aide d'axes éprouvés et standardisés. Un panneau latéral de la machine a été retiré et un carrousel spécialement développé et construit par Häberle a été monté pour servir d'unité de stockage. Entre eux, on trouve un LR Mate 200iD dans sa nouvelle version IP67K. Ce robot gère la manutention dans un espace étroit.

L'unité de stockage offre de puissantes fonctions. Cinq niveaux de carrousel peuvent accueillir des outils et des pièces. Dans un scénario de base, les 21 positions d’outils du Robodrill suffisent, l'unité de stockage peut donc accueillir des pièces pré-serrées, jusqu’à 12 par niveau. La décision d'utiliser le carrousel pour stocker des outils et des pièces n'est jamais irrévocable. Les niveaux du carrousel sont percés à intervalles réguliers pour permettre de monter des supports appropriés et de les remplacer en fonction des besoins.

C'est également une bonne chose pour le résultat net de Häberle : « Je peux assembler la machine quasiment entièrement, en incluant l'automatisation, avant même que le client opte pour une configuration d'outils spécifique, qui sera mise en oeuvre lors de la phase finale d'assemblage de la machine. » Et, si la tâche d'usinage évolue au bout d'un certain temps, l'équipement peut être adapté et les outils, par exemple, peuvent être disposés sur deux lignes par niveau au lieu d'une seule. Des supports appropriés sont alors installés pour ce client spécifique.

Les pièces préparées avec un système de montage au point zéro peuvent être traitées de façon aléatoire et selon n'importe quelle séquence. Afin d'éviter d'avoir à changer la fixation en fonction des pièces, les supports de pièce sont tous équipés d'une assistance picking standardisée. Celle-ci permet d'économiser les différents collecteurs et les frais associés, même lorsqu'un collecteur est changé en parallèle en cours d'usinage. Lors de la démonstration sur le salon AMB, Häberle a montré les différentes unités de serrage qui peuvent être chargées dans la machine avec un collecteur. « Si les besoins de l'opérateur vont au-delà des dimensions possibles, des collecteurs supplémentaires peuvent naturellement être intégrés. Tout est une question de coûts », explique Rainer Häberle.

Cette cellule Robodrill est dédiée aux pièces présentant un volume allant jusqu'à 150 mm x 150 mm x 150 mm. Häberle pense que ces spécifications peuvent correspondre à des applications dans l’industrie médicale – comme l'usinage des implants dentaires. Dans ce type d’application, il faut toujours avoir sous la main un nombre important de pièces brutes. L'usinage d’ implants est complexe, notamment parce que le matériau est très dur. C'est pourquoi en mode entièrement automatique, pendant le week-end par exemple, des outils de rechange peuvent être facilement stockés dans le carrousel. L’estimation des cadences auxquelles des pièces comme celles-ci peuvent être usinées, figure parmi les services fournis par CNC Häberle.

Outre l'automatisation, le « mode opérationnel » standard inclut également le chargement manuel. C'est ce qu'un sous-traitant se doit de proposer, « rien n'est plus facile », confirme Rainer Häberle. Il n'est pas nécessaire d’écarter la cellule robotisée ni d’ouvrir une porte de sécurité supplémentaire. Un bouton de déverrouillage parfaitement normal suffit pour permettre l'accès si la pièce doit être serrée pour le traitement. Toutes les fonctions de sécurité sont garanties par la fonction de sécurité de la CNC FANUC.

Le passage à n'importe quel Robodrill existant n'est toutefois pas nécessairement possible. En effet, afin de proposer le pack complet, certaines préconfigurations sont nécessaires. L'objectif de Rainer Häberle est de standardiser au maximum et d'utiliser le moins de composants et de pièces possibles. « Moins il y en a, moins il y a de panne. » La machine 5 axes dotée de 21 positions d'outils, d'un robot et d'une unité de stockage est également robuste et peut être efficacement utilisée pour une grande variété de tâches d'usinage, grâce à sa polyvalence. Pour ceux qui préfèrent moins d'options en termes de flexibilité et de compartiments de stockage, il existe une version 5 axes de base sans l'ascenseur à marche continue pour le stockage des palettes.

« Tout le monde sait ce dont le Robodrill est capable », affirme Rainer Häberle, qui sait que ses clients sont parfaitement informés. Il dit qu'il pourrait leur expliquer qu'il est possible de traiter rapidement une ligne de code ou d'exécuter un lissage des contours de qualité, mais qu’ « ils le savent déjà ». Il y a une qualité qu'il souligne néanmoins expressément. « En fonctionnement normal, le robot peut être entièrement commandé par le Robodrill. » Fort de sa propre expérience de production, il sait avec quelle rapidité l'opérateur doit parfois avoir accès à une fonction du robot. Parfois, uniquement pour ouvrir ou fermer la fixation, car le mauvais outil a été sélectionné, ou pour rétracter l'outil après un arrêt d'urgence. Le pendant d'apprentissage de la commande du robot n'est ici pas requis. Toutefois, le robot possède son propre contrôleur dans la cellule.

La machine et le robot sont reliés par le FL-Net interne. Les données et les informations sont échangées via l'interface FL-Net, une simple liaison bus terrain. Cet échange est pris en charge par la fonction « Robot Connection » – qui fonctionne naturellement dans les deux sens. Le robot peut être commandé via l'interface CNC, mais les informations concernant la machine peuvent également être obtenues via le pendant d'apprentissage du robot.

Le robot proposé est également nouveau. Pour le développement de sa cellule compacte, Rainer Häberle a reçu l'un des premiers exemplaires du LR Mate 200iD en version IP67K. Ce robot FANUC est équipé de façon à pouvoir être nettoyé à haute pression, jusqu'à 100 bar. Le palier et l'intérieur du robot sont placés sous pression pneumatique. Cela évite la pénétration de liquide de refroidissement ou de copeaux. Son poids à vide de 25 kg pour une charge maximale admissible au poignet de 7 kg et un rayon d'action de 717 mm sont parfaitement adaptés à la tâche. La prise de courant située dans la partie inférieure est également très pratique. Étant donné que le robot est installé dans la machine en position suspendue, les câbles de raccordement peuvent être conduits directement depuis le boîtier de la machine vers le haut.

Le salon AMB montrera si les autres sous-traitants apprécient les idées d'Häberle.