Vullings Metaalbewerking utilise les machines ROBODRILL et les robots FANUC pour garantir une production modulable 24 h/24

 

Objectif : installer des centres d'usinage vertical et des robots d'alimentation équipés de systèmes de vision. L'entreprise recherchait une machine rapide capable d'usiner des pièces de dimensions réduites, offrant une disponibilité technique maximale et travaillant 24 h/24. La tâche des robots consiste à récupérer les pièces coulées sur des palettes, les positionner sur la machine, puis les retirer une fois l'usinage terminé, et enfin les placer sur la courroie de sortie.

 

Solution : installer deux α-ROBODRILL D21LiA5 et les compléter avec des cellules robotisées équipées des modèles R-2000iB FANUC avec stockage intégré. Les opérateurs préparent les pièces coulées et les placent sur les palettes. Les robots transportent les palettes vers les machines et les retirent ensuite. À l'aide d'un système de vision FANUC, les produits les plus petits sont collectés directement par les robots et placés sur un convoyeur.

 

Résultat : grâce à l'augmentation des volumes obtenue par le biais de l'automatisation, Vullings a pu embaucher davantage de personnel. La fiabilité est essentielle à leurs opérations. Les machines FANUC ont pu non seulement leur garantir cette fiabilité mais, grâce à la fonction de contrôle de l'état de la machine intégrée aux commandes FANUC, l'entreprise peut désormais planifier ses actions de maintenance.


ROBODRILL et les robots FANUC sont essentiels à une automatisation modulable

Les machines installées dans l'atelier de Vullings Metaalbewerking à Horst, aux Pays-Bas, fonctionnent 24 h/24. En ce qui concerne le choix de machines, l'organisation de la production ou les commandes numériques utilisées : tout tourne autour de l'automatisation. Une automatisation axée principalement sur la modularité, étant donné que même les petites séries et les produits à l'unité sont fabriqués dans cet environnement de production fortement automatisé.

Le site de Vullings à Horst héberge deux entreprises. Vullings Systemen BV produit traditionnellement des systèmes de pulvérisation pour le secteur de l'horticulture, mais conçoit et fabrique également des équipements sur mesure. Vullings Metaalbewerking BV est une entreprise sous-traitante qui fabrique des produits pour le tournage et le fraisage, composés généralement d'acier inoxydable et d'autres matériaux plus complexes à base d'acier. Le site réalise aussi parfois l'usinage de matières plastiques. « Les deux entreprises sont extrêmement complémentaires », explique le directeur Jeroen Evers. « Les pièces des machines sont fabriquées par les divisions Metaalbewerking et Systemen de Vullings, en plus de la production de machines pour des tiers et de systèmes utilisés pour automatiser la division Metaalbewerking. »

7 jours sur 7, 24 heures sur 24

Initié il y a 10 ans, ce concept d'automatisation est maintenant intégré à tous les échelons de l'entreprise et compte cinq robots.

Les centres d'usinage fonctionnent 7 jours sur 7 et 24 heures sur 24. Lors de notre visite, une machine ROBODRILL était en train de fabriquer des bras de pulvérisation pour Champion. Un robot FANUC récupère les pièces moulées une par une sur le convoyeur répartiteur et les transfère ensuite à la machine. Le système optique, positionné au-dessus du convoyeur, indique au robot où les pièces se trouvent et comment les prélever. Une fois l'usinage du bras de pulvérisation terminé, le robot récupère la pièce et la place sur un convoyeur de sortie, où le système optique recherche un espace libre et indique au convoyeur d'en fournir un. En fin de journée, les opérateurs doivent s'assurer que la machine dispose de suffisamment de pièces moulées pour continuer la production pendant toute la nuit.

Manutention des palettes

« Nous avons commencé par automatiser deux grands centres d'usinage », explique Frank Gijsen, le responsable de l'automatisation des process de production. « Autour des machines, nous avons mis en place des cellules robotisées, comportant des robots R-2000iB FANUC et environ 80 emplacements pour les produits. Les opérateurs sont chargés de la préparation des produits et du positionnement des pièces sur les palettes. Les robots transportent les palettes vers les machines et les retirent ensuite. Les produits les plus petits sont collectés directement par les robots avec l'aide du système optique FANUC et placés sur un convoyeur. »

20 ans sans aucune panne

« Étant donné que les produits de dimensions relativement réduites sont souvent fabriqués sur des cellules existantes, nous étions à la recherche d'une nouvelle machine rapide et capable d'usiner ce type de pièces », poursuit Jeroen Evers. « Notre choix s'est porté sur le ROBODRILL. Nous avons rencontré des entreprises qui travaillaient avec cette machine, et quelqu'un nous a affirmé qu'en 20 ans d'utilisation, ils n'avaient jamais dû faire appel à un réparateur FANUC. C'est l'argument qui nous a finalement convaincus car, dans un contexte de production continue, il est essentiel de disposer de machines fiables. Si vos délais sont extrêmement serrés, vous ne pouvez pas vous permettre un retard de production à cause d'une panne. »

Contrôle de l'état de la machine

Vullings attache une grande importance à la maintenance corrective pour s'assurer une disponibilité maximale de ses machines.

D'après Frank Gijsen : « Grâce à la fonction de contrôle de l'état de la machine intégrée aux commandes FANUC, nous pouvons désormais planifier nos actions de maintenance. Afin de nous assurer du bon fonctionnement de notre équipement et d'éviter toute panne inopinée, nous prenons très au sérieux les messages d'avertissement de la machine. Les niveaux d'huile et les outillages sont également soumis à un suivi régulier. »

Fraisage sur 5 axes en simultané

Pour le α-ROBODRILL D21LiA5, un robot (le modèle M-20iA) a été installé avec le système optique FANUC intégré au contrôleur de robot.  Au sein de cette cellule chargée de l'usinage de produits de dimensions réduites, la machine et le robot sont entièrement intégrés.

« La puissance de calcul des commandes de la machine est suffisamment performante pour faire fonctionner la cellule. La cellule robotisée n'a plus besoin d'un automate programmable séparé », explique Frank Gijsen.

À la livraison, le ROBODRILL était équipé d'une table inclinable et d'une table rotative FANUC pour un usinage 5 axes. La machine permet aux 5 axes de fonctionner simultanément.

 

Ces 5 axes ont été mis en place pour répondre aux besoins d'une production sans intervention humaine. Au cours de la nuit, aucun opérateur n'est là pour changer la position des pièces lors des stades d'usinage intermédiaires.

 

Usinage de séries de pièces uniques

D'après Frank Gijsen : « FANUC nous a également aidés à configurer la machine en programmation hors ligne à l'aide d'un système de CAO. »

Pour réussir à mettre en œuvre ce type d'automatisation modulable, et c'est la leçon que Vullings a tirée de son expérience, tous les aspects de la production doivent être adaptés les uns aux autres.

D'après Jeroen Evers : « Lorsque nous recevons une commande pour la production d'une pièce unique, nous l'envisageons comme une série d'un seul produit. Cela signifie que si ce même produit devait être reproduit pour une série de plus d'une unité, ce processus pourrait être automatisé.

Les programmes de CAO contiennent non seulement les paramètres de production de la machine, mais également les données de manipulation du robot. Dès le début, nous avons pris en compte la question de l'automatisation en concevant les cellules de production de manière à ce qu'elles puissent travailler de manière autonome. »

                

Un outil de production de plus en plus modulable

Les concepts d'automatisation étant pour la plupart mis en œuvre en interne, l'entreprise a pu aller plus loin en termes de conception et améliorer ainsi son outil de production.

D'après Frank Gijsen : « L'objectif est de concevoir des cellules capables de s'autoréguler et disposant de suffisamment d'informations pour prendre des décisions. Parce que nous enregistrons également des données dans les programmes de CAO telles que les dimensions des matières brutes, la cellule de production doit pouvoir déterminer quels produits fabriquer en fonction des blocs placés sur le convoyeur. Bien entendu, le calendrier de production prime. Mais si un opérateur place par inadvertance trop de produits sur le convoyeur, la machine doit pouvoir décider quel produit fraiser en premier avant de lancer la prochaine série en attente sur le convoyeur. »

Par ailleurs, nous exploitons au maximum les possibilités offertes par le système optique et la puissance de calcul des contrôleurs FANUC.

 

Des machines à la pointe de la technologie

Vullings souhaite diffuser ses connaissances en matière d'automatisation modulable aussi largement que possible. C'est pourquoi des visites de l'entreprise sont organisées, tout particulièrement pour les étudiants.

D'après Jeroen Evers : « Nous pensons parfois que l'automatisation est néfaste pour l'emploi, mais ce n'est pas toujours vrai. C'est précisément parce qu'il est difficile de trouver du personnel qualifié que nous cherchons à faire découvrir notre entreprise et la manière dont nous travaillons. L'usinage des métaux évoque souvent des images négatives de tâches éprouvantes et salissantes, alors que nos opérateurs travaillent sur des machines à la pointe de la technologie. En raison de l'augmentation des volumes obtenue par le biais de l'automatisation, nous avons besoin d'embaucher davantage de personnel. Nous recherchons des personnes bénéficiant d'une expérience en fraisage et tournage, car environ 20 % de notre production implique des tâches hautement spécialisées qu'il serait aberrant de vouloir automatiser. »





Produits FANUC utilisés