Robotiser une production

En 1998, j’ai travaillé à robotiser une production pour l’industrie automobile. La pièce à produire (24heures sur 24, 7 jours sur 7 et 365 jours par an) est l’élément qui contient l’airbag. La production était partiellement automatisée et le but de l’intervention était de rendre l’ensemble automatique.

Voici le dessin de l’ébauche de la pièce (première opération) avec une photo de cette première partie. La pièce est fabriquée à partir de barre en acier inoxydable.

Robotiser une production, plan pièce Robotiser une production, photo pièce

Analyse existant

Une analyse de l’existant fut naturellement effectué et une série de propositions furent testées. Il faut dire que pour les tests et l’intégration de l’automatisme étaient un peu compliqué car  la production ne devait pas être perturbée.

Voici le résumé de la situation avant intervention :

Robotiser une production, analyse

Pour ceux qui ne connaissent pas ce qu’est un tour multi-broches (un multi), voici quelques photos d’une telle machine, ces tours multis étaient de grosse machine (hauteur de plus de 2m). Les machines dénommées multi-R étaient semblable quoique légèrement plus petites.

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L’usinage se faisait avec de l’huile et dire que l’ambiance de travail (air, murs, plafond, sols, etc) étaient un peu huileux est un euphémisme ! 😥 . J’ai vu les machines, suite à des incidents d’usinage, prendre feu, cela crachait des flammes qui allaient jusqu’au plafond à plus de 10m. C’était impressionnant ! En sus, ces machines (4 multis et 2 multi-R) étaient très bruyantes, cela donnaient une certaine ambiance, un peu « Germinal ».

Automatiser la production

Les opérations en elles-même sont déjà automatisées, ce que l’on souhaitait ajouter c’est les transferts et les chargement/déchargement des postes de travail. Soit : robotiser une production, puisque les éléments de préhensions et de transferts sont principalement des robots, des guides et tapis (nettoyage). Le rapport entre les opérations en valeurs ajoutées et le temps total, hormis la phase finale d’emballage, montre un rapport de  1/6 (voir tableau ci-dessous). Ceci étant surtout dû aux opérations de nettoyage.

Robotiser une production, valeur ajoutée

En dehors des problèmes habituels de transfert de pièces (prises, orientations) il était demandée une « traçabilité » simple entre le début de la production et le contrôle final. Bien sûr, il est toujours avantageux et recommandé d’effectué un contrôle directement après une opération afin d’avoir une grande réactivité, mais dans ce cas le nettoyage avant un contrôle posait de gros problèmes. L’idée de la traçabilité simple, visuelle en fin compte était de trouver rapidement la source des erreurs et de diminuer le nombre de pièces à trier. Le lavage consistait à surtout dégraisser les pièces, enlever les éventuelles particules de matières (copeaux, …).

Nous avons, pour finir, agi dans les deux directions, traçabilité visuelle et contrôle au plus près des opérations.

  • Traçabilité, repérage simple des lignes de production :

Robotiser une production, plan transport

Robotiser une production, plan contrôle

  • Contrôle au plus vite de certaine cotes, les PAT60 étaient, pour autant que je me souvienne, des « comparateurs doigts ». On avait 5 cotes et les plats fraisés à contrôler sur l’opération 20, les multis. Pour les multi-R, c’était 3 cotes. Pour le poinçonnage, on contrôlait les diamètres des trous, leurs nombres,  leurs orientations par rapport aux plats fraisés.

Remarque :

En fin de compte l’emballage des pièces finies, boîte en carton et palettisation, ne fut pas automatisé pour deux raisons : l’investissement d’un robot supplémentaire et comme il y avait une personne qui effectuait des contrôles type SPC sur les pièces, il fallait lui trouver du travail supplémentaire 😀 .

Vidéos des test

Sur cette vidéo, c’est le chargement/déchargement du multiR qui est effectuée, Le robot va chercher les pièces en provenance des multis (transfert par gravitation). Comme c’est le test de chargement/déchargement, il n’y a pas de mesure, nettoyage, etc.. Les pièces sont simplement posée dans un bac (récupération d’huile). On voit que les robots utilisés sont des Fanuc 5 axes.

Ce film correspond au test de chargement/déchargement de l’opération de poinçonnage. Les pièces sont orientée (les plats)  la prise par le robot, les opérations de contrôles ne sont pas testée dans ce film. Il est a noté que le robot doit encore faire passé la pièce devant une brosse pour enlever les éventuelles bavures du perçage.

Pour finir quelques précisions concernant les pinces de préhensions :

Robotiser une production, plan pince Robotiser une production, plan pince

Robotiser une production, photo doigt pince

Conclusion

Beaucoup d’heure de travail (particulièrement pendant les quelques heures d’arrêts de la chaîne (Noël par exemple 🙁 ). Mais en fin de compte, robotiser une production est un travail intéressant et beaucoup d’expériences emmagasinées.