Pas à pas vers l’usine du futur avec le concept d’automatisation agile

La cellule flexible avec le robot ERD 500, le CU bipalette et les 5 magasins de stockage.

Pas à pas vers l’usine du futur avec le concept d’automatisation agile

Après l’ablocage, pas de productivité dopée sans une automatisation de pointe.

LIEBHERR-AEROSPACE Toulouse SAS apporte un soin particulier au développement de son site de Campsas dédié à l’usinage de pièces stratégiques des systèmes de traitement et de climatisation de l’air. Dans cette usine, l’intégration du logiciel de pilotage EMC Erowa et du robot ERD 500 répond au besoin continu de monter en charge des fabrications. Cet accroissement ininterrompu d’activité, managé dans une logique qui donne la priorité à l’agilité, la sécurité, l’évolutivité et la performance globale, préfigure les fondamentaux des usines du futur en terme d’organisation et de gestion de production. Tout commence par l’installation d’un centre d’usinage 5 axes en remplacement de deux centres 4 axes assurant l’ébauche et la finition des pièces les plus imposantes des systèmes de gestion de l’air, notamment ceux équipant Airbus A320, A320neo et A380. Ces corps de fonderie aluminium de grande taille se présentent sous des formes complexes et non équilibrées.

Chargement palette MTS sur bipalette : le robot positionne une palette de 700X700 pouvant atteindre jusqu’à 500kg.

Chargement palette MTS sur bipalette : le robot positionne une palette de 700X700 pouvant atteindre jusqu’à 500kg.

L’agilité en production au service de la rentabilité

L’intérêt d’automatiser pour un fonctionnement continu un centre d’usinage DMC 100U déjà équipé d’une alimentation bi-palette se situe clairement dans la volonté d’un rendement optimal d’une cellule autonome de grande capacité avec un maximum de sécurisation. Il faut non seulement couvrir la diversité des pièces produites par les deux machines mais également donner plus d’agilité : passer d’un usinage avec des palettes classique de 320 x 320 mm à un usinage sur palette de grande taille 700 x 700 mm. L’adjonction d’un robot ERD 500 Erowa permettant de manipuler de lourdes charges et de 5 magasins à étagères adossés à une station de chargement/déchargement offre une autonomie 10 à 36 heures d’usinage, grâce à une disponibilité moyenne de 7 à 10 pièces permettant de couvrir, si nécessaire, les heures de week-end. La complémentarité du système bi-palette et du robot Erowa au service de l’organisation de production fait preuve d’une impressionnante efficacité.

La production en continu est, de ce fait, assurée avec une charge machine suffisante. La préparation des pièces, le lancement de séries et les contrôles cycliques s’effectuent hors machine en temps masqué. Cette agilité en production offre également l’avantage de réduire le nombre de montages d’usinage dédiés à chaque fabrication. Les frais d’outillage sont réduits. Deux à trois montages pièces suffisent pour la réalisation de séries répétitives.

Palette UPC sur base MTS : une palette UPC se positionne aisément sur une base MTS Erowa.

Palette UPC sur base MTS : une palette UPC se positionne aisément sur une base MTS Erowa.

L’ergonomie de travail une composante de la réussite des usines du futur

L’ergonomie de travail est une donnée essentielle concernant les ateliers du futur. L’opérateur doit rester au centre du projet de façon à le libérer du stress d’un travail en flux tendu. L’implantation du robot ERD 500, capable de manipuler jusqu’à 500 kg en version standard, répond à cette attente d’environnement ergonomique pour l’opérateur. Dans un environnement compact autour du pilote de la cellule se trouvent les étagères de stockage des palettes, le système de pilotage de la cellule et la station de préparation des palettes. Cette disposition favorise une vitesse de chargement/déchargement de la machine plus rapide par rapport à une implantation linéaire du système de stockage. Libéré des contingences d’approvisionnement machine en temps réel, l’opérateurdispose d’un volume de temps pour organiser ses plannings et assurer la préparation des prochaines pièces en toute quiétude et sans être interrompu par des « opérations presse-bouton ». Il peut mieux se concentrer sur les étapes délicates de sa mission : contrôles en début et fin de séries, gestion des urgences, programmation, flux pièces et outils, etc.

Toujours plus de sécurité en production

La rationalisation des référentiels de posage des pièces (PC 210, UPC et MTS Erowa ) sur toutes les machines de l’usine de Campsas constitue la première brique d’une organisation de production ouverte aux transferts de données sécurisées. La nouvelle cellule ne déroge pas à ce principe et démontre combien le concept de Lean manufacturing proposé par Erowa est évolutif. Chaque palette (UPC et MTS Erowa ) utilisée par la cellule flexible est dotée d’une puce d’identification EWIS. Tout le processus de fabrication va se construire et se sécuriser à partir de ce contenu d’information. L’homme le programme d’usinage. Les risques d’erreur opérateur sont réduits de façon considérable. Toutes les informations relatives aux pièces, à la machine, aux magasins (…) sont disponibles en ligne dans un langage intuitif et clair pour le responsable de la cellule d’usinage. Celui-ci visualise l’avancement d’une opération et les possibilités offertes en termes de capacité et de planning pour intégrer de nouvelles fabrications, gérer une pièce urgente, un usinage complémentaire… Chaque étape fait l’objet d’une traçabilité et d’un contrôle dans la perspective de sécuriser d’éventuels aléas.

La station de chargement et pilotage ergonomique.

La station de chargement et pilotage ergonomique.

Une installation standard, configurée sur mesure

Pour cet investissement stratégique, Erowa s’est appuyé sur des équipements standard, similaires au matériel déjà utilisé dans l’atelier. Ils s’intègrent donc parfaitement dans la logique du concept Lean FMC (Flexible Machining Concept) déployé sur le site dans une perspective de configuration évolutive telle que l’intégration de nouvelles machines ou autres postes de la supply chain.

Le paramétrage du logiciel EMC de pilotage de la cellule est configuré sur mesure pour s’intégrer au langage ERP de l’entreprise et aux outils de gestion de production. L’installation et la prise en main de la nouvelle cellule d’usinage n’ont duré que trois semaines. Accompagnés par les techniciens Erowa, les opérateurs ont très vite été autonomes sur le fonctionnement de la nouvelle machine et de son robot. Le personnel d’encadrement a apprécié tout particulièrement la maîtrise et la disponibilité de l’équipe montage et intégration logiciel qui a pu ajouter de nouveaux paramétrages de sécurisation de process à partir du vécu des premières fabrications.

Dans cette usine appelée à « pousser les murs » pour satisfaire un marché aéronautique en plein essor, cet îlot de production fait l’unanimité. Il ouvre la voie pour le déploiement d’une fabrication agile, productive et sécurisée.

Les outils adaptés aux applications aéronautiques et spatiales sont nettement plus variés que l’on pourrait le penser : des outils en HSS subsistent pour certaines applications, le monobloc carbure est très présent y compris en forts diamètres, les outils à plaquettes ou embouts sont souvent multi-fonctions et spéciaux.

Le CBN fait une percée dans les réfractaires tandis que le PCD poursuit sa croissance. Le perçage par vibration se déploie de plus en plus tandis que le travail en 5 axes continus avec des outils tonneau ou barillet permet des sauts de productivité. Plus que jamais, il faut se tenir à l’affût des nouveautés techniques dans ce domaine tant les choses évoluent vite, notamment au niveau des revêtements et des prouesses d’affûtage ou de frittage.

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