Automatisation qui en vaut la peine

Les châssis chargés des composants circulent sur un rail suspendu dans l'installation de nettoyage. (Copyright : YASKAWA Europe GmbH)

Après le nettoyage, les cadres se déplacent automatiquement vers la position de prélèvement appropriée. (Droits d'auteur : YASKAWA Europe GmbH)

Huit robots Motoman GP12 prélèvent les pièces et les déposent dans des KLT. (Copyright : YASKAWA Europe GmbH)

Une vérification de la caméra lors de la prise garantit que les pièces sont correctement placées dans les KLTs par la suite. (Copyright : YASKAWA Europe GmbH)

Les KLT remplis circulent sur une ligne de convoyage FMS de MiniTec vers l'étagère de stockage, les boîtes vides sont à nouveau mises à la disposition des robots. (Copyright : YASKAWA Europe GmbH)

Pour mieux répondre aux volumes de commandes fluctuant, le spécialiste HMT a automatisé davantage une installation de nettoyage pour pièces industrielles de MiniTec – avec un succès notable.

« Non seulement propre, mais parfaitement propre » était autrefois la promesse d'une célèbre publicité pour un détergent. Un objectif similaire est également celui de la HMT – Häseler Metalltechnik GmbH de St. Georgen, lorsqu'il s'agit de nettoyer des composants techniques. L'entreprise, fondée en 1983, est spécialisée dans la découpe, la formage ainsi que le nettoyage de pièces dans le cadre d'exigences de propreté technique très strictes. La clientèle est principalement issue du secteur automobile. Les pièces traitées sont généralement des éléments découpés, en contact avec des composants électriques et des circuits imprimés.

Joachim Hölzl, directeur technique de l'entreprise, parle d'une solution tout-en-un que la HMT propose ici : « Nous avons regroupé le découpage et le nettoyage sur une superficie de 12 500 m² sous un même toit. Notre gamme de services va du découpage, du formage et de l'emboutissage jusqu'au nettoyage partiel des pièces – y compris l'analyse des résidus de saleté dans notre propre laboratoire. Nous sommes capables de répondre à presque toutes les demandes des clients. La base en est notre propre atelier d'outillage, une parc de machines moderne et des employés engagés avec une connaissance approfondie des détails. Nos processus et méthodes répondent aux normes les plus strictes de l'industrie automobile. »

Une charge de travail fluctuante comme défi

Chez HMT, deux installations de nettoyage sont en service. Le travail se fait en deux équipes lors d'une charge normale, ce qui permet de traiter environ 40 millions de pièces par an. Autrefois, de nombreuses activités dans le processus de nettoyage étaient effectuées par des employés. Mais la pénurie générale de main-d'œuvre s'est fait sentir de plus en plus. La collaboration avec des prestataires de services de personnel n'a pas apporté de solution satisfaisante. La raison en était la volatilité hebdomadaire du volume de commandes, explique Joachim Hölzl : « Cela compliquait une planification rationnelle des ressources – et aussi la réaction rapide face aux nouvelles situations. Une semaine, la demande augmente, et avant d'avoir intégré ces capacités via le personnel, la semaine est presque écoulée. »

Pour l'avenir, Hölzl souhaite pouvoir planifier et gérer de manière beaucoup plus fiable et réagir plus flexible aux fluctuations de capacité. Cet objectif devait être atteint par une automatisation accrue – en se concentrant notamment sur la charge des supports de transport avec les pièces pour le processus de nettoyage et leur retrait ultérieur.

Automatisation pour plus de flexibilité

Dans un premier temps, ils ont consulté leurs spécialistes internes – sous la direction de Tobias Seemann, chef d'équipe du département d'automatisation chez HMT. Ils ont élaboré une analyse ABC des pièces et discuté des solutions possibles. Hölzl explique : « Nous avons créé notre propre laboratoire interne et commencé avec un robot de formation pour les premiers essais. Les résultats ont été très impressionnants. Nous avons ensuite contacté Yaskawa, qui nous a fourni l'un de leurs robots pour les étapes suivantes. Lorsqu'on a finalement été sûrs de la faisabilité, nous nous sommes réunis avec MiniTec en tant qu'intégrateur de systèmes. Nous avons présenté nos visions à l'expert en automatisation Peter Müller et discuté avec lui de l'aspect de la machine, basé sur notre cahier des charges. Ensuite, il a élaboré un concept pour la réalisation de la solution, et le projet a été lancé. »

Le résultat final est une installation très complexe, où le retrait des pièces nettoyées ainsi que leur stockage et déstockage se font entièrement automatiquement. La configuration avec deux stations de prélèvement identiques garantit une capacité suffisante. Au total, huit robots Motoman GP12 s'occupent de la dépose des supports de pièces. Les robots de la série GP se distinguent par leur vitesse élevée, leur accélération et leur précision de répétition. Le tout est couplé à un système de stockage entièrement automatique. La machine, d'une taille de 20 m x 10 m, est impressionnante par ses dimensions.

Processus actuel

Les pièces à nettoyer des clients arrivent dans différentes formes d'emballage chez HMT (cages grillagées, caisses en bois, cartons, etc.). Sur le poste de réception, elles sont – encore manuellement aujourd'hui – retirées des contenants et fixées sur des supports de nettoyage.

Ensuite, la machine récupère les supports depuis le stock tampon. Ils traversent, via une chaîne suspendue, différentes zones sur une longueur de 60 m pour le nettoyage. De là, ils passent dans la zone de séchage, puis dans la chambre froide, et enfin dans la salle blanche. Selon la spécification technique des pièces, le support de nettoyage reste soit sur place pour le retrait, soit continue vers la salle propre, où se trouvent les stations de prélèvement avec les robots.

Comme les pièces peuvent encore bouger lors du processus de nettoyage, il peut y avoir une différence d'une prise à l'autre lors du retrait par le robot. C'est pourquoi une inspection par caméra est effectuée pour déterminer les coordonnées, afin de positionner correctement les pièces dans les KLT. Cela garantit que l'ordre de ces pièces n'est pas perdu lors de leur transfert vers d'autres départements.

Une gestion intelligente

Lors du chargement, chaque support de nettoyage reçoit un code-barres indiquant de quelles pièces il s'agit et à quel poste de prélèvement il doit être acheminé. Sur le poste de retrait, les informations spécifiques à chaque article sont transmises via une interface entre l'installation de nettoyage et les cellules de robots. Joachim Hölzl explique : « Cela permet au robot de savoir exactement quelle pièce il doit prendre, en quelle quantité. Et cela lui indique aussi combien il doit retirer. Si une pièce a été perdue, il calcule la quantité cible moins 1. Nous avons ainsi toujours le nombre exact de pièces retirées. »

Transport automatique par MiniTec

Chaque robot dispose d'un KLT devant lui. Il retire les pièces du support de nettoyage et les place dans la caisse de manière appropriée. Lorsqu'il atteint la quantité prescrite, le KLT sort automatiquement, et le robot reçoit une nouvelle caisse vide.

Le KLT rempli circule alors automatiquement via une ligne de convoyage vers une étagère de stockage. La technique de transport utilisée est un système FMS de MiniTec. Il s'agit d'un système de transfert où les caisses sont transportées via des courbes ou des tourne-disques. Une particularité de la version HMT est qu'ici, il n'y a pas de supports de pièces habituels (palettes), mais que les KLT sont directement propulsés par des chaînes de rouleaux.

Stockage et retrait par shuttle

Une station de gestion de stockage (shuttle), également développée par MiniTec, se trouve à proximité de l'étagère. Elle s'occupe de l'automatisation du stockage des KLT et se déplace d'avant en arrière. Elle transporte aussi les pièces pour l'inspection visuelle. Cette zone dispose d'une salle de commande où les employés peuvent voir quelles pièces se trouvent dans le système de stockage. Les pièces à inspecter peuvent être demandées via un pupitre de commande. Ensuite, le shuttle démarre le retrait et met les KLT à disposition via un système de convoyage pour l'inspection visuelle. Là, les pièces sont examinées selon les catalogues de défauts des clients. Si elles sont conformes, elles sont emballées dans l'emballage spécifique du client. »

Une flexibilité nettement accrue

Dès la première mise en service, Joachim Hölzl ressent les avantages de l'installation : « Le grand avantage, c'est la flexibilité. Aujourd'hui, nous avons ici l'avantage décisif de pouvoir augmenter rapidement et à tout moment nos capacités. »

Mais il se dit également satisfait du déroulement du projet : « La collaboration dans cette équipe composée de MiniTec, Yaskawa et HMT a très bien fonctionné et a finalement abouti à un résultat excellent. Yaskawa nous a, comme mentionné, soutenus en mettant à notre disposition un robot. Mais MiniTec, en tant qu'intégrateur de systèmes, nous a également accompagnés intensément. Simulations, temps de cycle, ces aspects. La coopération a été vraiment excellente, notamment avec Peter Müller. Son expérience dans la gestion de projets et son expertise technique ont apporté une valeur ajoutée considérable, même pour la HMT. La combinaison de Tobias Seemann et Peter Müller était formidable. La communication, la conception du projet, ainsi que l'expérience de MiniTec, que j'ai beaucoup appréciée. De nombreuses idées ont été développées tout au long du projet. Nous avons toujours trouvé de petites améliorations, que nous avons rapidement mises en œuvre. De même, Marcel Therré et Phillip von Ehr ont également très bien collaboré, ce sont tous des joueurs d'équipe exceptionnels. »

Une extension future de l'automatisation comme objectif

En général, le responsable de HMT est très favorable à l'automatisation. Il envisage déjà de passer la charge des supports de nettoyage de manuel à robotisé. Un autre sujet concerne le retrait des pièces dans la salle blanche. « Nous avons ici plusieurs approches, pas seulement en production. Il y a aussi de nombreuses possibilités d'automatisation dans l'administration, dont nous avons déjà mis en œuvre quelques-unes. À l'avenir, nous voulons examiner dans tous les domaines quels processus peuvent être automatisés afin de minimiser autant que possible les erreurs humaines. » En conséquence, le département d'automatisation s'est déjà étoffé avec quatre personnes.

Et Yaskawa ainsi que MiniTec continueront, en raison de leur expérience positive, à faire partie du projet à l'avenir.