Un KR 210 R3100 F nettoie les coquilles de coulée chez BMW

Un robot KUKA se charge du nettoyage cryogénique de huit différents types d’outils.

Sur le site de Landshut, environ 1 500 salariés du groupe BMW fabriquent chaque année environ cinq millions de composants coulés en aluminium et en magnésium pour un poids total de 69 000 tonnes. Le volume de production comprend des composants du moteur comme les culasses et carters, mais aussi des pièces de structure de la carrosserie et des pièces du châssis. Une solution innovante pour le nettoyage cryogénique robotisé avec huit types d'outils différents a été mise au point en collaboration avec la société MRK-Systeme GmbH à Augsbourg. Fondée en 2004, la société MRK-Systeme GmbH développe et met en œuvre avec quatorze employés des paquets fonctionnels basés sur la collaboration homme-robot. Les solutions système sont principalement utilisées chez les fabricants automobiles et leurs fournisseurs, mais aussi dans tous les autres domaines de l'industrie.

La manipulation de glace carbonique représente une charge de travail importante pour les personnes

De la glace carbonique est utilisée pour le nettoyage des coquilles dans la fonderie. Ce procédé de nettoyage non abrasif et non corrosif présente un avantage de taille : non seulement, le matériau à nettoyer n'est pas endommagé, mais en plus, la glace carbonique ne laisse aucun résidu. La glace carbonique (CO2 solide) permet de nettoyer des composants aux géométries les plus variées, comme on en trouve souvent dans les coquilles, et ce sans dommage et sans avoir à démonter des parties de l'équipement. Ce processus de nettoyage était autrefois réalisé manuellement Chez BMW à Landshut, ce qui représentait une charge de travail importante pour l'ouvrier.

Amélioration de l’ergonomie du poste de travail grâce à l’assistance robotisée

L'ouvrier sélectionne d'abord sur l'appareil de commande portatif KUKA, le smartPAD, le logiciel « SmartICE » où il peut ensuite choisir le type de coquille et les zones respectives sur le moule. L'ouvrier parcourt ces zones à la main et de manière intuitive avec le robot qui peut être guidé facilement, sans forces de processus, à l'aide d'un capteur force-couple. Cela offre avant tout des avantages ergonomiques par rapport aux processus purement manuels. Les signaux périphériques (p. ex. vers des actionneurs ou via l'interface Aero de/vers l'unité de glace carbonique ou encore de l'opérateur via l'écran tactile) peuvent être stockés très simplement dans le programme. L'ouvrier laisse ensuite le robot parcourir automatiquement le chemin 3D ainsi décrit et nettoyer la coquille avec de la glace carbonique. Au terme du processus de projection, d' environ une demi-heure, la coquille est réintroduite dans le processus de coulée et un nouveau moule à nettoyer est amené dans la station.

Guidage manuel intuitif et interactif sans nécessité de connaissances d’expert

Un robot KUKA de type KR 210 R3100 F ultra est utilisé dans la cellule innovante. Ce robot, spécialement conçu pour une utilisation dans l'environnement d'une fonderie, résiste à la chaleur, à la saleté, à l'humidité, au sable et aux détergents grâce à des paquets de protection spécifiques. Cela en fait une alternative idéale en particulier pour les travaux pénibles réalisés par l'homme.

L'interface de sécurité X67, le logiciel KUKA SafeOperation et l'interface RSI (RobotSensorInterface) garantissent un contact direct et sans danger entre l'homme et le robot. 

Grâce au pack de fonctions SafeGuiding de MRK, le KR 210 peut être guidé manuellement.

Ces options KUKA constituent la base du pack de fonctions SafeGuiding de MRK qui permet une programmation/un pilotage manuel sécurisés, intuitifs et interactifs du KR 210. L'interface spécifique à l'utilisateur et implémentée sous la forme d'un logiciel Plug-In sur le contrôleur KUKA permet tout autant une commande de robot intuitive qu'une sélection efficace du programme ainsi qu'une gestion de mémoire automatique. L'opérateur peut travailler de manière productive sans être un expert en automatisation et programmer les surfaces aux formes libres des coquilles destinées au nettoyage. 

Réduction de 120 minutes de l’interruption de processus de coulée

L'utilisation du système basé sur robot a permis de réduire de 180 à 30 minutes l'interruption du processus de coulée, ce qui garantit un rendement nettement plus élevé. Le robot permet de plus la préparation précise et reproductible de l'outil et facilite le travail du collaborateur. Grâce à cette nouvelle solution, on trouve notamment moins d'impuretés au niveau des postes de coulée.

Un nettoyage ciblé avec précision améliore la qualité du processus. Et pour finir, ce processus peut également être considéré sous l'angle « aujourd'hui pour demain » : les collaborateurs sont en effet de plus en plus âgés - en misant sur des solutions robotisées, le constructeur automobile BMW pense déjà à l'avenir.

 

Le robot KR QUANTEC de KUKA est spécialement adapté à l’utilisation dans l’environnement de la fonderie

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