Un KR FORTEC de KUKA relie quatre centres d’usinage chez le fabricant de machines MERZ

Chaînage parfait avec exploitation optimale.

La classe moyenne est l’épine dorsale de l’économie allemande. Un grand nombre de petites et moyennes entreprises sont des maisons de tradition et des leaders sur le marché mondial. Le fabricant de machines MERZ de la ville souabe de Hechingen est un tel « champion caché ». L’entreprise fondée en 1900 s’est spécialisée dans la production de métiers circulaires à un cylindre avec de faibles diamètres nominaux. L’entreprise a une position de leader mondial dans le domaine de la construction de métiers circulaires pour la fabrication de bas médicaux et d’articles de compression.

Afin de continuer à être compétitive, la société MERZ a décidé d’automatiser quatre centres d’usinages dans la production. L’objectif : augmenter la qualité, la flexibilité et la productivité, minimiser les temps d’arrêt et réduire les délais de livraison. Ceci a réussi, grâce au robot KUKA de type KR 500 R2830 F (Foundry) de la série KR FORTEC. Depuis 2015, il chaîne quatre centres de chargement, remplit et vide des zones de préparation et garantit une exploitation optimale des machines-outils. 

Automatisation de petits lots en trois équipes

Le fabricant de machines MERZ a chargé les intégrateurs SOFLEX Fertigungssteuerungs-GmbH et wbt automation GmbH & Co. KG d’organiser les passage du processus du production à une solution automatisée. La compétence-clé de la société SOFLEX de Rottenburg, fondée en 1984, réside dans la réalisation de systèmes de guidage pour des installations flexibles de fabrication de pièces individuelles ou d’une faible quantité de pièces d’une grande diversité.

Des clients provenant des secteurs de l’ingénierie mécanique, de la technique énergétique et de l’industrie des matières plastiques et de l’industrie optique ainsi que la construction automobile et aéronautique profitent de l’expérience et du savoir-faire de SOFLEX. La société wbt automation GmbH & Co. KG a été fondée en 2014 à Spaichingen et assiste les clients du domaine de la construction mécanique et d’outils, de la technique chirurgicale et médicale ou de l’industrie automobile ou de sous-traitance, de la fabrication et la production au montage et à la technique de contrôle. 

L’automatisation des quatre centres d’usinage DMG - machines-outils du fabricant DMG MORI devait garantir une exploitation 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 malgré les lots de petite taille. En outre, une intégration conviviale dans l’environnement informatique était exigée par MERZ et des exigences en matière d’ergonomie des postes de préparation étaient prédéfinies. SOFLEX et wbt automation ont opté pour une solution robotisée. 

 

Les robots offrent la plus grande flexibilité possible pour la manipulation de palettes de machines et de matériaux bruts de tailles et de poids différents

Joachim Burkert, directeur de wbt automation
Le KR FORTEC sur une des quatre installations de fabrication.

Pour répondre à ces exigences, KUKA a le robot approprié dans sa gamme de produits : le KR 500 R2830 F de la série KR FORTEC pour les charges lourdes. Afin de bénéficier d’une enveloppe d’évolution maximum, il est combiné avec une unité linéaire KUKA pour l’application. 

Un projet de référence de SOFLEX a servi de modèle pour l’automatisation chez MERZ. Il s’agit d’un système de production mettant à disposition des palettes de machines et du matériel brut stocké pour le traitement ultérieur. Le KR 500 R2830 F se trouve au centre de l’installation. Celui-ci se déplace sur une unité linéaire KUKA de type KL 1500-3 de 18 mètres de long afin de servir les quatre centres de fabrication placés les uns à côté des autres. La tâche du robot consiste à charger et décharger les zones de préparation sur lesquelles les palettes de machines sont équipées des pièces / des matériaux bruts correspondants.

Il joue ce faisant un rôle décisif au sein du processus de fabrication et devient l’élément reliant les centres de fabrication les uns avec les autres. Il se charge du transport automatique de palettes de machines et de matériaux bruts entre les zones de préparation, les zones de stockage et les machines d’usinage. Ceci permet aux quatre centres d’usinage de travailler de façon entièrement automatique 24 heures sur 24. Le système de guidage SOFLEX a également été intégré dans le réseau informatique de l’entreprise.

« MERZ souhaitait l’intégration de l’installation automatisée dans le flux d’information interne de l’entreprise afin de garantir une mise à disposition automatique des données NC et des outils pour les machines. Ceci est un élément essentiel afin d’éviter des temps d’arrêt inutiles et d’obtenir une productivité maximum. », souligne Franz Klaiber, directeur de SOFLEX.

Un messager robuste entre les centres d’usinage

Avec une capacité de charge pouvant atteindre 500 kg et une portée de plus de 2,8 mètres, le robot KUKA KR 500 R2830, de la série des robots poids lourds KR FORTEC, permet de couvrir une enveloppe d'évolution particulièrement vaste et une longueur considérable des écarts de référence du centre de gravité. La construction compacte de la série KR FORTEC, sans arêtes saillantes, et le design plus svelte permettent l'utilisation dans des cellules étroites, mais également des concepts de cellules entièrement nouveaux.

 

Dans la version spéciale Foundry, le robot est conçu pour des installations avec un haut degré d'encrassement et des températures élevées. Le poignet F spécial du robot ainsi que le robot dans son ensemble se distinguent par leur peinture Foundry multicouche faisant preuve d'une dureté finale, d'une résistance aux frottements et à l'usure excellentes. Cette peinture résiste chimiquement aux acides et aux bases dilués et supporte à court terme des températures élevées. Tous les robots de la série KR FORTEC sont optimisés pour l'utilisation sur des unités linéaires, comme cela est le cas chez MERZ.

L’unité linéaire KL 1500-3 a été conçue par KUKA tout spécialement pour les charges importantes. L’unité de déplacement de translation augmente sensiblement l’enveloppe d’évolution du robot. L’axe de déplacement est particulièrement approprié pour déplacer les pièces ou les outils à l’intérieur de l’enveloppe d’évolution du robot, p. ex. pour charger plusieurs machines.

Grâce à son poignet Foundry spécial, le KR FORTEC est particulièrement résistant.

Objectifs atteints, succès visibles rapidement

La bonne collaboration entre les deux intégrateurs a été décisive pour la finalisation rapide et couronnée de succès de l’installation. « En collaboration avec SOFLEX, nous avons défini à l’avance avec précision les interfaces communes et les différentes enveloppes d’évolution. De plus, nous avons longuement testé le logiciel et le système de robot avant la mise en service. », résume M. Burkert. Après un bref délai d’apprentissage, les employés de la société MERZ étaient parfaitement familiarisés avec l’utilisation du robot. Un écran tactile leur permet aujourd’hui de transmettre directement toutes les instructions et tâches nécessaires sans qu’ils disposent de connaissances spéciales en robotique.

Tous les objectifs formulés ont été atteints. De plus, nous avons nettement amélioré notre service grâce à la réduction des délais de livraison et au meilleur respect des délais. En outre, la solution basée sur robots a permis de bénéficier d’une meilleure utilisation des machines, d’une augmentation de la qualité et d’une amélioration des séquences internes.

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