KR titan, le robot pour charges lourdes, chez Rosenbauer

Un énorme robot pour charges lourdes, un centre d’usinage ultramoderne, une solution d’automatisation sur mesure : comment l’équipementier de sapeurs-pompiers Rosenbauer a préparé sa production pour l’avenir en collaboration avec KUKA, Promot et Hermle.

Dans son encoffrage étroit, le robot gigantesque paraît presque encore plus énorme. Entouré d’un pool de palettes, le KR titan saisit des palettes de serrage individuelles avec des composants, les introduit dans le centre d’usinage-fraisage-tournage raccordé et récupère les pièces finies. On y usine par exemple des pièces de pompe très complexes ou des pièces de châssis. Dans l’intervalle, le KR titan réorganise de manière autonome les palettes dans l’ordre qui lui convient. Malgré sa taille énorme, tout cela se fait de façon étonnamment rapide et silencieuse. Et cela a lieu de manière totalement autonome : le robot de la zone de production de l’équipementier de sapeurs-pompiers Rosenbauer, de Leonding, travaille lorsque les hommes sont déjà partis. Si l’installation fonctionne sans problème depuis quelques semaines, c’est grâce à la coopération parfaite de plusieurs entreprises.

De grands projets, peu de place

Une tour-fraiseuse se trouvait déjà au même endroit auparavant. Il n’y avait pas d’autre alternative que de la remplacer, raconte Michael Schöftner, le directeur de la production mécanique chez Rosenbauer. Après 14 ans, de plus en plus de « bobos » étaient apparus et les réparations se multipliaient. « Nous étions également à la limite en termes de charge de travail et de productivité, ce qui, à mes yeux, rendait une troisième équipe sans personnel nécessaire. Dans le même temps, notre gamme de pièces s’est élargie, notamment les pièces de châssis, qui étaient difficiles à fabriquer sur l’ancienne machine. »

La délocalisation de la production n’entrait pas en question : un grand nombre de pièces complexes sont des vecteurs de savoir-faire absolus, dont Rosenbauer ne peut pas confier la fabrication. Bien au contraire. Des pièces de la nouvelle série de véhicules d’intervention RT sont venues s’ajouter, et d’autres pièces qui, en raison de leur taille, étaient jusqu’alors fabriquées à l’extérieur, devaient désormais être transférées dans l’usine mère.
Dès le début, il était clair qu’il y aurait un problème de place : la surface d’installation maximale d’environ six mètres sur six s’opposait aux plans qui ne cessaient de grandir dans la tête de Michael Schöftner. Celui-ci voulait une machine capable d’usiner sans problème de grandes pièces et il voulait une combinaison automatisée, avec un robot et un pool de 15 palettes de serrage de deux tailles différentes, afin de rendre la troisième équipe sans personnel possible. La liste des courses s’est donc allongée au fur et à mesure.

Le nouveau cœur de la production

Le choix d’une tour-fraiseuse Hermle s’est fait assez rapidement. « Je voulais une Hermle depuis dix ans déjà », raconte Michael Schöftner, « la taille et le type sont taillés sur mesure pour nos applications. » À cela s’ajoutent les retours positifs des entreprises de sous-traitance qui l’ont conforté dans son choix.
C’est finalement une C52U-MT qui a été choisie, un centre d’usinage capable d’usiner des pièces d’une taille pouvant atteindre 1000 x 1100 x 750 mm, tout en garantissant « une énorme précision dimensionnelle et une grande qualité de surface », selon M. Schöftner.

La machine dispose d’une broche d’outil de 14.000 tours/minute, d’un magasin comprenant 302 outils avec support HSK100, d’une arrivée interne de réfrigérant permettant l’utilisation de l’huile de refroidissement de manière programmable en continu, de 10 à 80 bars, de palpeurs de mesure ainsi que de Form-Control de la marque Blum. À cela s’ajoute le système logiciel Hermle de surveillance de l’information pour une communication et une interrogation permanentes de tous les états de la machine.

Michael Schöftner a passé beaucoup de temps à argumenter auprès du conseil d’administration de Rosenbauer afin d’obtenir l’approbation pour l’investissement le plus important réalisé à ce jour dans la fabrication mécanique. Il a rempli plusieurs classeurs avec des calculs de retour sur investissement et d’analyse de rentabilisation, en détaillant chaque pièce. Il a finalement obtenu le feu vert pour l’installation d’automatisation sur mesure.

Un système tel que je l’imaginais n’existait pas jusqu’à présent, surtout sur un espace aussi fortement limité. Je me suis donc permis de concevoir moi-même une automatisation sur mesure pour nous.

Michael Schöftner, responsable de la fabrication mécanique chez Rosenbauer

Un titan dans la chambre d’enfant

Car il s’agissait maintenant de passer à l’automatisation. La manière dont il l’a fait pourrait devenir une petite légende chez Rosenbauer. Avec son fils, « passionné de construction technique en Lego », il s’est assis dans la chambre d’enfant et a bricolé un projet avec des Lego, un modèle de robot KUKA et quelques petites palettes, qui est devenu la base des premières esquisses. Cela ressemble de façon étonnante à la mise en œuvre réelle.
Il est également apparu assez rapidement qu’il s’agirait d’un robot KUKA. À la recherche d’un robot capable de déplacer des palettes pesant jusqu’à 900 kilogrammes dans un espace restreint, tout en ayant une portée de plusieurs mètres, Michael Schöftner a très vite trouvé le KR titan, le plus grand modèle de KUKA. Le KR titan 1000 est le premier robot six axes pour charges lourdes avec cinématique ouverte et des capacités de charge allant jusqu’à 1 300 kg.

Pas de solution « prête à l’emploi »

Le chemin suivant a conduit M. Schöftner chez les spécialistes de Promot. Dans ce cas, il y avait une histoire commune, Rosenbauer avait déjà pu apprécier les solutions individuelles de l’entreprise de Haute-Autriche dans plusieurs projets. Une solution d’automatisation « prête à l’emploi » n’entrait pas en compte, vu la complexité des exigences. Après plusieurs réunions de concertation avec Hermle, KUKA et Promot, la solution a finalement vu le jour et est désormais opérationnelle à Leonding.

Son cœur est le KUKA KR 1000 titan dans sa version standard à six axes. En raison de la taille des palettes, le robot pour charges lourdes a une capacité de charge de « seulement » 850 kilogrammes et une portée allant jusqu’à 4 mètres. Le géant est ainsi l’élément de transport central du Promot Palmaster, dans lequel jusqu’à 15 palettes peuvent être stockées temporairement. Et plus précisément - c’était un critère essentiel - des palettes de deux tailles différentes. Le troisième élément de l’ensemble est la Hermle C52-UMT. Les pièces fixées sur des palettes sont acheminées vers le Palmaster via le poste de chargement. Le KR titan les reçoit et les transmet au centre d’usinage. Ce faisant, il doit profiter de sa grande portée. Une fois l’usinage terminé, le robot récupère la palette et l’amène au montage, à la transformation et au démontage. En fonction des priorités, il va donc encore et toujours chercher les pièces, les fait usiner dans la machine et les dépose à nouveau.

Toutes les séquences sont pilotées par le logiciel d’ordinateur pilote Prosys 3.1, développé par Promot depuis de nombreuses années. Outre les séquences, le logiciel gère également tous les programmes NC, calcule le taux d’utilisation des machines ainsi que les bilans d’outils et gère les dispositifs de serrage dans le système. « Dans la troisième équipe », dit Michael Schöftner, « on peut donc maintenant vraiment travailler sans personnel. La maîtrise des pics de production est ainsi assurée et nous pouvons très bien amortir les goulots d’étranglement sur la chaîne de montage. Je n’ai eu à convaincre personne de l’automatisation et de la robotique en soi, mais l’ampleur était évidemment considérable. Le fait que l’entreprise m’ait fait confiance pour investir cette somme n’allait pas du tout de soi. »

Coopération entre Rosenbauer, KUKA, Hermle et Promot

Travail en cours

Michael Schöftner souligne qu’actuellement, les possibilités de l’installation, du robot et de la machine sont encore loin d’être exploitées, « mais nous voulons être équipés pour l’avenir ». Et bien sûr, il y a encore du travail à faire à d’autres endroits, M. Schöftner a actuellement deux autres projets en tête, « et je vais bien sûr m’adresser à nouveau aux mêmes interlocuteurs ».