Dans presque toutes les conversations avec les responsables de production, la même question surgit inévitablement : « quand pourrons-nous mettre en pratique l’Industrie 4.0 ? » La réponse dépend toujours du résultat recherché. Beaucoup d’idées peuvent déjà être appliquées aujourd’hui, avec des solutions intelligentes d’automatisation : documenter automatiquement la qualité dans la production à grande échelle, réduire les coûts de fabrication en raccourcissant les temps de transport et en simplifiant le poste de travail ou varier le montage sans ajouter un délai de configuration. Les solutions de Bosch Rexroth utilisant le système de transport LMS intelligent répondent précisément à ce genre d’exigences.

Le transport analogique est numérisé

Le principe est simple : sur une chaîne d’assemblage classique, un convoyeur transporte toutes les pièces à une vitesse constante tout au long du processus. À chaque poste de transformation, la palette de pièces est prélevée sur le convoyeur, traitée, puis replacée sur le tapis. Conséquence logique : la vitesse du convoyeur dépend de l’étape du processus qui demande le plus de temps. Si le tapis avance plus vite, les pièces s’accumulent. Beaucoup d’autres facteurs purement mécaniques interviennent, tels que le positionnement exact des palettes de pièces, qui impose l’arrêt de la palette et l’indexation par un autre dispositif de levage mécanique. Cette approche fait perdre un temps précieux sans minimiser la complexité des processus, par exemple la manipulation sur trois axes.

Système à 3 axes

Le Linear Motion System (LMS), un système de transport modulaire doté de sa propre intelligence, est totalement différent. Il fonctionne sur le principe du moteur linéaire. Les moteurs linéaires sont intégrés dans le convoyeur et les palettes de pièces se déplacent sans contact grâce à des disques magnétiques fixés sous les palettes. Chaque palette de pièces peut être commandée individuellement, déplacée dans les deux sens et positionnée avec une précision pouvant aller jusqu’à 20 µm. Tout cela avec une dynamique maximisée et sans usure. Le LMS raccourcit la durée des cycles en limitant les temps improductifs de transport et de positionnement. Les étapes du processus qui ont fait leurs preuves restent inchangées.

système lms

Surtout, le LMS transfère toute l’optimisation mécanique au logiciel. Le système commande l’accélération et la vitesse à laquelle chaque palette de pièces se déplace entre deux postes. La préparation du travail peut optimiser ces mouvements complètement hors ligne, avec des programmes de simulation, et copier simplement le résultat grâce à la connexion avec les commandes du LMS. Un convoyeur analogique est remplacé par un système de transport entièrement numérique et l’interconnectivité réduit les coûts de fabrication.

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Un volume de production sensiblement plus élevé en pratique

L’usine Bosch à Ansbach a, par exemple, mis en place le LMS pour l’assemblage des systèmes ABS et ESP. Elle a de ce fait augmenté considérablement sa production sans modifier aucune étape de son processus, et ce, pour plusieurs raisons. D’une part, le processus le plus long n’est plus celui qui détermine la vitesse de transport et d’autre part, la vitesse n’est plus constante sur la chaîne. Après chaque poste, la palette de pièce se déplace avec une accélération maximale jusqu’au poste suivant. En outre, au niveau de la plupart des postes, la palette n’est plus prélevée sur le convoyeur pour réaliser l’opération. Le LMS positionne directement la palette de pièces au bon endroit, avec une exactitude de répétition de 20 micromètres, soit un tiers de l’épaisseur d’un cheveu. Cela signifie que la plupart des postes n’effectuent des mouvements que sur deux axes et non plus trois, ce qui fait économiser de l’argent. Un agencement intelligent de plusieurs postes parallèles dédiés à l’étape de transformation la plus longue réduit les embouteillages à cet endroit et découple ce temps de transformation du temps de production sur les autres postes. Voilà un exemple concret de la production interconnectée.

Documentation de la qualité

Puisque chaque position est précisément connue à tout moment pendant le processus, les données de positionnement peuvent alimenter les documents qualité. Les normes ouvertes telles que OPC UA assurent une communication directe entre les machines. Les utilisateurs n’ont pas à programmer les interfaces d’un automate programmable industriel (API) pour accéder aux données. Le LMS peut également être intégré dans des contrôleurs externes en tant qu’esclave, via Sercos, EtherNet/IP, EtherCAT, PROFIBUS et PROFINET.

LMS système

Variantes d’assemblage

Dans de nombreux secteurs et applications, les entreprises souhaitent de plus en plus produire des produits sur mesure en petites séries. Le LMS facilite cela, tout comme l’intelligence décentralisée. Lorsque la palette de produits entre dans le processus, elle est munie d’une puce RFID qui identifie le produit à fabriquer et toutes les étapes de production. Le système MES, par exemple OPCON de Bosch, relie cette information à la configuration enregistrée dans la commande. Le LMS utilise ces données pour positionner chaque pièce conformément aux exigences spécifiques. Résultat : aucun délai de configuration, même lorsque la série de production se limite à un exemplaire.

open core inginneering

Simplicité d’application

Les spécialistes de la production jugent ce système très intéressant, particulièrement lorsqu’ils constatent la facilité de sa mise en pratique. Les techniciens n’ont qu’à paramétrer les composants préprogrammés du logiciel, c’est tout. Même en termes de matériel, le LMS est extrêmement adaptable. Qu’il s’agisse de panneaux solaires de quelques grammes, de circuits électroniques, de réfrigérateurs ou de pièces automobiles pesant plus d’une tonne, le LMS s’adapte aux besoins de l’application.

Une démarche de modernisation en rattrapage

L’expérience de plus d’une centaine de projets Industrie 4.0 au sein du groupe Bosch montre que la démarche de modernisation en rattrapage est particulièrement économique : les machines et l’équipement disponibles sont intégrés dans des concepts interconnectés. Cela fonctionne également avec le LMS modulaire. Les utilisateurs peuvent d’abord modifier chaque trajet de transport, ce qui les fait gagner en expérience. Après quoi, il ne faut jamais longtemps pour que toute la chaîne soit convertie au LMS, parce que ce système permet de réduire les coûts d’assemblage de manière rapide et intelligente et d’augmenter la production.

 


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