ThermProTEC fabrique des installations de production de barres stabilisatrices allégées pour un grand fournisseur automobile allemand. Outre le traitement thermique de tuyaux bruts prépliés, ces installations hautement automatisées ont pour tâches principales la fixation de supports caoutchouc et le contrôle de la qualité. Les robots de HIWIN interviennent à certains points centraux pour garantir la flexibilité requise dans la production de pièces de suspension avancées.

Les stabilisateurs, pièces importantes de la suspension du véhicule, empêchent le véhicule de tanguer dans les virages ou sur une route irrégulière. Ils contribuent donc grandement au confort des véhicules modernes. Auparavant, ces stabilisateurs étaient exclusivement formés à chaud ou à froid à partir d’une barre toute en métal. En raison de leur poids jusqu’à 40 pour cent moindre, les barres stabilisatrices, comme on les appelle, ont de plus en plus de succès. 

Toutefois, les barres stabilisatrices nécessitent des procédés thermiques de fabrication totalement différents de ceux des stabilisateurs tout en métal. ThermProTEC, le spécialiste du domaine des procédés thermiques, a développé la technologie adaptée à ces barres et a ainsi mené d’une main de maître son entrée sur le marché.

« Notre compréhension approfondie des procédés thermiques est la raison de notre succès, y compris auprès d’entreprises de taille bien supérieure à la nôtre », explique le Dr. Rainer Gaus, fondateur et directeur de ThermProTEC GmbH, dont le siège se situe à Offenbourg. « Sur ce marché comme sur d’autres, par exemple celui des installations de traitement thermique pour les industries minières lourdes ou les crémaillères dans lesquelles nous sommes également actifs, les clients veulent que nous assumions, en plus du traitement thermique en tant que tel, autant d’autres étapes de production que possible avec nos installations. »

Ceci inclut toujours plus l’automatisation complète, y compris les mesures nécessaires au contrôle de la qualité et la manutention de pièces.

Depuis quelques années, ThermProTEC utilise à cette fin de plus en plus de robots pour le chargement et le déchargement de pièces lourdes dans ses installations. Dans les installations de production de stabilisateurs y compris, plusieurs robots sont utilisés. Les robots de HIWIN nous accompagnent depuis le début. 

Un robot plutôt qu’un système gantry

« Dans nos installations, nous utilisons des guidages sur rail profilé de HIWIN en grande quantité et, à travers les années, nous avons eu de très bonnes expériences avec ceux-ci », dit Gaus. « C’est pourquoi j’ai suivi avec grand intérêt les projets de HIWIN de développer ses propres robots et j’ai immédiatement commandé trois unités de type RA605-710-SL pour les essayer dès qu’elles ont été disponibles. À ce moment-là, j’envisageais déjà nos installations de production de stabilisateurs comme domaines d’utilisations potentiels. » 
Une fois l’essai réussi pour les robots compacts à 6 axes, les constructeurs ont proposé à ThermProTEC d’intégrer un robot avec une capacité de charge de 5 kg à une utilisation preneur-placeur pour laquelle un système gantry est généralement employé. Avec sa pince double, le robot prend une partie d’un collier de serrage et sa contrepartie sur le tapis d’acheminement et les dispose dans les deux étriers de la station de pressage. La station presse ensuite les deux pièces du collier de serrage sur un support caoutchouc précédemment placé par l’installation. 

La flexibilité épargne des coûts de construction et d’outillage
 
Grâce à la flexibilité du robot, l’installation, à l’inverse d’un système gantry, peut sans aucun problème traiter différentes formes de collier de serrage. Une caméra 2D intelligente de type Inspector PIM 60 identifie respectivement le type et l’orientation du collier de serrage apporté par tapis roulant et transmet cette information au format XML via profinet à la commande du robot HIWIN. Le robot apprend les différentes positions de pince à adopter selon le type de collier de serrage grâce au Teach-In. 

« En raison de cette flexibilité et malgré le prix de base plus élevé en comparaison à un système gantry, le client a opté pour le robot », révèle Gaus. « À long terme, les robots sont meilleur marché à nos yeux, particulièrement lorsqu’il doit être possible de produire des variantes ou lorsqu’il faut prévoir des modifications du produit. » Alors que, pour un système gantry, un nouvel outil doit par exemple être usiné à chaque nouveau produit, pour le robot, quelques pinces standard suffisent le plus souvent à permettre de garantir le traitement de toute une gamme de produits. En outre, de manière générale, la complexité de construction est moindre pour les robots que pour les systèmes preneur-placeur conventionnels, car ces derniers doivent chacun être systématiquement adaptés à l’installation et à leur tâche. De plus, ThermProTEC a renoncé à ce que le robot prenne les colliers de serrage directement dans une boîte placée à proximité. « Ce concept, selon la mise en pratique, aurait au moins nécessité une caméra 3D ou un capteur supplémentaire, ce qui aurait impliqué un coût plus important. Nous faisons parvenir les colliers de serrage au tapis d’acheminement à l’aide d’un aimant. C’est bien meilleur marché et plus fiable », estime le directeur de ThermoProTEC.

Commande tout-en-un

Les robots de HIWIN offrent également un avantage aux utilisateurs en matière de sécurité d’investissement et de prévisibilité des coûts : à l’achat de la commande modulaire de robot RCA605 développée en partenariat avec KEBA, l’utilisateur ne reçoit pas seulement l’accès à une large gamme d’équipement matériel qui comprend une commande de sécurité intégrée, une interface Ethernet en temps réel configurable, une commande de séquence (PLC) et des E/S extensibles, mais aussi à tout un ensemble exhaustif de fonctions. 

C’est pourquoi, par exemple, des fonctions pour la palettisation ou le suivi du tapis roulant ne sont pas fournies sous licence ou vendues séparément. Elles peuvent être utilisées sans coût supplémentaire après une mise à niveau ou une transformation d’une installation. Un logiciel d’analyse de portée permettant d'optimiser les séquences de mouvements est également fourni par défaut. 

La programmation s’effectue avec un environnement d’ingénierie cohérent pour API, motion et robotique. 

Large éventail d’utilisation grâce à une répétabilité élevée

Dans la première installation livrée, le robot a parfaitement fait ses preuves, à un tel point que ThermProTEC a étendu le domaine d’utilisation des robots HIWIN : dans la deuxième installation réalisée par l’entreprise et livrée fin 2018, deux de ces assistants disposent déjà des colliers de serrage dans une station de pressage. De plus, un autre RA605-710-SL fonctionne sur une cellule de mesure. Le robot travaille également avec une caméra 2D intelligente de type Inspector PIM 60 pour cette utilisation. Cependant, la caméra est cette fois montée sur le collet du robot. Un capteur de distance s’y trouve également. En combinant ces trois éléments, une mesure 3D du stabilisateur est réalisée à neuf positions en moins de 15 secondes.

Le RA605-710-SL est également doté des compétences requises pour les tâches de ce genre : grâce à sa répétabilité élevée de +/-0,02 mm, en plus de la manutention pure et simple de pièces de petite taille, il convient également à d'autres utilisations telles que le montage, l’ébavurage et le polissage, ou encore le contrôle de qualité, comme Gaus le confirme : « Grâce à la répétabilité élevée, nous avons pu atteindre une précision absolue de mesure complète de la cellule de mesure de 0,05 mm. »

Objectif : davantage de robots HIWIN 

Ainsi, le robot HIWIN a également fait ses preuves lors de cette utilisation, à un tel point que le directeur réfléchit déjà à de nouvelles possibilités d’utilisation, comme la disposition des pièces brutes de caoutchouc dans la cavité d’outillage, réalisée jusqu’alors manuellement. « Nous devons cependant examiner quotidiennement et selon l’utilisation si, in fine, la solution du robot en vaut la peine du point de vue économique. De manière générale, nous utiliserons certainement davantage de robots HIWIN dans nos installations à l’avenir », affirme Gaus avec optimisme.