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Crown s'appuie sur FASTSUITE Edition 2 pour la programmation hors ligne des cellules de soudage robotisées

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Soudage robotisé: Plus d'efficacité pour la programmation et la fabrication des équipements

Le fabricant de chariots élévateurs Crown fait largement confiance à l'automatisation robotisée du soudage pour la fabrication et la production de ses équipements dans l'usine de Roding (Allemagne). Les résultats de cette hausse de la productivité et de la qualité des soudures sont impressionnants et le nombre de systèmes de soudage automatisés n'a cessé de croître au cours des dernières années. Par conséquent, l'ajout à la production d'un plus grand nombre de robots nécessite l'ajout d'un personnel de programmation plus expérimenté. Des goulots d'étranglement peuvent se produire lorsque des cellules robotisées sont retirées momentanément de la production pour programmer des variantes de pièces supplémentaires ou de nouveaux sous-ensembles de pièces. En vue d'éliminer ces inefficacités dans le temps de production perdu, Crown a commencé à remplacer l'apprentissage manuel des systèmes robotisés par une Programmation Hors-Ligne (PHL) basée sur la simulation pour la génération des trajectoires. Pour cela, ils s'appuient sur le logiciel FASTSUITE Edition 2 et l'équipe CENIT!

Crown

 

Crown est l'un des cinq plus grands fabricants de chariots élévateurs à fourche au monde. L'entreprise familiale basée aux Etats-Unis possède un réseau mondial de production, de vente et de service après-vente avec 19 sites de fabrication dans le monde et plus de 500 bureaux de vente dans 84 pays.

En tant que leader de l'innovation orienté vers le client, Crown cétablit régulièrement des tendances dans le domaine des solutions de flux de matériaux. Le processus de développement induit des défis technologiques dès le début du travail jusqu'à la conception d'un produits totalement finalisé. Crown a une approche "conception centré sur l'homme". Chaque chariot élévateur est conçu pour améliorer la productivité, le confort de l'opérateur et la sécurité sur le site du client, optimisant ainsi le coût total de possession de la flotte. Crown s'est forgé une solide réputation dans le domaine du design industriel et a souvent reçu plusieurs récompenses pour cela.

Pour la production des chariots élévateurs, il est essentiel de développer des produits robustes et durables qui répondent à des exigences élevées du client en matière de qualité, d'ergonomie et de fiabilité, tout en répondant aux exigences de sécurité.

La haute intégration verticale de Crown répond à des normes de qualité élevées axées sur le client : jusqu'à 85% des composants sont fabriqués en interne.

Ceux qui visiteront l'installation de Roding auront une idée de la façon dont cette orientation est réalisée. Le dévouement continu à l'excellence de la fabrication est un effort d'équipe qui unit les gens et dont ils sont fiers à juste titre.

Crown produit des chariots élévateurs à fourche dans l'usine de Roding depuis 1986. Depuis plus de 30 ans, cela a été le point de départ d'innovations dans la fabrication. A cet égard, il n'est pas surprenant que Mads Adreasen, directeur de la fabrication, ait poursuivi l'introduction des robots de soudage pour son site. Aujourd'hui, il existe plusieurs systèmes robotisés complexes avec jusqu'à 13 axes dans le parc de machines.

 


 

Les avantages bien connus du soudage robotisé ont également été démontrés pour Crown: angle d'inclinaison toujours parfait, constant, vitesse de soudage optimale et l'utilisation de paramètres de soudage appropriés... tout cela avec une répétabilité absolue. Grâce à l'automatisation, toutes les conditions préalables pour une soudure de la plus haute qualité sont toujours remplies. L'installation de Roding a ainsi obtenu une très forte augmentation de la productivité pour chaque étape du processus de fabrication.

La programmation et la définition des moyens et des outillages jouent un rôle important. Chaque cellule de soudage est aussi bien étudiée que sa programmation. Le bridage doit garantir un positionnement optimal, ainsi qu'une accessibilité des pièces à souder, ce qui est souvent très exigeant.

Certains composants en acier ont des cordons difficiles d'accès ou de nombreuses soudures sur une petite surface. Cela rend l'apprentissage manuel et la construction des outillages difficiles.

De nombreux composants et variantes de composants ainsi que de nouvelles pièces sont constamment ajoutées. Cela signifie que les employés sont occupés à respecter les plans de production. Les temps d'arrêt nuisent à l'efficacité de manière significative.

L'équipe était consciente de la possibilité de Programmation Hors Ligne (PHL). Ainsi, Florian Braun, chef de projet en ingénierie manufacturière, a vu une opportunité d'optimiser l'utilisation des robots de soudage. Il a réalisé une étude de marché et a réussi à convaincre toutes les parties prenantes en interne que deux entreprises devraient être invitées à participer au processus de benchmarking.

L'un des fournisseurs était CENIT avec le logiciel FASTSUITE Edition 2, une plate-forme de simulation 3D qui offre une technologie sophistiquée spécialement conçue pour la Programmation Hors Ligne des procédés de soudage.

 


 

 Le fonctionnalités logiciel demandées chez Crown étaient :

  • Génération des cordons de soudure à partir de la CAO (algorithmes CAD-to-Path) avec stratégies automatiques d'approche et de retrait. La génération de la trajectoire de soudage doit décrire non seulement les mouvements du robot, mais devait inclure également les commandes de contrôle pour la technologie de soudage. De cette manière, de nombreuses étapes de programmation manuelle sont évitées et les paramètres procédés optimaux sont toujours utilisés.
  • Les paramètres pour les cordons de soudures et le positionnement de l'effecteur de soudage sur les pièces à souder peuvent être facilement ajustés si nécessaire.
  • Les axes externes et les positionneurs de pièces sont pilotés et interpolés automatiquement.

Dans le benchmark, la tâche consistait à programmer un composant avec le logiciel de Programmation Hors Ligne sur une cellule de soudage compacte Reis et à effectuer un téléchargement. Par-dessus tout, il a été jugé du bon fonctionnement du téléchargement et de quelle manière le robot était en mesure de suivre le profil à souder.

Avant le test, il y avait un certain scepticisme quant à savoir si vraiment le logiciel FASTSUITE pourrait adresser les difficiles et coordonnées étapes de travail efficacement. On se demandait si la Programmation Hors Ligne permettrait d'obtenir la qualité exigée par Crown et on craignait que le logiciel ne soit difficile à apprendre ou fastidieux à utiliser.

 


 

Les performances de FASTSUITE ont été convaincantes lors des essais sur le terrain. Bien que la cellule n'ait pas encore été calibrée et préparée pour la programmation hors ligne lors de cet essai, le parcours d'outil était déjà très proche du profil de référence. L'étroite collaboration des développeurs de FASTSUITE avec les principaux fabricants de robots a fait ses preuves. Le logiciel dispose d'un module contrôleur pour la cellule de soudage Reis et permet une simulation et une optimisation très précises du système sur le PC. De plus, l'expérience pratique des employés de CENIT dans la Programmation Hors Ligne d'une grande variété de systèmes a permis de charger le programme du robot dans la cellule de soudage et de l'exécuter en toute sécurité.

FASTSUITE a pu démontrer sa "facilité d'utilisation" et a créé la confiance nécessaire pour que le déploiement soit un projet pertinent pour toutes les personnes concernées. Le haut niveau d'expertise de CENIT en matière de production par soudage a apporté à Crown la garantie qu'elle avait trouvé le bon partenaire.

FASTSUITE Edition 2 a clairement assis sa position durant le benchmark et a reçu la commande pour de déploiement. Les premières cellules de soudage ont été intégrées dans l'environnement de simulation à partir de l'été 2017.

Le projet d'implémentation s'est décomposé en 3 phases. Au démarrage, CENIT a configuré le logiciel en fonction des exigences du système correspondant (phase 1). Il s'en est suivi la création d'un modèle numérique de la cellule (phase 2) qui correspondait à l'installation réelle.

Pour ce faire, l'équipe FASTSUITE a construit la cellule de soudage avec le robot, les outils, les composants du système et toutes les fonctions pertinentes pour la collision à partir des données CAO 3D. La référence de la pièce, le TCP (Tool Center Point) et les origines du système ont été incorporés avec la cinématique du robot, l'axe auxiliaire et les positionneurs.

Le résultat est un modèle numérique de démarrage que le programmeur charge dans FASTSUITE Edition 2 au début de chaque tâche de Programmation Hors Ligne, avec le périphérique et le composant correspondant.

Sur le site du client, la phase 3 a commencé par l'étalonnage de l'installation réelle avec le modèle numérique. L'équipe FASTSUITE a mesuré les points de référence réels et la position du TCP au moyen d'une pointe de mesure sur le robot et a corrigé les valeurs en conséquence dans le logiciel. Après acceptation et remise du système de Programmation Hors ligne, la formation des utilisateurs a eu lieu sur place.

L'étalonnage est une étape importante dans les projets de Programmation Hors Ligne et la connaissance approfondie des consultants de CENIT a également fait ses preuves dans ce domaine.

L'engagement de Crown dans tout le projet de mise en œuvre a été très élevé, rapporte Florian Braun. "Nous savions que nous devions nous impliquer, ne rien faire n'était pas une option". En cas de problèmes, l'équipe de FASTSUITE était là : "Quand vous en aviez besoin, ils étaient là et ils restaient jusqu'à ce que ça marche."

Dans cet esprit, Crown a réalisé de nombreux progrès en termes d'efficacité du soudage robotisé. Au lieu de prendre plusieurs jours, la programmation d'une nouvelle pièce ou d'une variante de pièce ne prend plus que quelques heures. En effet, la programmation a lieu dans l'environnement de simulation de FASTSUITE Edition 2 (hors ligne, c'est-à-dire parallèlement au fonctionnement du système de production) et, par conséquent, les temps d'arrêt du système de production ont été considérablement réduits. Les interruptions de production pour l'installation et l'apprentissage de nouveaux composants ont été réduites au minimum. La qualité de soudage des pièces en acier est toujours très bonne et correspond aux normes de Crown.

En résumé, le projet du PHL a eu un impact positif sur la rationalisation du développement et de la conception de l'outillage. Il est beaucoup plus rapide et facile de déterminer le bon bridage car le système simulé est disponible avec toutes les cinématiques et périphériques en tant que modèle 3D virtuel. Au lieu de tester encore et encore les prototypes d'équipements, le dispositif virtuel peut d'abord être testé pour l'accessibilité puis être intégré dans le monde réel. De nouveaux composants peuvent être optimisés pendant le développement pour une production de soudage ultérieure.

Le succès du projet est en grande partie attribuable au fait que Crown a impliqué tous les membres de l'équipe dès le début. Parmi eux, des spécialistes du soudage, des programmeurs de robots, des planificateurs de préparation du travail et de la production, des responsables de production jusqu'au directeur de l'usine Andreasen.

Toute l'équipe de Crown est derrière la nouvelle solution et utilise les capacités de la Programmation Hors Ligne. Des améliorations significatives de la productivité, de la qualité et de l'efficacité globale du travail ont été réalisées! L'effort et l'investissement en valaient la peine à tous les égards, Andreasen déclare: «Le projet PHL est bien entendu bénéfique pour notre résultat net, mais nous constatons également que nos employés sont très satisfaits du résultat final, ce qui est très important pour Crown.

De nouvelles idées émergent déjà dans l'usine Roding aujourd'hui. Avec FASTSUITE, Crown dispose d'une solution logicielle avec laquelle ils peuvent évoluer, elle est ouverte et évolutive et peut être personnalisée en fonction de leurs besoins futurs. Ensemble avec l'équipe FASTSUITE, c'est une première étape idéale pour une entreprise dotée d'une vision forte des industries 4.0.

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