Joints finis en moins de 10 secondes : le contrôleur intégré robotique garantit un contrôle harmonieux
Publié le 24 novembre 2021 dans Operational Excellence
Trelleborg Livourne a mis à jour une cellule robotisée pour la finition de joints en polyuréthane à destination du marché durable de l'énergie éolienne. Pierre angulaire de la solution : le contrôleur intégré robotique d'OMRON qui garantit l'intégration et la synchronisation de tous les composants d'automatisation, y compris les robots, la logique, le mouvement, la sécurité et l'interface utilisateur.
Trelleborg est une multinationale suédoise qui opère dans le monde entier. L'entreprise est un leader mondial dans le domaine des solutions de polymères techniques qui assurent l'étanchéité et la protection des applications critiques dans les environnements exigeants. Basé à Livourne, en Italie, Trelleborg Sealing Solutions (TSS) est un centre d'excellence pour l'entreprise. Il est spécialisé dans la production de joints installés sur des vérins pneumatiques et hydrauliques pour différents segments du marché, notamment l'énergie hydraulique, l'agriculture, l'automobile et l'énergie.
La nouvelle cellule robotisée de Trelleborg gère la finition des joints en polyuréthane destinés aux systèmes de freinage des éoliennes. Conçue autour du contrôleur intégré robotique d'OMRON, la solution a amélioré la qualité et la productivité tout en répondant à la demande croissante.
Objectif : réduire la durée du cycle tout en garantissant la qualité
Dès le départ, l'objectif principal de la nouvelle cellule robotisée de Trelleborg était de réduire les temps de finition des joints et d'améliorer la flexibilité globale du processus, afin que les nouvelles commandes puissent être traitées plus rapidement et plus efficacement.
Comme l'explique David Caluri, responsable de l'excellence des machines et de l'énergie chez Trelleborg Livourne : « À sa capacité maximale, notre machine existante ne pouvait atteindre qu'un temps de cycle de 17 secondes pour chaque joint traité. Notre objectif était très ambitieux : réduire considérablement ces délais afin de répondre plus rapidement aux besoins des clients, notamment lorsqu'ils sont confrontés à des pics de demande saisonniers. »
La nouvelle solution est basée sur deux robots anthropomorphes articulés OMRON Viper 650 : un robot pour la saisie et la mise en place, et un autre pour la découpe et la finition. Ils sont spécialement conçus pour les processus d'usinage, d'assemblage et de manutention. Ils peuvent en outre fonctionner à des vitesses élevées et de manière totalement synchronisée, et sont gérés par le contrôleur intégré robotique OMRON NJ501-R.
Avec le nouveau système, le robot de saisie et de mise en place reçoit les joints d'un système d'alimentation, les saisit et les insère dans un plateau rotatif de la machine. Le robot de découpe effectue ensuite deux découpes le long de la circonférence du joint : une découpe intérieure et une découpe extérieure. Ce robot dispose également d'un outil de saisie, avec une pince pneumatique qui saisit la pièce nouvellement traitée et place le joint fini dans un panier.
« Outre la vitesse, l'industrie est également de plus en plus exigeante en termes de spécifications de découpe », explique M. Caluri. « Une arête nette est essentielle dans les applications hydrauliques pour garantir l'étanchéité. Les tolérances sont très étroites et difficiles à respecter à des vitesses élevées. Avec cette application, nous avons pu obtenir des tolérances encore plus resserrées et précises. »
Une plate-forme unique pour tous les appareils
Le contrôleur intégré robotique a permis à l'entreprise d'intégrer tous les appareils à la cellule robotisée via EtherCAT et Ethernet/IP. Il s'agit notamment des deux robots, de l'interface homme-machine (IHM OMRON NA5), les éléments de sécurité utilisant un contrôleur de sécurité NX-SL3300 OMRON et des modules NX-S distribués, la composante pneumatique et les éléments de logique et de mouvement.
Comme l'explique David Caluri : « La partie programmation a été très simple, car OMRON propose une plate-forme unique pour tous les composants utilisés dans cette application. Avec Sysmac Studio, nous avons pu programmer tous les différents éléments à partir d'une seule solution : les entrées, les sorties, la sécurité, l'IHM et la robotique. Nous pouvons avoir une vue instantanée des différents composants, même lors de la recherche de défauts. Le contrôle total de l'automatisation nous permet d'être flexibles dans nos activités et nous offre également un avantage considérable en termes de formation : avec une solution tout-en-un, il est plus facile pour le personnel de rester à jour. »
« Sur le terrain, tout est géré avec des recettes. Lorsque nous trouvons la bonne configuration pour le produit à traiter, nous lui donnons un nom et un code, qui sont enregistrés afin qu'il puisse être réutilisé à tout moment. Cette flexibilité offre à l'entreprise de nombreux avantages. Par le passé, Trelleborg devait passer par des configurations manuelles complexes. Aujourd'hui, l'entreprise peut modifier la configuration plusieurs fois par jour, par exemple en modifiant l'angle de découpe ou en répondant aux demandes de nouveaux formats personnalisés sans avoir besoin d'opérations de réoutillage longues et complexes. Nous connaissons parfaitement les fonctionnalités. »
Temps de cycle réduits de 80 %, productivité accrue et retour sur investissement plus rapide
Lorsqu'elle est entièrement opérationnelle, la nouvelle cellule robotisée pour la finition des joints peut traiter une pièce toutes les 9,5 secondes, réduisant ainsi les temps de cycle d'environ 80 %. Cela a permis à Trelleborg d'améliorer la productivité globale du processus d'environ 20 %.
« La nouvelle cellule répond au besoin de Trelleborg d'améliorer l'approvisionnement en produits d'étanchéité dans les différents centres logistiques en Europe, en Asie et en Amérique. Par ailleurs, l'entreprise est en mesure d'aider ses clients en cas de hausse soudaine de la demande de produits », souligne Leonardo Ceccarini, responsable des opérations chez Trelleborg Livourne. Celui-ci estime qu'il y aura un retour sur investissement dans environ deux ans pour le nouveau système, soit une amélioration de 30 % par rapport aux solutions précédentes.
« La collaboration avec le personnel technique d'OMRON s'est avérée fondamentale pour couvrir toutes les inconnues d'une application qui, en tant que première application de ce type en Europe, a utilisé le contrôleur intégré robotique pour la gestion de tous les composants d'automatisation », conclut Leonardo Ceccarini.
« Trelleborg nous a permis d'apporter notre technologie de pointe sur le terrain », déclare Enrico Naviganti, responsable commercial régional d'OMRON. « Cette application impliquait de maintenir des normes de qualité élevées, tout en atteignant des vitesses beaucoup plus élevées que précédemment. Notre technologie a permis à l'entreprise d'atteindre tous ces KPI au cours de la phase expérimentale. »
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