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Chaînage du processus de forge par robots

 
Situation initiale / Tâche
 

La société Buderus Edelstahl Schmiedetechnik GmbH a investi dans une chaîne de presses entièrement automatisée  pour la production de moyeux de roues de poids lourds pour augmenter ainsi la capacité de sa forge. Buderus souhaitait confier à des robots la manipulation des pièces chaudes d’une température de 1250 degrés Celsius. Ces robots devaient répondre aux critères suivants : résistant à la chaleur, disponibilité quasi permanente dans un environnement très sévère, reproductibilité élevée et très grande flexibilité pour pouvoir assurer la production de différentes familles de produits.
 
 
Réalisation / Solution
 
Chaînage du processus de forge par robots
Chaînage du processus de forge par robots

Au total dix robots à six axes et bras coudés KR 210 KUKA assurent la manipulation des pièces forgées. Neuf de ces robots sont en version Fonderie, version développée par KUKA pour une application dans un environnement très rude comme celui des fonderies et forges. Le dixième robot à six axes travaillant comme robot de pulvérisation à la presse principale possède une enveloppe de protection minimisant le dépôt des poussières. Les programmes de pulvérisation sont prévus pour différents produits.

Les robots manipulent lesdites billettes semi-finies derrière deux scies, prélèvent les pièces brutes du convoyeur pour les déposer dans un four à bande, alimentent et évacuent la presse de préforgeage, déposent la pièce brute préformée, via un dispositif intermédiaire, dans la matrice préalable et ensuite la matrice de la presse principale et finalement dans la presse d’ébarbage. Le robot travaillant au-dessus de la tête et assurant l’évacuation de cette presse dépose la pièce finie sur un convoyeur de refroidissement.

Comme Buderus Edelstahl Schmiedetechnik GmbH produit des arbres, des couronnes de différentiel, des roues dentées et des tourillons sur cette installation, il faut changer les outils de la presse. La transformation se fait d’une famille à une autre ou d’un produit d’une famille à un autre de la même famille. Dans le premier cas, cinq à six robots doivent changer la pince et le préhenseur. S’il s’agit par contre d’un changement dans une famille, il suffit d’échanger les mâchoires.

Le personnel jouissant d’une excellente formation assure la programmation des robots et le contrôle de l’ensemble de l’installation. Les commandes de robot communiquent entre elles par un Profibus et une commande prioritaire. Divers paramètres du système comme les forces et les températures peuvent être modifiés sans devoir interrompre la production.

 
 
Composants système / Fourniture
 

  • Dix robots KR 210 KUKA de la série 2000
  • Dix commandes de robot KUKA se basant sur PC, avec Control Panel et interface Windows familière
  • Deux types de préhenseurs hydrauliques échangés à chaque changement de famille
  • Programmation du robot
  • Mise en service

 

La fourniture a été assurée par le fabricant de presses SMS Eumuco.

 
 
Résultat/Succès
 

Très grande résistance à la chaleur

La version Fonderie permet aux robots de s’adapter aux rudes conditions des forges et fonderies. Les robots sont dotés d’une peinture spéciale et de joints spéciaux aux brides des moteurs et réducteurs pour offrir ainsi la résistance requise aux températures élevées, à l’humidité et aux poussières. Les poignets Fonderie tenant les outils du préhenseur en acier spécial résistant à la chaleur sont dotés d’une peinture aluminium blanc pour augmenter encore la résistance à la chaleur dans cette zone particulièrement critique.

Flexibilité élevée

Grâce à la mobilité des six axes, les robots sont bien plus mobiles que les automates à longerons mobiles, facteur d’ailleurs prouvé par la séquence semi-automatique possible des opérations de forge et d’ébarbage.

Production doublée

Grâce à l’application de robots, la production de la chaîne 1 a pu être pratiquement doublée par rapport à celle d’une chaîne comparable travaillant manuellement avec trois personnes par équipe et un tonnage moyen de 1,5 t par heure de production.

Disponibilité élevée

La disponibilité des robots fonctionnant en trois équipes malgré les rudes conditions ambiantes doit être soulignée dans ce contexte car elle est supérieure aux prévisions.

Plus grande diversité des pièces

Vu l’automatisation, le client est en mesure d’assurer la production de pièces qui ne peuvent être fabriquées manuellement.

Application par le haut

Dans le cadre de la passation de la commande, KUKA a bénéficié de l’avantage du robot suspendu, quoique pour ces applications une version de grande taille fût indispensable.

Gain de temps

Normalement, on n’utilise qu’une matrice par course de presse principale. Mais comme les deux robots installés à cet endroit sont en mesure de travailler en parallèle, la presse principale de 8.000 tonnes est occupée en double pour une partie de la gamme de production.

 
 
 
 
 
No du rapport
 
R 267
 
Branche
 
Fonderie
Produits métalliques
 
Application
 
Manutention, chargement & déchargement
Machines à mouler le métal sous pression, installations de fonderie
Installations de forgeage
 
Produit
 
Charges importantes (80-270 kg)
Robot Foundry
 
Client
 
Buderus Edelstahl Schmiedetechnik GmbH, Wetzlar, Allemagne
 

 
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