Stellantis Sochaux améliore l'ergonomie de ses postes de vissage, grâce à une solution intégrée par FiRAC
Résumé
FiRAC, une entreprise du groupe SNEF, aide les entreprises à intégrer des procédés industriels plus sobres, flexibles, évolutifs et intelligents. Spécialisée dans la conception et le déploiement de solutions robotiques, le groupe opère depuis plus de 40 ans dans le domaine de l’automobile et de l’aéronautique.
Partenaire intégrateur d’Universal Robots depuis 2015, FiRAC a récemment intégré avec succès deux cobots sur une ligne de montage de l'usine Stellantis Sochaux. Une intégration effectuée en un temps record et dont les bénéfices se font déjà sentir par le client.
Défi
Dans le cadre de son projet Usine du Futur, Stellantis Sochaux a automatisé une partie de sa ligne de montage des éléments de roues.
À côté de la ligne d’assemblage principale en perpétuel mouvement, se trouve le flux secondaire. C’est sur ce tronçon que sont préparées les pièces et sont effectuées des activités comme le vissage ou le contrôle qualité sur le produit en cours de fabrication. Ici, la manutention est assurée par 13 AGV. Ils suivent un circuit prédéfini et embarquent les équipements ainsi que les outillages. Ils s’arrêtent le temps que les opérateurs effectuent les vissages, des opérations précises, répétitives et fatigantes.
L’objectif de l’application était d’améliorer l’ergonomie des postes de travail ainsi que la qualité des opérations.
Stellantis Sochaux
Principaux leviers de valeur :
Réduction des TMS Évolution des opérateurs vers des tâches à plus forte valeur ajoutée ROI rapide, maintenance minimale Gain de productivité Amélioration de la qualité
Tâches résolues à l'aide de robots collaboratifs :
Vissage avec angles difficiles à atteindre
Défis d'automatisation résolus :
Répétition et précision du geste Port d'outils de vissage très lourds Intégration facile à la ligne de production existante
Solution
Le choix s’est porté sur deux robots UR10 d’Universal Robots capables d’effectuer une large gamme d’opérations grâce à leur rayon d’action élevé et une charge embarquée de 10 kg. Dans le cas présent, il s’agissait pour l’opérateur de visser des protecteurs de disque de frein d’un véhicule sur des demi-trains.
C’est un poste sans aucune valeur ajoutée, où l’opérateur tient des outils lourds à longueur de journée pour visser de manière répétitive des pièces dans des angles parfois difficiles d’accès. Cette tâche pénible implique une rotation des opérateurs. En outre, la difficulté de la tâche faisait que les erreurs étaient inévitables et les retouches fréquentes.
Une application demandant de l’ingéniosité
Le projet présentait plusieurs difficultés. Tout d’abord sur l’architecture de la ligne, car le flux d’approvisionnement est géré par une flotte d’AGV. Cela implique une variabilité conséquente de la position d’arrêt des pièces au poste robot. Il fallait donc que le système soit en capacité de se repérer dans l’espace et de mesurer la position du produit sur lequel travailler. Pour ce faire, FiRAC a opté pour un recalage en 2 étapes : Premièrement, un système de télémètres mesure la position d’arrêt de l’AGV. Ensuite, un des deux robots du système vient prendre une image de chaque produit grâce à une caméra embarquée, figeant ainsi la position finale des produits dans l’espace. Les données de position sont ensuite envoyées au second robot, et les opérations peuvent commencer. Une fois que le référentiel de travail (c’est-à-dire, la capacité des cobots à s’adapter dynamiquement à leur environnement) fut réglé, l’équipe de FiRAC a pu se concentrer sur la tâche elle-même, le vissage.
FiRAC a su gérer la difficulté du flux d’approvisionnement par AGV : un UR10 avec caméra embarquée, fige la position finale des produits dans l’espace avant de lancer le cycle de vissage effectué par le second UR10.
Un nouveau défi est apparu : l’impact de l’interaction entre les robots, les pièces à visser, les chariots et les AGV. Pour résoudre ce point, l’intégrateur a reproduit les conditions réelles dans son laboratoire. « Le meilleur moyen de s’assurer de son efficacité et de ne pas rester trop longtemps dans la théorie » indique Stéphane Marnat, Directeur d’Agence. FiRAC a donc effectué un montage « à blanc », en complément de simulations virtuelles, afin de tester et ajuster l’équipement en conditions réelles. Il ne restait plus qu’à caler le temps de cycle. Sur ce projet, il était relativement court et il a fallu être astucieux pour arriver à visser les 10 éléments de manière répétable et à la vitesse requise.
Un cobot supervisé par l’homme
Pour cette application, toute l’équipe Stellantis - conducteur de ligne, responsable de fabrication, personnel maintenance et toutes les personnes qui travaillent à proximité du cobot - a reçu une formation à différents niveaux pour pouvoir intervenir sur le cobot en cas de soucis.
Ce sont notamment les opérateurs de proximité qui ont vu leur rôle évoluer. Ils sont à présent chargés de superviser le travail du cobot et d’intervenir en cas d’arrêt. Ils regardent alors s’ils peuvent relancer le robot par eux-mêmes. S’ils n’y arrivent pas, ils appellent le responsable de ligne puis en dernier recours le service maintenance.
Tous ont été formés pour assurer la maintenance de l’installation en un temps record. Pour ce faire, FiRAC a proposé plusieurs modules s’appuyant sur les formations en ligne d’UR Academy.
Stéphane Marnat Responsable automatisme, robotique et cobotique chez FIRAC, groupe SNEFC’est un déploiement extrêmement rapide qui nous a pris entre 2 et 3 mois. Le planning a pu être respecté grâce à une bonne implication des personnels de production et de maintenance
Bénéfices
L’application développée par FiRAC avec l’intégration de cobots UR limite les mouvements répétitifs imposés aux opérateurs et réduit le risque de TMS. Elle permet d’augmenter la productivité et la qualité de production.
L’usine tournait en 3x8 durant la semaine et 12h les samedis et dimanches. Le cobot a été implanté fin octobre 2019 ; les premières formations ont eu lieu fin novembre 2019 et tout a été terminé sur décembre/janvier. Le planning a pu être respecté grâce à une bonne implication du personnel de production et du personnel maintenance.
Au total, le projet a demandé entre 2 et 3 mois en comptant les diverses contraintes du planning du client. Un délai rapide car le groupe PSA n’en était pas à sa première intégration robotique. L’autre raison étant que les cobots Universal Robots sont spécifiquement conçus pour être faciles à intégrer à une chaîne de production déjà en place. Tout ceci, combiné à l’expérience de FiRAC, a permis d’intégrer les cobots bien plus rapidement que s’il s’agissait de robots industriels traditionnels.
Le flux d'approvisionnement des pièces est géré par des AGV
Le cobot se repère dans l'espace pour détecter la référence sur laquelle travailler
Il visse les éléments à la vitesse requise et tient la cadence du cycle
Commencez dès maintenant votre projet d'automatisation
Un intégrateur près de chez vous peut se rendre dans vos locaux pour étudier vos besoins.
Contactez Universal Robots
Des milliers d'entreprises comptent sur les robots collaboratifs pour...
- Augmenter la productivité
- S'adapter à la demande changeante des produits
- Améliorer le bien-être et la fidélisation des employés
- Faire face aux pénuries de main-d'œuvre
- Universal Robots A/S - France
- 13-17 rue Pagès
- 92150 Suresnes