Embrasser des cobots sur la chaîne de montage
Automatisation chez Vitesco Technologies
En bref
Vitesco Tecnologies Italy est l'un des principaux noms mondiaux dans la production et le développement de composants clés pour les moteurs endothermiques modernes, les injecteurs de fabrication, les vannes EGR et les systèmes de régénération de filtres à particules. Pour maintenir son leadership et sa compétitivité, Vitesco s'est résolument engagé sur la voie de l'automatisation, en mettant en œuvre une large gamme de solutions, dont 24 cobots d'Universal Robots qui effectuent désormais un assemblage complexe de DDU (unités de séchage et de distribution), de rampes de carburant et de RDU (unités de dosage de réduction). Les cobots polyvalents gèrent également l'inspection des produits et palettisent les armatures sur les lignes de production de Vitesco. L'introduction des cobots a considérablement réduit le temps de cycle et libéré les opérateurs de ligne des tâches peu conviviales sur le plan ergonomique.
Le défi
Vitesco Technologies Italie dispose de deux usines de production dans la province italienne de Pise. Les usines développent des éléments clés pour les moteurs endothermiques modernes, liés spécifiquement à l'injection de carburant et à la gestion des émissions d'échappement. Ces composants présentent certains des défis d'assemblage les plus complexes dans le secteur du groupe motopropulseur et nécessitent des solutions d'automatisation extrêmement flexibles et précises qui garantissent une grande répétabilité.
Forte de sa longue expérience dans l'automatisation, la société était déterminée à adopter des solutions de l'industrie 4.0 par le biais de la robotique et de l'automatisation, en utilisant largement les techniques de fabrication allégée et de conception de cellules de travail. Les applications mises en œuvre sur la ligne ont été développées à travers des projets pilotes au laboratoire de technologies avancées. Pour Vitesco Technologies Italie, il était essentiel que les robots fonctionnent dans des espaces de travail ouverts partagés avec les opérateurs, afin de faciliter l'intervention et de garantir flexibilité et extrême précision. Les solutions qu'ils ont choisies proviennent d'Universal Robots.
Vitesco Technologies
Comment ils l'ont fait
Regardez de plus près le processus et les détails clés pour réussir la transition des processus manuels à l'automatisation avec des robots collaboratifs
Ajouts bienvenus
Les cobots UR sont au centre de la ligne de production des DDU, composants clés de la régénération des filtres à particules des moteurs diesel. La ligne d'assemblage a un temps de cycle de 30 secondes et déploie un cobot UR5e (capacité de chargement de 5 kg et diamètre de fonctionnement de 1,5 m) installé sur un 7ème axe horizontal monté au plafond et trois autres cobots UR5e sur un cycle de ligne dans une station adjacente.
Le cobot installé sur le 7ème axe charge les composants à assembler sur le poste et enlève le produit fini à la fin du cycle d'assemblage. L'intégration avec l'axe linéaire donne au cobot un degré de liberté supplémentaire pour une flexibilité accrue.
Le deuxième cobot UR5e, situé dans la cellule voisine, applique un dispositif de maintien sur le composant. Dans ce cas, l'utilisation du cobot offre une flexibilité et garantit la sécurité de l'application, permettant à la cellule de rester ouverte afin que les opérateurs puissent interagir avec le processus de production et effectuer toute maintenance nécessaire. Les troisième et quatrième cobots appliquent du lubrifiant sur le produit fini et manipulent une série de caméras de contrôle de processus, en utilisant des protocoles d'intelligence artificielle pour vérifier que tous les composants sont présents.
Assumer des tâches répétitives
Sur la ligne de production de la rampe de carburant (l'un des composants du moteur diesel qui présente le plus haut degré de complexité d'assemblage), dix cobots UR10 (avec une charge utile de 10 kg et une portée de 1300 mm) positionnés par paires sur cinq lignes d'assemblage identiques jouent un rôle essentiel. Leur travail consiste à automatiser le chargement et le déchargement des composants, précédemment effectué manuellement. Les cobots ont été installés sur la ligne sans nécessiter de modifications substantielles de l'agencement et de la structure de production : un résultat rendu possible par le caractère collaboratif des cobots qui disposent de systèmes de sécurité intégrés permettant leur utilisation sans clôture (sur la base d'une évaluation des risques).
L'introduction des cobots a permis de réduire le temps de cycle de 11 % et de libérer les opérateurs de ligne de plus de 70 %des opérations les plus répétitives et ergonomiques.
Le deuxième cobot UR5e, situé dans la cellule voisine, applique un dispositif de maintien sur le composant. Dans ce cas, l'utilisation du cobot offre une flexibilité et assure la sécurité de l'application, permettant à la cellule de rester ouverte afin que les opérateurs puissent interagir avec le processus de production et effectuer toute maintenance nécessaire. Les troisième et quatrième cobots appliquent du lubrifiant sur le produit fini et manipulent une série de caméras de contrôle de processus, en utilisant des protocoles d'intelligence artificielle pour vérifier que tous les composants sont présents.
Alimentation du cycle de palettisation
Grâce à un cobot UR3, Vitesco Technologies Italie a libéré un opérateur de la tâche physiquement exigeante et répétitive de palettiser des armatures sur un plateau métallique. Dans cette application, une courroie transporte les armatures vers un sélecteur, qui les positionne sur le point de ramassage au moyen d'un axe électrique aérien se déplaçant parallèlement à la direction du convoyeur et d'un axe pneumatique, qui se déplace perpendiculairement au convoyeur. Lorsque les armatures sont en place, le cobot UR3 en ramasse deux à la fois avec une double pince personnalisée et les palettise sur un plateau métallique. Le modèle de palettisation a été développé avec l'assistant Polyscope. Après avoir réduit la vitesse et l'accélération de l'application pour réduire l'usure des joints et assurer une plus grande précision, le Vitesco a décidé d'utiliser une double pince capable de prendre et de placer deux armatures dans le même cycle pour optimiser la productivité. Un domaine crucial sur lequel l'entreprise s'est concentrée est la polyvalence : avec une série d'ajustements simples, tels que la modification des pinces et le système de sélection, l'entreprise est en mesure de gérer et de palettiser une variété de composants, pour une application diversifiée.
S'adapter aux différentes parties
Pour réduire les émissions polluantes, les moteurs diesel modernes sont équipés de catalyseurs de réduction catalytique sélective (SCR), qui réduisent les émissions d'oxyde nitrique en utilisant un agent réducteur injecté par une unité de dosage de réduction (RDU). Cinq modèles UR5 ont été installés sur la chaîne de montage du RDU pour l'application d'un composant de protection en caoutchouc sur les tubes du RDU. La conception du produit a une large gamme de tolérances pour s'adapter à l'assemblage d'une variété de sous-composants, c'est pourquoi une grande flexibilité d'insertion est nécessaire lors de l'assemblage.
Pour garantir la manipulation de bouchons de différentes dimensions, la pince cobot Robotiq a des capacités d'adaptation et son propre contrôle de la force pour assurer la bonne réaction lors de l'insertion forcée. L'application a éliminé les opérations manuelles sans valeur et amélioré l'efficacité de la ligne.
Valeur ajoutée et productivité
Grâce aux cobots Universal Robots installés sur ses lignes, Vitesco Technologies Italie a considérablement amélioré l'ergonomie de ses processus internes. Plus précisément, l'automatisation d'une série de tâches d'assemblage complexes précédemment effectuées manuellement a permis à l'entreprise de déplacer ses travailleurs vers des emplois à plus grande valeur ajoutée, optimisant ainsi le débit.
Deuxièmement, l'entreprise a bénéficié de la flexibilité et du caractère collaboratif des cobots UR : les machines fonctionnent en grande partie sur des postes de travail ouverts où les opérateurs peuvent intervenir si nécessaire.
Enfin, des réductions significatives du temps de cycle ont été réalisées sur une gamme de processus, pour une plus grande productivité.
Alessio Papucci , CDO - Chief Digital Officer – Vitesco Technologies ItalyNous avons commencé à utiliser les cobots Universal Robots en 2016. Leur introduction nous a permis d'améliorer l'ergonomie de nombreux processus, libérant les opérateurs des tâches à faible valeur ajoutée et augmentant notre productivité et notre efficacité.
Défis d'automatisation résolus :
Ergonomie améliorée sur les travaux d'assemblage complexes Affectation des opérateurs à des tâches de plus grande valeur Qualité et répétabilité garanties sur les assemblages
Facteurs clés de valeur :
Précision Précision Ergonomie Flexibilité
Tâches résolues par des robots collaboratifs
Assemblage, palettisation et inspection visuelle
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