Comment choisir une machine de nettoyage flexible pour une production multi-modèles : solutions de nettoyage programmables et à changement rapide

Aperçu

Lorsqu’une ligne de production doit traiter plusieurs types de composants, le système de nettoyage doit être capable de gérer le changement de produit, des paramètres de procédé différents et des cycles de production variables sans compromettre le niveau de propreté.

Une machine de nettoyage flexible peut y parvenir grâce à trois approches principales : contrôle de procédé programmable, identification automatique de modèle, et outillages ou palettisations communs .

Cet article explique comment ces technologies interagissent et comment évaluer un système de nettoyage flexible pour une production multi-modèles.

Pourquoi la production multi-modèles exige-t-elle des équipements de nettoyage flexibles ?

Les lignes de production traditionnelles à haut volume traitent souvent un seul modèle de composant. Les paramètres de nettoyage peuvent donc être fixes et spécifiquement optimisés pour cette pièce.

La fabrication moderne implique toutefois de plus en plus :

• Plusieurs modèles de composants
• Des lots de production plus petits
• Des changements fréquents de modèle
• Des dimensions et des masses différentes des pièces
• Des exigences différentes en matière de propreté et de taille des particules

Un système de nettoyage utilisé dans ce type de production doit répondre à trois exigences clés :

1. Changement rapide

Le passage d’un modèle de pièce à un autre ne doit pas entraîner une interruption prolongée de la production.

2. Paramètres de processus spécifiques à chaque modèle

Différents composants peuvent nécessiter des trajectoires robotisées, des durées de nettoyage, des pressions, des températures, des zones de pulvérisation ou des paramètres de séchage distincts.

3. Grande compatibilité mécanique

L’équipement doit pouvoir s’adapter aux différences dimensionnelles et structurelles entre les pièces à traiter, sans nécessiter de modifications mécaniques importantes pour chaque modèle.

Trois grandes approches du nettoyage flexible

1. Processus de nettoyage programmables

La programmabilité constitue l’une des capacités fondamentales d’une machine de nettoyage flexible.

Des modèles de pièces différents peuvent disposer de programmes de nettoyage indépendants contenant des paramètres tels que :

• Trajectoires de déplacement du robot
• Zones de pulvérisation
• Durée de nettoyage
• Pression d'eau
• Température de nettoyage
• Nombre de passages de nettoyage
• Paramètres de séchage

Lorsque le modèle de production change, le programme correspondant peut être sélectionné au lieu d’ajuster manuellement chaque paramètre de processus.

Cela fournit une base fondamentale pour une production répétable de plusieurs modèles.

2. Identification automatique des modèles

L’identification automatique peut encore réduire la participation de l’opérateur pendant les changements de série.

Selon la ligne de production, le système peut utiliser :

• Une identification par caméra
• RFID
• La position du convoyeur ou des signaux provenant de la ligne de production

pour identifier la pièce entrante et appeler automatiquement le programme de nettoyage correspondant.

Par exemple, un système de nettoyage de culasses de moteurs pour véhicules particuliers peut utiliser un convoyeur à rouleaux motorisés et une identification par caméra afin de reconnaître différentes variantes de culasses et de sélectionner automatiquement le programme de nettoyage approprié.

Cela permet une production mixte avec une intervention manuelle réduite.

3. Fixations et palettes courantes

La flexibilité mécanique est tout aussi importante.

Si plusieurs modèles de pièces usinées peuvent partager la même fixation ou la même palette, le changement mécanique peut être considérablement simplifié.

Par exemple, un système de nettoyage et d’ébavurage de blocs-moteurs pour véhicules particuliers peut utiliser une palette commune pour différentes configurations de parties supérieure et inférieure du bloc, permettant à plusieurs modèles d’entrer dans la ligne de nettoyage et d’ébavurage sans remplacer l’ensemble du système de fixation.

Pourquoi une large plage de temps de cycle est-elle importante ?

Le temps de cycle réglable d’une machine de nettoyage flexible constitue un autre indicateur important de sa flexibilité.

Par exemple, la solution de nettoyage et d’ébavurage de blocs-moteurs pour véhicules particuliers de Big Bird Industrial peut couvrir une plage de temps de cycle d’environ 20 secondes et 20 minutes .

Une large plage de temps de cycle permet à la même plateforme d’équipement de répondre à différents scénarios de production.

Production à volume élevé

Pour les composants standard à forte cadence, le procédé de nettoyage peut être configuré avec un temps de cycle plus court afin de maximiser le rendement de production.

Composants à faible volume ou complexes

Pour les composants en petites séries ou plus complexes, le cycle peut être prolongé afin de permettre des passes de nettoyage supplémentaires ou des temps de traitement plus longs, selon les besoins.

Cela permet à l’équipement de s’adapter aux variations du volume de production et de la complexité des produits, sans nécessiter un système de nettoyage entièrement différent.

Changement automatique d’outils et de buses

La souplesse peut également aller au-delà des programmes de nettoyage et des dispositifs de fixation.

Certaines applications exigent des outils ou des buses de pulvérisation différents selon les modèles de pièces.

Par exemple, une machine robotisée de débourrage pour blocs-moteurs diesel à six cylindres peut utiliser une broche électrique à changement d’outil afin de supporter plusieurs types de brosses. Lors du changement de modèle, le système peut automatiquement sélectionner et remplacer l’outil requis.

Un système de nettoyage flexible pour vilebrequins peut également être configuré pour différents modèles de vilebrequins, tels que les vilebrequins à quatre cylindres et à six cylindres, avec nettoyage par broche haute pression et changement automatique de buses.

Ces configurations réduisent l’intervention manuelle et permettent à un seul système de production de prendre en charge plusieurs variantes de composants.

Comment choisir une machine de nettoyage flexible

Lors de l’évaluation d’une solution de nettoyage flexible, prenez en compte les facteurs suivants.

1. Variation des produits

Dans quelle mesure les pièces à traiter diffèrent-elles en ce qui concerne :

• Longueur et largeur
• Poids
• Géométrie
• Configuration des trous et des passages
• Matériau

Plus la variation est importante, plus les exigences sont élevées en matière de flexibilité des dispositifs de fixation, d’envergure du robot, de course des équipements et de capacité de manutention.

2. Fréquence des changements de référence

Si la ligne de production change fréquemment de modèle, privilégiez :

• Changement de référence programmable
• Identification automatique des modèles
• Accessoires courants
• Changement automatique d’outil ou de buse

Pour les changements peu fréquents, certains réglages manuels peuvent être acceptables.

3. Exigences relatives au temps de cycle

Déterminer si les différents modèles présentent des exigences significativement différentes en matière de temps de cycle de production.

Si un produit nécessite un cycle court tandis qu’un autre exige un nettoyage nettement plus long, une machine dotée d’une plage de réglage du temps de cycle étendue peut offrir une plus grande flexibilité de production.

4. Exigences de propreté

Les différents modèles peuvent présenter des critères d’acceptation distincts en matière de propreté et de taille des particules.

Dans ce cas, chaque modèle doit disposer de ses propres paramètres de procédure validés, plutôt que d’utiliser un programme de nettoyage universel.

5. Extension future des produits

Lors de la conception d’une nouvelle ligne de production, envisagez les modèles futurs potentiels.

Prévoir une capacité suffisante dans la plage de déplacement des robots, la conception des dispositifs de fixation, l’architecture des programmes et le système de manutention permet d’éviter que la machine de nettoyage ne devienne un goulot d’étranglement lors de l’introduction de nouveaux produits.

Solutions de nettoyage flexibles Big Bird Industrial

Big Bird Industrial fournit des solutions de nettoyage flexibles comprenant :

• Machines robotisées de nettoyage flexibles
• Machines robotisées flexibles de burinage
• Systèmes intégrés de nettoyage et de burinage multi-processus
• Équipements de nettoyage flexibles à cycle temporel étendu
• Systèmes d’identification automatique des modèles
• Configurations automatiques de changement d’outils et de buses

Selon l’application, les équipements peuvent être conçus en fonction des besoins du client gamme de produits, volume de production, fréquence des changements de modèle, exigences de propreté et plans d’extension futurs .

Pour certaines applications flexibles, la plage de temps de cycle peut s’étendre approximativement de 20 secondes et 20 minutes .

FAQ

Combien de temps faut-il pour changer de modèle sur une machine de nettoyage flexible ?

Cela dépend de la configuration du changement de modèle.

Avec une sélection programmable des procédés et une identification automatique des modèles, le changement de modèle implique principalement le basculement de programme et la vérification de la première pièce.

Si le changement de modèle nécessite un remplacement de dispositif de fixation ou un réglage manuel des buses, un temps d’arrêt supplémentaire peut être requis.

Pour les lignes de production comportant des changements fréquents de modèle, un changement de modèle programmable et une identification automatique constituent généralement des critères de conception essentiels.

Combien de modèles différents une machine de nettoyage flexible peut-elle traiter ?

Il n’existe pas de nombre universel fixe.

La capacité réelle dépend des différences dimensionnelles et structurelles entre les pièces, de la compatibilité des dispositifs de serrage, de la plage de travail du robot, du système de manutention et des exigences du procédé.

Par conséquent, la compatibilité pratique d’une machine de nettoyage flexible doit être évaluée à l’aide de la liste complète des produits durant la phase d’ingénierie, plutôt que de se fonder uniquement sur le nombre de programmes disponibles.

Comment une seule machine peut-elle prendre en charge des cycles allant de 20 secondes à 20 minutes ?

Le cycle peut être ajusté via des facteurs tels que la vitesse de déplacement du robot, la durée de pulvérisation, le nombre de passages de nettoyage et la configuration du procédé.

Des composants simples à forte cadence peuvent utiliser des séquences de procédé plus courtes, tandis que des composants complexes ou à faible cadence peuvent nécessiter des séquences de nettoyage plus longues.

Des programmes différents peuvent ainsi être attribués à différents modèles de pièces au sein d’une même plateforme d’équipement.

Comment la production multi-modèle garantit-elle que chaque composant satisfait à ses exigences de propreté ?

Chaque modèle de pièce doit disposer d’un programme de nettoyage défini et validé de façon indépendante.

Les paramètres peuvent inclure :

• Trajectoire du robot
• Pression de nettoyage
• Durée de nettoyage
• Emplacements des buses de pulvérisation
• Paramètres de séchage

Après un changement de modèle, une inspection de la première pièce doit être effectuée afin de confirmer que les critères requis en matière de propreté et de taille des particules sont bien respectés.

L’identification automatique des modèles peut également réduire le risque de sélection d’un programme de nettoyage incorrect.

Conclusion

Un nettoyage flexible ne consiste pas simplement à autoriser l’introduction simultanée de plusieurs pièces dans la même machine. Un système véritablement flexible doit coordonner logiciel, identification, supports, outillages, paramètres de nettoyage et durée du cycle .

Pour les fabricants produisant plusieurs modèles de composants sur une même ligne, des procédés de nettoyage programmables, une identification automatique des modèles, des supports communs et une grande souplesse d’ajustement de la durée du cycle permettent d’améliorer significativement la flexibilité de production.

Big Bird Industrial peut concevoir des systèmes de nettoyage et de débourrage flexibles selon les besoins spécifiques du client portefeuille de pièces à usiner, exigences de production, fréquence des changements de série, objectifs de propreté et plans futurs de produits .