L’équipe d’Automotive Fluid Power de Freudenberg Sealing Technologies (FST) à Findlay, qui a eu recours pour la première fois en 2020 à des robots collaboratifs (cobots), est en tête du peloton quand il s’agit d’associer la précision des robots et le savoir humain dans le but de modifier des processus de fabrication. Elle a présenté récemment un nouveau modèle de robot, qui combine un bras à une plateforme mobile. Cela permet d’améliorer la productivité dans le sens d’une production allégée.
Les robots industriels mobiles (IMR) allient les facultés d’un cobot stationnaire – contrôle à vue, prise et mise en place de pièces – aux capacités de navigation et de traitement d’images d’un robot mobile autonome (AMR). Un AMR peut évoluer de manière sûre et autonome – également pour contourner des obstacles. La combinaison d’un cobot à des fonctions AMR dans un IMR permet d’automatiser des processus de production entiers dans des cellules de travail individuelles.
Des cobots en cas de manque de main d’œuvre
« Nos nouvelles technologies de process, y compris les IMR qui sont venus s’y ajouter récemment, ont été d’une importance décisive pour notre compétitivité durable sur le marché », déclare Roy Schroeder, vice-président du Lead Center Fluid Power Automotive au site de Findlay. « Cette technologie est un soutien pour nos activités de production puisqu’elle prend en charge les travaux non créateurs de valeur, comme par exemple le transport de produits. Les ouvriers peuvent ainsi se consacrer à des activités créatrices de valeur. De plus, ceci permet d’assurer une qualité constante des produits. »
Au plus fort de la pandémie du coronavirus en 2020, nombre d’usines de Freudenberg avaient des difficultés à recruter du personnel de production. C’était le cas aussi pour Findlay, ce qui inspira une nouvelle stratégie : l’équipe commença des essais-pilotes avec des cobots, qui devaient, dans une cellule de fabrication, réaliser des activités de routine récurrentes.
Ce projet-pilote s’étant passé avec succès, les responsables du site firent en 2021 et 2022 l’investissement de 14 cobots supplémentaires et d’AMR venant compléter ce mélange. Les performances des cobots et des AMR s’avérèrent très satisfaisantes et aidèrent à compenser le manque de personnel dans la production. Mais ce n’est que la réunion des cobots et des AMR en une seule unité qui dégagea finalement leur véritable potentiel.
Les IMR de Findlay, appelés 10R 2.0, utilisent des tapis de transport et des cobots pour réaliser, dans une cellule, des tâches assumées jusque-là par des ouvriers. Ils disposent de systèmes d’iRVision et sont assignés à une cellule précise. Deux cobots transportent des tubes en PTFE de deux presses Wickert aux tôles à tremper situées sur les tapis de transport. Ces bandes de transport amènent les tôles trois mètres plus loin jusqu’aux fours, puis, après la trempe, les ramènent dans la cellule. L’IMR achemine les tubes en PTFE frittés des tôles à chacune des quatre machines CNC, et poursuit le cycle de travail qui est normalement celui réalisé par un ouvrier en une journée. En un mot : les 10R 2.0, à Findlay, prennent en charge la totalité du processus de fabrication normalement effectué par des êtres humains.
Lors de la construction de l’IMR, les ingénieurs de l’usine ont développé un « topper », permettant de fixer le cobot à l’AMR, et qui renferme le système électronique. Les deux robots sont commandés par une commande à mémoire programmable (CMP) intégrée dans le cadre de l’AMR. Des bornes de rechargement sans câble, dans chaque cellule, assurent des cycles de service continus, sans qu’il soit nécessaire de mettre l’IMR à l’arrêt et de le recharger. Ainsi, l’usine de Findlay n’a besoin que d’un seul IMR – au lieu de toute une flotte d’appareils qui seraient nécessaires en cas d’interruption du travail pour le rechargement.
Un investissement payant
Les investissements de plusieurs millions dans la technologie des robots réalisés depuis 2020 ont été amortis en deux ans, souligne Ray Hartzell, Director of Engineering & Strategic Business Development à Findlay. Les unités IMR ont non seulement comblé le manque de main d’œuvre, mais aussi permis d’augmenter la productivité du site.
« L’automatisation et les technologies connectées évoluant extrêmement rapidement, nous voulons les exploiter pour optimiser notre performance opérationnelle – et poursuivre notre développement sur la base robuste et allégée que nous avons élaborée au fil des ans », déclare-t-il. « Parallèlement, mettre en place une équipe d’ingénieurs interdisciplinaire pour exploiter ces nouveaux développements est une tâche complexe. »
À l’avenir, l’équipe de Findlay mettra plus de ressources à disposition pour le développement de nouvelles technologies de robots. De plus, le site a l’intention de partager avec d’autres sites de FST les enseignements tirés de cette expérience, afin que des investissements correspondants puissent être exploités de manière optimale dans l’ensemble de l’entreprise.
« Il y a certainement des applications pour lesquelles un IMR est le meilleur choix technologique. Parfois cependant, des cobots stationnaires ou d’autres technologies d’automatisation peuvent être plus judicieux », conclut Ray Hartzell. « Nous nous efforcerons de faire part de notre expérience à la totalité de l’organisation. Les IMR sont un outil supplémentaire dans notre panoplie d’automatisation, permettant de réduire les gaspillages et d’améliorer l’efficience globale. »
