L'AMÉLIORATION CONTINUE DES MACHINES DE PRODUCTION

La pneumatique : 'un travail simple et rapide'

La Société I.C.A. de Wavre (Industrial Concept and Assistance) conçoit et réalise des équipements automatiques spécifiques adaptés à la production et aux équipements de laboratoire. Dans ce cadre, un support technique régulier est souvent nécessaire, surtout lorsque la ligne de production doit être adaptée (modification du produit ou de la cadence, amélioration de la qualité, …). Une machine de production mise en place chez 'Schneider Electric' à Uccle, permettant le contrôle continu des appareils télérupteurs, en est un exemple. Construite il y a deux ans, elle a été améliorée cette année. En effet, le contrôle de la conformité physique des appareils constituait le goulet d'étranglement et pénalisait la cadence. En intégrant des unités de guidage de précision pneumatique SMC, I.C.A. pourra augmenter la production sur cette machine d'au moins 10%.

TESTER A 100%

Schneider Electric produit principalement dans son usine à Uccle des sectionneurs fusibles à tiroirs, des télérupteurs, des interrupteurs, voyants et boutons-poussoirs de la gamme 'Multi 9', des contacteurs et des appareillages 'Signal Défauts', … Ils y sont produits pour le monde entier, et chaque gamme comprend une multitude de variantes (tension de service, ampérage, puissance de coupure, …). Malgré le grand nombre de variantes, la production entière est automatique. On a pour cela un certain nombre de lignes de production, sur lesquelles les différents types sont produits selon les commandes. A la fin de chaque ligne de production, tous les appareils sont testés à 100%, chacun selon ses exigences et ses modes de tests spécifiques.

Construction et fonctionnalités

Les différents tests sont effectués sur un plateau tournant à huit positions. Les appareils y sont logés dans des gabarits fixés.

A chaque poste, les appareils sont positionnés à référence afin de subir une action spécifique. Pour assurer l'entièreté des fonctionnalités et la conformité de chaque appareil, les six postes de la machine de contrôle ICA réalisent divers tests simultanément. Ces tests assurent, en relation avec la référence de production, la conformité physique des appareils en vérifiant, par vision artificielle, si le boîtier extérieur est conforme à la référence, si les vis sont existantes aux endroits demandés, si le boîtier est de couleur conforme (blanc ou gris), ... D'autres stations assurent, par contrôles électriques, que la bobine présente est celle demandée, que les contacts basculent conformément à la demande, que le commutateur de déconnexion assure bien sa fonction, etc. Un test acoustique réalise une analyse spectrale qui permet de statuer sur la pérennité de fonctionnement de l'appareil. En sortie de machine, un marquage identifie le produit en vue de sa traçabilité et en gage de contrôle 'Appareil OK'.

LE GOULET D'ETRANGLEMENT : SYSTEME DE VISION ARTIFICIELLE

Lors de la livraison de la machine, un des tests était équipé d'un système de vision artificielle comprenant une seule caméra. Ce test avait pour but d'assurer la conformité de montage vis ou bouchon. Le télérupteur étant référencé dans sa position de test à l'aide de quelques vérins pneumatiques. La caméra devait alors contrôler les deux extrémités de l'appareil. Elle était montée sur une unité de guidage de précision pneumatique SMC. Dans un premier temps, elle était placée au-dessus des bornes de raccordement inférieures où elle réalisait une prise d'image, pour ensuite être déplacée vers les bornes de raccordement supérieures afin d'y réaliser une seconde prise d'image. Les images enregistrées sont alors analysées pour assurer la conformité du montage en relation avec la référence en cours. Les huit positions sont analysées afin de déterminer si l'on est en présence d'un bouchon ou en présence d'une vis.

En relation avec le service de production Schneider, étant dans un contexte permanent d'amélioration continue, ce test devenait le goulet d'étranglement de la ligne, étant donné que les autres postes avaient été améliorés en cadence. Deux raisons en étaient la cause ; le temps de travail de cette station était le plus long par le fait de devoir déplacer la caméra d'une position à l'autre et les rebuts à tort étaient augmentés par le fait que les lots de vis ont un aspect tantôt mat et tantôt brillant. Pour améliorer la cadence de ce poste, il a naturellement été décidé d'utiliser deux caméras fixes assurant le contrôle de couleur et le contrôle des bouchons. Pour diminuer le taux de rebut à tort, il a été décidé de rajouter un poste supplémentaire assurant un contrôle par piges montées sur une unité de guidage pneumatique SMC. Ce système simple descend sur la tête de vis et assure la présence de celle-ci grâce à un capteur de hauteur.

LA PNEUMATIQUE POUR SA SIMPLICITE

En adaptant le poste de contrôle par vision (deux caméras en place d'une caméra mobile) et en ajoutant le contrôle pneumatique de la présence de la vis, on a pu accélérer le test tout en améliorant sa fiabilité. L'exactitude du test a toujours été garantie, mais on constate ici une forte chute des rebuts à tort. L'unité de guidage pneumatique entraîne une série de tiges dans les emplacements des vis. Un contrôle de profondeur est installé sur chaque tige. Un déplacement court indique la présence d'une vis, un long l'absence de vis. Il n'y a plus de problème avec la détection des vis plus ou moins brillantes. Aucun autre entraînement ne permet d'effectuer un test aussi simplement. Le test qui détecte la présence d'une vis, s'effectue très facilement grâce aux mouvements pneumatiques, sans le moindre réglage. Des unités à guidage pneumatique intégrés garantissent un mouvement précis. Ici, la fiabilité et la longévité des vérins sont importantes
et c'est l'une des raisons pour laquelle la société I.C.A. utilise la gamme pneumatique SMC. Cette longévité est obtenue grâce à un mouvement uniforme (grâce au revêtement de la tige de vérin). Les vérins de SMC fonctionnent plus de 10.000 km sans le moindre problème. Ils sont commandés à partir d'un îlot de distributeurs électropneumatique configuré sur mesure communiquant via Ethernet avec l'automate de gestion de la machine (marque Schneider MGTE).

ADAPTEE A LA DEMANDE CROISSANTE

Ces dernières années, la demande de machines automatiques s'est accrue. La ligne de production mise en service il y a deux ans satisfait aux exigences les plus modernes de la production. La cadence de la ligne pouvait encore être augmentée, la machine de test plus spécifiquement le test par vision artificielle était un goulet pour l'augmentation de la cadence. Le fait de tester simultanément les deux côtés de l'appareil a permis de gagner en temps de traitement. Mais le traitement des images avec une fiabilité de détection sur des niveaux de gris et des aspects de vis variables (couleurs et reflets) pénalisaient le système suite au problème de rebut à tort. En limitant le test de la station caméra grâce au contrôle de profondeur par action pneumatique (contrôle de l'absence de vis), les algorithmes de contrôle caméra pouvaient être simplifiés. Ainsi, la machine de test a amélioré sa fiabilité tout en améliorant sa cadence. Les adaptations mécaniques, pneumatiques, électriques et software ont été préparées en atelier et l'intervention sur site s'est faite dans un temps relativement limité pour ne pas perturber la production. Grâce à la nouvelle adaptation le poste caméra et le poste de contrôle vis par action pneumatique Schneider augmentera sa production sur cette machine d'au moins 10%. Un petit investissement pour un output considérablement augmenté.