Long, difficile et pollué : Un système de guidage linéaire pour une installation com-plexe

Spie GmbH est responsable de la réparation, la maintenance et la remise en état du parc machine d’un important fabricant de trains en Allemagne. La société était confrontée à un problème complexe: un vieux système de soudage DUO était plus souvent en panne que fonctionnel et était devenu un casse-tête permanent.

“Nous devions rendre visite à notre client pratiquement chaque semaine, avec deux salariés qui travaillaient en deux ou trois équipes pour maintenir fonctionnelle la machine de soudure. Ce n’était pas rentable pour nous et c’était un énorme problème pour notre client vu que ces pannes étaient synonymes d’arrêts fréquents de la machine, avec des répercussions sur les autres process de l’entreprise”, explique Günter Becker, Directeur Adjoint de Spie GmbH.

Le système de soudure est gigantesque – 30 mètres de long et 10 mètres de large. Sur chacunes des deux machines de soudure sont assemblés quatre robots, deux sur la partie inférieure et deux sur la partie supérieure. Dans un mouvement lent mais constant, les robots soudent des assemblages en aluminium jusqu’à 28 mètres de long pour former l’ossature d’un wagon. Les robots sont montés sur des chariots individuels mus par crémaillère, chacun entraîné par un moteur et se déplacent sur deux rails de guidage.

Réparation - oui, immobilisation - non

“Nous recherchions un système de guidage linéaire capable de fonctionner dans un environnement très pollué, sous une charge constante et avec une longueur de rail exceptionnellement longue. Nous avions besoin d’une solution durable qui pouvait être installée sur la machine existante.”

“Les problèmes auxquels nous étions confrontés avec cette machine étaient de plusieurs ordres,” ajoute G. Becker. “Du point de vue de la construction, la principale difficulté était que le système de soudure actuel, qui date des années 1990, avait été élaboré avec une transmission et un système de guidage inappropriés. Ils n’étaient adaptés ni aux fortes charges, ni à un environnement de travail aussi pollué. Les pistes de roulement existantes avaient également été fixées sur des surfaces usinées qui n’étaient pas parfaitement planes. De plus, les rails de guidage étaient considérablement usés dû aux charges qu’ils avaient supportées,” explique G. Becker. Cela causait non seulement des pannes régulières des moteurs d’entraînement mais aussi signifiait que les jonctions de rail n’étaient pas nettes. En outre, les particules de poussière s’infiltraient à l’intérieur des recirculation de billes des patins de chaque robot de soudure – un problème classique dans ce genre d’environnement. Cela accélérait l’usure et contribuait également au blocage fréquent des moteurs.

Le système GV3 d’HepcoMotion

“Pour nous, la question s’est posée de savoir comment obtenir un système au fonctionnement régulier et fiable sans avoir à remplacer la machine toute entière. Cette dernière option engendrerait des coûts considérables, vraisemblablement autour de 2 millions d’Euros, et un temps d’arrêt de la production prolongé,” confie G. Becker. Un système de guidage linéaire capable de fonctionner dans un environnement très pollué, soumis à des charges extrêmes et permanentes, avec une longueur de course importante, nécessitant peu d’entretien et qui pourrait être installé sur la machine existante sans pour autant interrompre la production était donc souhaité – un véritable défi.

C’est ici que HepcoMotion entra en jeu: G. Becker connaissait déjà le fabricant britannique de systèmes de guidage linéaire depuis son emploi précédent chez un constructeur de machines spéciales. “Notre intention était d’échanger les guidages existants un par un contre un système plus adéquat.” G. Becker a travaillé sur le projet pendant plus de quatre mois pour s’assurer que tout fonctionnerait correctement, afin de convaincre son supérieur et son client de la faisabilité technique et rentabilité économique du projet. “À cause des exigences très spéciales de l’application, seul HepcoMotion a été envisagé. À ma connaissance, c’est la seule société dont les systèmes de guidage offrent la flexibilité nécessaire d’adaptation aux différentes tailles et longueurs, tout en étant capables de résister aux contraintes mécaniques et charges des robots de soudure,” justifie l’ingénieur qualifié en génie mécanique. Les rails de guidage, y compris les chariots et les galets, que la société Spie a retenus, sont issus du système éprouvé GV3 d’HepcoMotion. Environ 500m de rails à bord simple ont été nécessaire pour la nouvelle conception; les rails supérieurs de chaque assemblage étaient fournis avec une crémaillère pour entraîner les chariots via un pignon motorisé

Des galets monoblocs, constitués d’une seule pièce, ont été adoptés sur les chariots. “La conception monobloc assure qu’aucune poussière ne pourra s’introduire dans les galets. La technologie du guidage en V garantit également que ces particules non-désirées sont détournées de la piste de roulement pendant que les galets roulent sur le rail,” explique Thorsten Pfau, Responsable des ventes de HepcoMotion Allemagne. “Ces galets ont des capacités de charge très élevées, en particulier dans la direction radiale. C’était de grande importance dans l’application présente – le poids du robot de soudure et celui du chariot totalisent environ 220kg.”

“Nous avons travaillé en étroite collaboration avec l’équipe technico-commerciale Allemande d’HepcoMotion. Ils nous ont vraiment épaulés pour mener à terme ce défi et garantir la longévité du système.”

Günter BeckerDirecteur Adjoint de Spie GmbH

Il était aussi important que les galets puissent être manuellement réglés, sans gros effort, pour éliminer tout jeu qui serait apparu suite à l’usure résultant d’une sollicitation importante prolongée. Les systèmes de guidage en V d’HepcoMotion peuvent être rapidement et facilement ré-ajustés pour éliminer tout jeu qui apparaîtrait grâce au dispositif de réglage excentrique.

C’était énormément d’effort pour l’équipe de Spie de moderniser la machine tout en maintenant la production ; le travail était réalisé dès qu’un robot de soudure n’était pas en fonction. “Les anciennes pistes de roulement ont dû être démontées et la surface d’assemblage complètement nettoyée de façon à ce que 5,500 nouveaux trous puissent être percés pour fixer le nouveau système de guidage – et tout cela à la main! Les rails de guidage d’HepcoMotion sont fournis dans une longueur maximale de 4 mètres, mais sont facilement aboutés pour créer un système d’une longueur totale de 30m. L’alignement de chaque piste était d’une importance particulière pour garantir un pas de denture correct de la crémaillère et pour permettre un mouvement doux du chariot au passage de chaque jonction de rail. À l’aide d’un tracker laser Leica pour contrôler, nous avons pu aligner les rails avec précision, la déviation étant inférieure à 50 microns par rail. Cela veut dire que les systèmes fonctionnent sans aucune perturbation!”, ajoute fièrement G. Becker, qui a travaillé avec son équipe sur la modernisation de la machine pendant cinq mois.

C’était vraiment beaucoup de travail, mais l’investissement a été rapidement amorti – le fonctionnement sans faille de la machine de soudure était l’une des principales exigences du client de Spie. La machine a pu être modernisée sans aucun arrêt de production et il s’est révélé inutile d’en acheter une autre pour la remplacer. “Bien sûr, c’était formidable que non seulement nous obtenions d’HepcoMotion des produits et services de très haute qualité mais aussi le tout à un prix raisonnable,” conclut G. Becker.

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