Soudage robotisé sur un système à double poupée 55

Lorsque l'on conduit dans une rue de la ville avec un trafic intense, les colonnes montantes de regard ne sont généralement pas une priorité. «Lorsque les gens conduisent sur la route, ils pensent que chaque regard est le même», déclare Scott Fier, propriétaire d'American Highway Products (AHP). «Ils ne sont pas tous identiques - même pas proches.»

La société AHP, basée à Bolivar, dans l'Ohio, a breveté et fabriqué quatre colonnes montantes différentes, y compris une colonne montante de regard à ridoir pivotant depuis la création de l'entreprise en 1978. Au fil des ans, AHP s'est considérablement développée, surtout depuis que Fier a succédé à son père, fondateur, en 1995. Les colonnes montantes de regard à ridoir pivotant de la société sont maintenant utilisées dans de nombreuses grandes villes américaines et canadiennes, de San Francisco à Baltimore et de Chicago à Tampa, ainsi que dans de nombreuses villes intermédiaires. L'entreprise produit de 25 000 à 30 000 unités par an - jusqu'à 52 tailles différentes par jour. Environ 90% des unités fabriquées par AHP ne sont pas en inventaire. Ils sont fabriqués selon les normes exactes des clients.

Montants de regard extensibles

«Nous recevons constamment des dimensions de nombreuses municipalités et entrepreneurs», souligne Fier. «Nous fabriquerons des élévateurs pour leurs pièces moulées. De nombreuses villes spécifient nos élévateurs en raison de notre tendeur pivotant. C’est ce qui nous sépare de nos concurrents. »

En collaboration avec Lincoln Electric®, AHP a mis en œuvre une solution robotique pour le processus de soudage qui contribuera à augmenter la production tout en maintenant la qualité et la sécurité de son produit.

L'entreprise a été confrontée à des défis dans le domaine du soudage alors qu'elle envisageait une expansion, notamment:
Un manque de soudeurs certifiés disponibles pour répondre à la demande
Le désir d'augmenter la production de ses colonnes montantes de regard à ridoir pivotant; le soudage manuel est un goulot d'étranglement
Produire des soudures de qualité constante qui sont affleurantes et sans projections
Automatisation du processus car la taille des contremarches varie selon le type et les exigences de la ville

Le père de Fier a breveté la première colonne montante d'AHP en 1978 et a breveté plus tard 3 autres colonnes montantes, dont la colonne montante de regard à ridoir pivotant. Il a construit un appareil de soudage qui permettait de changer le diamètre de la colonne montante, de 14 à 50 pouces par incréments de 1/16 de pouce. Fier s'est appuyé sur la conception de son père pour permettre à l'entreprise d'augmenter sa production. La colonne montante de regard à ridoir pivotant s'adapte à un changement de diamètre de plus ou moins 1/2 pouce, ce qui donne une variance de colonne montante diamétrale de 1 pouce.

Le soudage est une étape critique de la production de colonnes montantes. Lorsque la colonne montante est installée dans une rue, elle doit être au niveau de la route. Tout écart de hauteur pourrait constituer un danger pour la sécurité de la circulation des piétons et des véhicules. Les soudures doivent être
solide et affleurant pour obtenir un engagement circonférentiel complet sur le cadre du regard.

En collaboration avec Lincoln Electric, AHP a mis en œuvre une solution de robot et de table qui produit les soudures de qualité nécessaires à la vitesse requise pour répondre à la demande croissante. Le système à double tête Lincoln Electric System 55 est une cellule de soudage robotisée idéale pour souder des pièces en utilisant la flexibilité de la réorientation, s'adaptant à une variété de tailles d'unités. Le programme est écrit pour souder des colonnes montantes dans des diamètres allant de 16 pouces à 33,5 pouces par incréments de 1/16 de pouce, ce qui équivaut à 281 diamètres différents. Le luminaire est également conçu pour des épaisseurs de levage allant de 3/4 pouce à 5 3/4 pouces par incréments de 1/4 pouce, ce qui équivaut à 21 tailles de barres différentes et des épaisseurs de couvercle de 1/2 à 3 pouces par incréments de 1/16 pouce. , ce qui équivaut à 41 épaisseurs de couvercle différentes. Ensemble, cela équivaut à 241 941 colonnes montantes de regard différentes. Le programme prend également en charge trois épaisseurs de barres différentes (5/8 pouces, 3/4 pouces et 1 pouce) nécessaires pour différents types de pièces moulées de regards, totalisant 725 823 pièces différentes.

Le manuel de l'opérateur AHP soude une section d'un pouce de la colonne montante en vue de l'assemblage

Le programme logiciel du système 55 peut contenir chacune de ces parties avec un programme. Lincoln Electric a travaillé en étroite collaboration avec l'équipe d'AHP pour programmer le système 55. Le robot dispose de deux capteurs laser, utilisés pour alimenter les paramètres du programme afin d'identifier le joint de soudure pour exécuter la commande de recherche. Le logiciel peut également s'adapter aux contremarches avec d'autres épaisseurs de barres pour répondre aux exigences imposées dans certaines villes et états. «Le produit final est une soudure parfaite et uniforme à chaque fois», déclare Fier.

«Lincoln Electric a conçu une solution pour trouver quotidiennement les soudures sur environ trois quarts de million de pièces», explique Fier. «C'était un défi, mais c'est un système vraiment incroyable qui fonctionne très bien.»
La différence de soudage est impressionnante. Manuellement, les soudeurs effectuaient en moyenne 80 à 100 soudures de colonne montante de regard en 8 heures. Il faut moins de 2 minutes et demie pour que le système 55 tourne et soude de manière transparente une pièce sur une unité, mais peut le faire sur plusieurs pièces sans le temps coûteux de changement. Avec le dessus de table, les diamètres sont désormais commutés dans un quart du temps, il fallait pour changer manuellement les appareils, ce que Fier décrit comme «temps perdu».

La vitesse du robot est un énorme avantage, dit Fier. «Un employé peut non seulement faire fonctionner le robot, mais aussi effectuer d'autres opérations», souligne-t-il. Par exemple, pendant que le robot est en train de souder, un employé peut assembler le tendeur à l'intérieur de l'anneau, prenant essentiellement en charge deux tâches de production simultanément. Désormais, l'opérateur peut souder et assembler en moyenne 150 à 200 colonnes montantes de regard par jour, doublant ainsi la production.

Au même moment où le robot a été installé, AHP est passé du fil fourré au fil à impulsions MIG revêtu de cuivre SuperArc® L-56®, ce qui permet à l'entreprise d'économiser 40 cents la livre sur le fil et de réduire les scories, la fumée, les projections et le broyage. Le broyage et le nettoyage de post-production sont désormais éliminés, de sorte que les colonnes montantes sortent plus rapidement avec une efficacité supérieure.

Fier a fait preuve de diligence raisonnable en envisageant une solution de robot de soudage. Finalement, il a choisi Lincoln Electric en raison d'une relation de longue date entre les deux sociétés et du fait que Lincoln Electric peut fournir les ressources nécessaires pour répondre à toute question ou résoudre tout problème technique pouvant survenir. «Je me sens plus à l'aise avec Lincoln Electric», souligne Fier.

«Nous élargissons notre base d’employés, mais je cherchais des moyens d’augmenter l’efficacité du soudage sans avoir à embaucher plus de soudeurs», déclare Fier. «Bien qu'il y ait toujours certaines soudures qui devront être effectuées à la main, nous voulions automatiser chaque partie de la production que nous pourrions, y compris le soudage.

Les plans futurs d’AHP prévoient une expansion supplémentaire. Et au fur et à mesure que l'entreprise grandit, elle recherche autant de moyens que possible pour automatiser son processus de production. Cela inclut la sortie de soudage. Le soudage est un élément essentiel du processus de production. En fait, selon Fier, c'est l'une des parties les plus difficiles du processus, ainsi que l'une des liaisons les plus lentes.

La rapidité d’exploitation est essentielle aux plans d’expansion de l’entreprise. Actuellement, la société propose une livraison en 1 et 5 jours pour sa colonne montante de regard à ridoir pivotant, ce qui lui confère jusqu'à quatre semaines d'avance sur ses concurrents en termes de service client. Fier, cependant, n'est pas satisfait du statu quo; il veut un service client encore plus rapide. «Nous devons augmenter la productivité tout en maintenant le service client», note-t-il.

Télécharger le document imprimable