Client
Une entreprise de construction métallique de taille moyenne dans le nord
Butzkies Stahlbau, située à Krempe, à environ 50 km au nord-ouest de Hambourg, a une histoire d'entreprise de plus de cent ans. Fondée en 1912, l'entreprise n'a cessé de se développer jusqu'en 1970, date à laquelle elle a déménagé sur le site actuel, à la périphérie de Krempe. Environ 160 employés, dont environ 80 dans la production, travaillent aujourd'hui sur le site principal, complétés par d'autres unités du groupe Butzkies, qui emploient au total quelque 240 personnes.
"Nous sommes une PME gérée par ses propriétaires dans le domaine de la construction métallique, de la construction de halls en acier et de la construction industrielle clé en main", explique Patrick Baade, directeur d'exploitation chez Butzkies Stahlbau. La gamme de prestations est complétée par un atelier de serrurerie propre, dans lequel sont réalisées des activités de construction métallique telles que des escaliers, des portails et des balcons.
"Notre ligne de supports était un peu vieillissante. Nous travaillions auparavant de manière conventionnelle avec deux installations de sciage-perçage, en installation back-to-back. Cela signifie que quatre opérateurs utilisaient l'installation de sciage-perçage en deux équipes, puis nous procédions au sablage", explique Patrick Baade, directeur d'exploitation chez Butzkies Stahlbau.
Ce processus en plusieurs étapes et peu interconnecté caractérisait l'ancienne structure du parachèvement des poutres. Un traitement automatique et continu de l'acier n'était donc pas réalisable. Butzkies recherchait donc une solution entièrement automatisée, au processus sûr, avec un haut degré d'automatisation et un minimum d'efforts de la part de l'opérateur.
Baade explique à ce sujet : "Comme toutes les entreprises de production, nous avons dû réfléchir à la manière de rendre le façonnage des poutres plus efficace dans le contexte de la pénurie de main-d'œuvre qualifiée et de maintenir le rendement à son niveau actuel".
Malgré la diminution de la disponibilité de la main-d'œuvre qualifiée, le rendement actuel de l'installation devait être maintenu et, dans le meilleur des cas, davantage de travail devait être effectué sur l'installation. Cette situation a conduit à la décision de remplacer la structure existante avec deux installations de sciage-perçage en installation back-to-back par une split-line moderne.
"Notre nouvelle ligne de support comprend les processus de grenaillage, de perçage, de sciage - le tout de manière entièrement automatisée. Nous avons délibérément choisi Partners for Steel parce que nous avions le sentiment que l'automatisation était la plus aboutie et que nous considérions que cette ligne offrait la plus grande sécurité de processus ", explique Patrick Baade.
Grâce à la nouvelle solution, l'ensemble du processus peut être surveillé pendant la journée par un seul opérateur qui garde un œil sur la grenailleuse, l'aléseuse et la scie en même temps. De plus, le haut niveau d'automatisation de la ligne permet de travailler en grande partie sans personnel, ce qui augmente considérablement la productivité globale.
Solution de processus
Disposition et déroulement de la nouvelle ligne de traitement automatisée
La matière première est livrée par camion et stockée temporairement dans la zone extérieure. Le chargement des poutres et profilés d'environ 20 mètres de long sur la ligne d'usinage entièrement automatisée s'effectue à l'aide d'un pont roulant.
Grenaillage
Traitement de surface avec la grenailleuse à convoyeur à rouleaux de Rösler
La première étape consiste à préparer la surface des profilés en acier dans la grenailleuse à convoyeur à rouleaux Rösler RRB 16/5. Avant le grenaillage, le matériau est passé dans un dispositif de soufflage qui élimine les salissures non adhérentes et l'humidité.
Ensuite, l'abrasif élimine très précisément la rouille, la calamine et les adhérences sur toutes les faces de la pièce. Après le grenaillage, des brosses nettoient la surface et l'abrasif est renvoyé dans le circuit.
Après le processus de grenaillage, vous avez le choix entre deux options :
- Évacuer les poutres grenaillées et les retirer à l'aide d'un pont roulant.
- Transfert des poutres grenaillées vers la perceuse-fraiseuse de Vernet Behringer
Flux de matériel
Grande zone tampon pour une disponibilité fluide des matériaux, même pendant les équipes sans personnel
Après le grenaillage, les convoyeurs transversaux à cames de levage prennent en charge la suite du transport des poutrelles en acier et servent également de zone tampon entre la grenailleuse Rösler et l'installation de forage Vernet-Behringer. Les profilés sont ensuite séparés sur le convoyeur à rouleaux avant que le chariot à pinces , de conception massive, ne prenne en charge la manutention. Ce préhenseur est capable de déplacer les profilés en acier les plus lourds de manière stable et sûre et est en même temps responsable du serrage et du positionnement pendant le processus de perçage, de fraisage ou de marquage. Il constitue ainsi la base de l'usinage de haute précision dans le centre d'usinage de profilés HDX de Vernet Behringer.
Usinage de supports
Perçage, fraisage et marquage de précision dans le centre d'usinage haute performance HDX de Vernet Behringer
Le centre de perçage et de fraisage à grande vitesse HDX est l'un des plus rapides de sa catégorie. Avec trois axes d'usinage indépendants, les profilés en acier peuvent être usinés simultanément sur trois côtés, ce qui augmente significativement l'efficacité. La machine permet un parachèvement complet en un seul passage, y compris le perçage, le fraisage, le fraisage de trous oblongs, le taraudage, le marquage par encoche et l 'encochage. Il convient de souligner en particulier les perçages en carbure jusqu'à 50 mm de diamètre ainsi que le perçage avec ébavurage. Un changement d'outil automatique soutient cette large gamme de fonctions et assure des temps d'usinage courts ainsi qu'une grande stabilité du processus.
Pour une production largement autonome, le centre HDX est conçu pour des équipes sans opérateur. Des cycles d'usinage entièrement automatisés peuvent être programmés et exécutés pendant la nuit. Une surveillance vidéo intégrée de l'unité de perçage ainsi qu'un retour d'information automatique sur la production par e-mail permettent de surveiller le processus à distance de manière fiable.
Un autre avantage est le marquage précis par rayage, qui permet de marquer durablement les positions de soudage ultérieures - un atout décisif pour les étapes de montage en aval et l'assurance qualité.
Scie à ruban à onglets
Coupes en biais sur la scie à ruban de Behringer
Après l'installation de perçage, les poutres en acier sont à nouveau transférées vers la station de sciage par des convoyeurs transversaux. Ici aussi, les zones de convoyage transversal servent de stock tampon entre l'unité de perçage et la scie à ruban, ce qui garantit un flux de matériau continu. Un chariot à pinces prend en charge la barre séparée et la positionne avec précision pour la coupe de scie. Toutes les autres informations d'usinage, telles que les longueurs de section et les réglages de l'onglet, proviennent directement des données de commande de l'installation en chaîne.
Une unité de marquage et d'estampage à roue porte-caractères marque profondément dans le matériau les lettres et les chiffres correspondant à la commande. Ce marquage reste clairement visible même après le laquage et contribue à la traçabilité et à l'assurance qualité. La scie à ruban à onglets HBE610-1256G de Behringer permet ensuite de tronçonner ou de couper en onglet les profilés en acier. Le côté d'évacuation derrière la scie est divisé en plusieurs zones, de sorte que différentes longueurs de sections peuvent être évacuées en toute sécurité et traitées en conséquence.
Les pièces courtes et les chutes sont poussées dans un bac à déchets métalliques . Les chutes jusqu'à 2,5 mètres de long sont déposées sur une table à surface fermée qui empêche les pièces de tomber. Pour le traitement des matériaux en vrac, un bac séparé est également disponible, dans lequel les matériaux en vrac sont collectés en toute sécurité.
Les poutres de plus de 2,5 mètres de long sont transportées par un convoyeur transversal vers le magasin d'évacuation . Celui-ci peut être divisé de manière flexible en deux zones via le système de commande de l'installation : soit pour des poutres d'une longueur maximale de 8,5 mètres, soit comme grande zone de collecte pour des profilés en acier jusqu'à 19,2 mètres. L'installation reste ainsi utilisable de manière optimale, même en cas de changement de structure des commandes.
Processus en aval
Que se passe-t-il après le grenaillage, le perçage et le sciage ?
Après le grenaillage, le perçage et le sciage, les poutres en acier usinées sont retirées par un pont roulant à la fin de la ligne de grenaillage, perçage et sciage entièrement automatisée. Elles sont ensuite acheminées vers le robot d'assemblage et de soudage Zeman™ Steel Beam Assembler de Lincoln Electronics, récemment acquis, pour la suite du traitement.
Chez Butzkies, le Steel Beam Assembler sert avant tout d'outil de montage précis. Il insère avec précision les éléments de fixation, les équerres, les plaques et les brides dans les poutres en acier et les soude par points aux endroits prévus. Le soudage final des joints est toujours effectué par des soudeurs qualifiés.
Lors de la dernière étape de fabrication avant l'expédition, tous les éléments passent par l'atelier de peinture de l'entreprise. Ils y reçoivent une couche d'apprêt et sont peints selon les souhaits du client. Une contribution importante à la protection contre la corrosion, à la longévité et à la qualité de l'aspect général.
Sécurité
Comment la sécurité du travail est-elle assurée le long de la ligne de traitement ?
La sécurité tout au long de la ligne de traitement est assurée par un concept de protection complet. Les zones de chargement et de déchargement qui doivent rester accessibles pendant le fonctionnement sont équipées de barrières lumineuses.
D'autres zones sont protégées par des clôtures de protection robustes de deux mètres de haut. En outre, des barrières lumineuses et des boutons d'arrêt d'urgence placés à des endroits stratégiques garantissent une réaction rapide en cas d'urgence.
Contrôle
Comment le flux de matériaux est-il contrôlé sur l'installation ?
Chez Butzkies Stahlbau, VBProSuite3 est utilisé à plusieurs étapes du processus. Dans la préparation du travail, les données de commande sont d'abord exportées du système de planification de la production sous forme de fichiers DSTV. Le module PRONC3 importe ces formats standardisés (par ex. DSTV, STEP), reproduit les géométries de pièces respectives et vérifie la faisabilité des composants.
ESTIME3 permet de déterminer à l'avance les outils nécessaires, de calculer les temps de production prévus et de détecter rapidement les collisions éventuelles. Il est ainsi possible de procéder à des ajustements avant le début de la production, ce qui améliore considérablement la sécurité du processus.
Le module PROFLOW est utilisé sur l'installation en chaîne elle-même, c'est-à-dire sur le pupitre de commande de la grenailleuse. Il offre une vue d'ensemble transparente de toutes les commandes en attente et indique en temps réel la progression du matériau dans le flux de production. PROFLOW vérifie également l'imbrication optimale des barres et analyse les profils qui peuvent passer en parallèle dans la grenailleuse. De cette manière, le débit des matériaux est maximisé et l'efficacité globale du processus est garantie.
Résultat
Gains de productivité et avantages de la nouvelle split-line
Grâce à la nouvelle structure, le processus complet est contrôlé par un seul opérateur, qui surveille en parallèle la grenailleuse, l'aléseuse et la scie. Parallèlement, des opérations supplémentaires telles que l'encochage, le fraisage et le traçage ont pu être intégrées à la ligne, ce qui a permis d'augmenter considérablement la valeur ajoutée.
"Tout fonctionne maintenant en mode entièrement automatique".décrit Patrick Baade. "Cela signifie qu'un seul homme commande les trois installations en parallèle et que nous parvenons en même temps à mettre en place beaucoup plus de processus de travail sur l'installation. Ce que nous faisions auparavant avec quatre opérateurs et deux installations de sciage-perçage, nous le faisons maintenant avec une split-line et un seul opérateur".
Ce développement est une réponse ciblée à l'évolution démographique et à la pénurie croissante de main-d'œuvre qualifiée, car les employés qualifiés peuvent aujourd'hui être utilisés plus efficacement. Le haut niveau d'automatisation permet en outre de réaliser de longues équipes sans personnel, ce qui permet d'exploiter au mieux les temps de fonctionnement de l'installation. Dans l'ensemble, Butzkies Stahlbau obtient désormais un rendement nettement plus élevé avec une gamme d'usinage élargie et une structure de processus orientée vers l'avenir.
Partenaires du projet
P4S - Partenaires pour l'acier
Solutions d'usinage en chaîne pour l'industrie de la construction métallique à partir d'une source unique
Partners for Steel (P4S) est une coopération entre trois entreprises de construction mécanique bien établies, Behringer, Vernet Behringer et Rösler Oberflächentechnik. Ensemble, elles mettent en commun leurs compétences dans les domaines du sciage, du perçage/fraisage et du grenaillage/traitement de surface afin de proposer des solutions de fabrication entièrement intégrées et automatisées pour l'industrie de la construction métallique et du commerce de l'acier. Les systèmes sont réalisés par un seul fournisseur et sans problèmes d'interface. Il s'agit notamment de lignes d'usinage complètes pour le sciage, le perçage, le fraisage, le grenaillage et la conservation de poutres en acier et de profilés.
Contact
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