Après avoir automatisé une ligne d'assemblage de dispositifs de monitoring physiologique, l'Américain Automation NTH a pu en augmenter la capacité grâce à l'intégration d'un système de convoyage intelligent signé Rockwell Automation. Une évolution qui a aussi permis de réduire les coûts de production.

Basée à Nashville, dans le Tennessee, l'entreprise Automation NTH est spécialisée dans le conseil, la construction de machines sur mesure et l'optimisation des systèmes manufacturiers. Elle a développé une expertise particulière dans les sciences de la vie, l'automobile et l'électronique.

Un fabricant majeur de dispositifs de monitoring physiologique a contacté Automation NTH pour passer d'un assemblage manuel à une production automatisée. « Le processus d'assemblage comprend des étapes délicates telles que le cintrage de fils fins, le soudage, le dosage d'une résine époxy et le procédé de durcissement », explique Joe Cocchini, ingénieur chez Automation NTH.« L’automatisation de cet assemblage était rendue complexe par le niveau élevé de précision attendu ».

Dans un premier temps, Automation NTH a développé et mis en place un système d’assemblage modulaire qui a été validé et lancé en production. « Bien que satisfait de l'efficacité de ce système automatisé, notre client nous a demandé de trouver un moyen d'accroître sa capacité de façon économique pour faire face à l'augmentation continue de la demande », explique Jeff Buck, vice-président de l'ingénierie chez Automation NTH. « Plus précisément, il souhaitait maintenir le processus validé tout en diminuant le coût global du produit fini ».

Améliorer le convoyage pour baisser les coûts

Automation NTH a constaté que les coûts de production du processus d'assemblage étaient principalement dus à l'encombrement important du système, qui était basé sur des convoyeurs conventionnels, à courroies, pour le transport du dispositif vers chaque poste d'assemblage. « Le système est installé en salle propre, qui est un environnement coûteux », explique Jeff Buck. « Augmenter la production en agrandissant l'espace de fabrication aurait eu un impact négatif sur le prix du produit ».

Pour développer une approche plus économique, Automation NTH a proposé d'exploiter le système de convoyage intelligent MagneMover Lite de Rockwell Automation.

Exemple de convoyeur MagneMove Lite (Source : Rockwell Automation)

Contrairement aux convoyeurs conventionnels qui fonctionnent à vitesse et pas fixes, le système MagneMover Lite est basé sur des chariots à propulsion magnétique qui se déplacent indépendamment les uns des autres sur un ensemble de rails modulaire. Les pièces peuvent ainsi être acheminées de manière dynamique sur toute la chaîne de montage en fonction des besoins de production en temps réel. Cette procédure garantit une meilleure efficacité mais aussi un encombrement nettement réduit. C'est un avantage de poids pour les opérations en salle propre, sachant que le système est particulièrement adapté à ce type d'environnement, du fait notamment des entrainements sans contact.

Un principe de fonctionnement dynamique

En collaboration avec le support technique de Rockwell Automation, Automation NTH a utilisé un logiciel de simulation pour concevoir le système de convoyage. Afin d'assurer une intégration transparente, l'entreprise a aussi exploité un moteur logiciel propriétaire qui sert d'interface entre les chariots du MagneMover Lite et l'automate du système d'assemblage. Ce logiciel permet un contrôle précis de l’accélération, de la vitesse et des affectations aux différents postes, garantissant ainsi une efficacité maximale à chaque étape de la production.

On notera qu'à l'instar d'un robot, le système MagneMover Lite peut être programmé sur un mode d'apprentissage manuel. « Il suffit de  guider les chariots jusqu'à leur position exacte pour construire le programme », précise Joe Cocchini.

La fonction de gestion des stations permet d'ajouter, de supprimer ou de modifier des stations sans programmation supplémentaire. Elle prend également en compte des facteurs comportementaux définis par l'utilisateur, ainsi que l'état actuel des équipements, pour déterminer la station de destination optimale pour le prochain chariot.

« Tout est dynamique », souligne Joe Cocchini. « Le système MagneMover Lite évalue la situation en temps réel et choisit automatiquement l'action la plus pertinente par rapport au TRS (Taux de Rendement Synthétique qui mesure le niveau de performance de l'outil de production) ».

Le dispositif médical est entièrement assemblé de façon automatique mais le fabricant souhaitait avoir la souplesse de pouvoir choisir entre un processus robotisé ou manuel pour la préparation et le chargement des pièces au niveau des stations, en fonction des besoins. Automation NTH a donc conçu le système de façon à pouvoir prendre en charge les deux approches, assurant ainsi l’adaptabilité aux futures exigences de production.

Une production plus rapide et moins coûteuse.

Cette ligne d'assemblage a été dupliquée sur différents sites. Automation NTH a ainsi installé six lignes aux États-Unis et en Asie.

« Nous avons pu reconfigurer la solution initialement mise en place grâce au système de convoyage MagneMover Lite et réutiliser l'outillage existant, tout en conservant le processus éprouvé et validé », explique Jeff Buck.

Le fabricant du dispositif a pu doubler la capacité et la vitesse de l'application, avec un encombrement au sol réduit d'environ 38 % par rapport à la solution de convoyage classique. Ce qui a permis de diminuer le coût par pièce d'environ 40 %.

www.rockwellautomation.com, www.automationnth.com