0
Constructeurs
Système flexible de production MCM chez Airbus
Système flexible de production MCM chez Airbus

Système flexible de production MCM chez Airbus

Objectif : augmenter l'automation de la ligne de production des longerons destinés aux #Airbus A320neo, A330neo et A350XWB.

La solution pour les composants structurels en matériaux avancés pour le secteur aérospatial

 

MCM est spécialisée dans la conception et la construction de systèmes de production flexibles, dont ses centres d'usinage horizontaux à 4 et 5 axes constituent le pivot central, ces derniers étant caractérisés par des solutions techniques visant les prestations maximales, sans le moindre compromis. En plus de toutes les unités produites en interne, MCM est en mesure d'intégrer dans ses propres lignes de production des machines de technologies accessoires pour la réalisation de solutions complètes et personnalisées, en fournissant aux clients l'avantage d'avoir à faire à un partenaire unique, compétent et fiable. L'offre MCM est complète et prévoit : centres d'usinage, automation flexible, intégration de systèmes, logiciels de gestion et technologies de processus.

 

LE DÉFI TECHNOLOGIQUE

L'objectif du système de production MCM, chez Airbus, est d'augmenter l'automation de la ligne de production de pièces structurelles en titane (longerons) destinées aux modèles A320neo, A330neo et A350 XWB. Le principal défi technologique concernait la nécessité de produire, de manière efficace, différents composants en titane, ayant des dimensions longitudinales importantes jusqu'à 4.380 mm et des masses variables entre 164 et 500 kg, ainsi que les masses des outillages qui atteignent 1.800 kg (le poids total admis peut dépasser les 4000 kg).

Les dimensions et les masses en jeu expliquent la complexité technique de l'équipement d'un système FMS pour la gestion des palettes/pièces. À cela s'ajoute un degré de contrainte fondamental : la disponibilité relativement réduite de surface de l'installation industrielle existante par rapport aux encombrements sur plan qu'imposerait un système FMS (6 centres d'usinage MCM pour l'usinage de pièces de dimensions importantes). MCM a donc optimisé la surface de l'installation afin de respecter les contraintes de l'atelier.

 

SOLUTION MCM

MCM a aidé Airbus dans la définition globale et définitive de chaque aspect conceptuel de la nouvelle installation. Pendant cette phase, il a été nécessaire de comprendre les exigences du client, tant en termes de layout que de productivité, et de concrétiser ensuite des solutions technologiques adaptées et satisfaisantes, avec un échange continu d'informations entre MCM et Airbus. L'évolution et les mises à jour du cahier des charges du client en synergie avec MCM, surtout au niveau des matériaux et composantes, témoignent de la coopération.

 

SYSTÈME DE PRODUCTION

MCM a fourni à Airbus une installation constituée de 6 centres d'usinage modèle JET FIVE, organisés en systèmes d'usinage flexibles (FMS). Les dimensions globales de l'installation sont considérables - plus de 70 mètres de long pour 16 mètres de large - qui peuvent être considérées limitées par rapport à l'importance des machines, des palettes, des systèmes de chargement/déchargement. Concrètement, MCM a été en mesure d'optimiser le rapport entre rendement économique de l'installation et espace occupé. La disposition compacte de l'installation a en effet été conçue « sur mesure », afin de s'adapter aux contraintes structurelles et architecturales qui caractérisaient l'établissement destiné à l'accueillir.

 

LES MACHINES : JET FIVE 5000

Le modèle JET FIVE représente l'expression optimale de l'excellence technologique de MCM. Les centres d'usinage JET FIVE sont une alternative convenable aux machines à portique (qui ne permettent pas une évacuation optimale des copeaux puisqu'elles travaillent avec la palette sur plan horizontal), grâce à leurs dimensions considérables, et ils offrent également la possibilité de personnaliser chaque aspect technique et dimensionnel. Dans le cas des 6 JET FIVE d'Airbus, la zone d'usinage a les dimensions suivantes: X=5.000 mm, Y=1.600 mm, Z=1.000 mm. La palette rentre en zone d'usinage en position verticale et le 5ème axe est conféré à la tête, qui est donc «bi-rotative». L'axe A peut tourner à ± 110°, l'axe C, par contre, tourne à ± 275°. Chaque machine, par le biais de la commande numérique, gère deux axes pour le changement d'outil et trois axes pour la manutention et le chargement/déchargement des palettes du système de transport du FMS. L'enlèvement de copeaux sur les alliages de titane et des matériaux difficiles à usiner, nécessite une puissance de coupe constante ainsi qu'un système de lubrification et réfrigération efficace. La broche électrique émet 115 kW (fixation outil HSK-A125) avec un maximum de 4.000 tr/mn et un couple maxi de 1.750 Nm. Le système d'alimentation du liquide d’arrosage a un débit pouvant atteindre 100 l/min et une pression maximale de 80 bar, avec un bac de 3.500 l. La structure confère une rigidité élevée à la machine, en amortissant de manière exceptionnelle la survenue de phénomènes de vibrations, tout en assurant précision et vitesse. Le magasin d'outils est placé sur la partie supérieure de la machine et les outils sont chargés grâce à un système de soulèvement spécial, du poste de chargement/déchargement outils au magasin. Cette forte personnalisation, associée au positionnement de l'armoire électrique sur le «toit» de la machine, garantit l'optimisation des espaces occupés au sol.

 

L’AUTOMATION : SYSTÈME FMS

L'aspect crucial de l'installation est la construction d'un système d'automation efficace qui relie les 6 JET FIVE.

L'optimisation des espaces s'obtient en manipulant les palettes en position verticale. Toutefois, pour faciliter le chargement/déchargement et la fixation des pièces à la palette, les deux postes de chargement/déchargement sont pourvus de systèmes de basculement à ± 90° capables de faire passer la position du groupe « palette + pièce » d'horizontale à verticale. La fourniture prévoit 18 palettes qui se déplacent le long de la voie de 70 m de long. La navette peut transporter deux palettes simultanément et, au total, 10 positions de stockage de palettes verticales sont disponibles, réparties de manière optimale afin de respecter les contraintes de layout. Le système FMS, ainsi configuré, réduit au minimum les encombrements et offre de bonnes capacités dynamiques, en couvrant le trajet entre le poste opérateur et la machine la plus éloignée en un temps maximum de 8 minutes.

 

SUPERVISION ET CAPTEURS

Tout le système est surveillé par le superviseur jFMX, développé par MCE (Division Informatique de MCM) qui est en mesure de gérer, en temps réel, toutes les ressources de l'installation. Le superviseur jFMX permet d'élever le degré d'automation du système, en lui permettant d'agir avec la flexibilité nécessaire pour optimiser les ressources et les rendements de production. Le logiciel joue un rôle important dans l'application des principes propres à Industrie 4.0 : il s'interconnecte au système ERP de l'entreprise et, grâce à un réseau de capteurs diffus (accéléromètres, fluxmètres, dynamomètres, etc...), il est en mesure d'accumuler, de gérer et de surveiller en temps réel une énorme quantité de données, dont Airbus peut déduire l'état du système et identifier les éventuels débuts de dérive comportementale des machines. L'entretien prédictif consiste justement en la possibilité de limiter les coûts d'arrêt de la machine et de mise au rebut avant qu'ils ne soient générés. L'objectif est d'intervenir avant que la qualité opérationnelle du système de production se dégrade réellement à tel point que l'on n'obtienne plus de pièces, par exemple, en tolérance. Cette éventualité, dans le cas de composants à très haute valeur ajoutée, comme ceux du cas en question, représente une grave perte et c'est pourquoi MCM a procédé à l'optimisation du système de capteurs destiné à obtenir des données du système.

Répondre à () :


Captcha

| | Connexion | Inscription