Comment automatiser le décrassage sur plasma

Le LISSMAC SBM-M D2 de l'usine O'Neal Manufacturing Services de Greensboro, en Caroline du Nord, élimine les scories de la plaque découpée au plasma avec des broches métalliques fixées à des courroies en caoutchouc qui se déplacent sur la courroie lorsque la pièce traverse la machine. Images : Services de fabrication O'Neal

O'Neal Manufacturing Services' Greensboro, Caroline du Nord, est un endroit très fréquenté. Les 226 000 pieds carrés. usine produit diverses pièces, certaines atteignant plus de 400 livres, pour les plus grands fabricants d'équipements du pays. Pour un client particulier, l'usine de fabrication expédie environ cinq à six camions de pièces métalliques chaque jour.

L'atelier dispose d'une gamme impressionnante d'équipements de découpe : quatre machines de découpe laser à fibre, trois lasers CO2, cinq tables de découpe au plasma (dont une a également une capacité de découpe oxygaz), une table de découpe oxygaz et deux machines de découpe de tubes laser. Cela crée beaucoup d'ébauches pour les processus en aval ou la livraison jusqu'au stade final de la pièce. Cela peut également créer beaucoup de pression sur les autres dans l'atelier pour qu'ils suivent le rythme.

C'était le cas au début de 2017. Les tables de découpe au plasma submergeaient l'opération de nettoyage des pièces à proximité. Les pièces découpées au plasma devaient être décrassées à la sortie de la table et finies de manière à répondre aux spécifications du client. (Par exemple, certains trous ont dû être rectifiés pour créer un profil spécifié.) Trente-deux nettoyeurs de pièces faisaient le travail manuellement, mais ils ne pouvaient pas suivre. Les pièces découpées au plasma étaient déchargées de la table et empilées près de la zone de nettoyage des pièces, en attendant d'être finies mécaniquement.

Une ligne à convoyeur avec un équipement de décrassage et de préparation des bords automatisé installé plus tard cette année-là a rectifié la situation. Les résultats obtenus à l'usine de Greensboro ont été remarqués par d'autres directeurs généraux de la famille OMS, et le succès a démontré à quel point la technologie d'automatisation peut aider un fabricant de métaux à tirer le meilleur parti de sa situation de travail tout en minimisant simultanément le risque de blessure.

Il y avait beaucoup de motivation pour minimiser la quantité de nettoyage manuel des pièces effectué. La première chose que toute personne observant cette action de nettoyage remarquerait est le ramassage et le placement constants de pièces lourdes. Les pièces lourdes étaient placées au sol et devaient être ramassées et placées sur une table de meulage, retirées lorsque la finition était terminée, placées sur le sol jusqu'à ce qu'elles soient déplacées à l'étape suivante, ramassées à nouveau et placées sur les chariots appropriés pour livraison en aval. Ce type d'activité s'accompagne d'un risque de blessure, que chaque magasin souhaite minimiser.

La plus grande des pièces - environ 48 sur 72 pouces et pesant environ 430 livres - posait le plus grand risque pour le nettoyeur de pièces. En l'absence de moyen vraiment simple de retourner la pièce, car les deux côtés devaient être décrassés, les ingénieurs de l'entreprise ont proposé une table qui soutenait la pièce et permettait d'accéder au nettoyeur de pièces. La pièce n'avait pas besoin d'être retournée, mais quelqu'un devait encore grimper sous la table pour terminer le travail de nettoyage.

"C'est difficile pour quiconque doit faire cela, et nous en fabriquons environ 40 par jour", a déclaré Matt Moon, l'actuel directeur général de l'opération OMS Greensboro.

Le processus de décrassage manuel était fastidieux et les mouvements répétés associés au processus de finition mettaient à rude épreuve les muscles des nettoyeurs de pièces.

Ensuite, il y a la question des gens. Le nettoyage de pièces est un travail d'entrée de gamme à l'atelier de Greensboro, et franchement dans la plupart des entreprises de fabrication de métaux, et il peut être difficile de trouver des personnes qui souhaitent s'attaquer à cette corvée. C'est probablement encore plus une corvée de les faire rester pendant un certain temps. Lorsqu'une entreprise essaie d'employer plus de 30 personnes pour effectuer ce type de travail, il est extrêmement difficile de trouver des parties intéressées par le travail.

"De toute évidence, il est difficile de trouver des personnes qui souhaitent le faire, donc tout ce que vous pouvez faire pour réduire le nombre de personnes impliquées, vous devez en profiter", a déclaré Moon.

Le SBM-XL G2S2 est équipé de bandes abrasives (deux en haut et deux en bas de l'unité) qui affinent les surfaces des pièces et de bandes avec des blocs d'arrondissage des bords (deux rangées en haut et deux rangées en bas) qui éliminent les bords tranchants des pièces.

Le nettoyage manuel des pièces sur trois quarts de travail augmentait le risque de blessure pour les employés. C'était un problème qui nécessitait une attention sérieuse.

Pour résoudre ce problème, OMS a ajouté un technicien de sécurité pour superviser les activités de nettoyage des pièces pour chaque quart de travail. Cela a stimulé la décision de l'entreprise d'acheter une réponse automatisée pour ce processus de travail risqué.

OMS a acheté une machine de décrassage LISSMAC SBM-M D2, une machine de meulage et de préparation des bords SBM-XL G2S2 et environ 125 pieds de convoyeurs pour minimiser la manipulation des pièces et réduire considérablement le nombre de nettoyeurs de pièces manuels qui seraient nécessaires pour le travail. Le convoyeur se trouve juste à côté de la table de découpe plasma où les pièces peuvent être chargées directement depuis la table. Ils se déplacent le long d'une table à roulement à billes où ils sont filés et un convoyeur les alimente dans la machine de décrassage. De là, les pièces sont récupérées par un autre segment de convoyeur motorisé et introduites directement dans la machine de meulage et d'arrondissage des bords. Après en être sorti, un convoyeur livre les pièces à la réserve finale de pièces, où environ trois jours de pièces sont conservés pour les clients. Si vous deviez regarder la configuration du convoyeur, elle aurait la forme d'un éclair, selon Moon.

La machine de décrassage est dotée d'un système de broches métalliques qui élimine les scories des pièces. Les broches sont fixées à des courroies en caoutchouc qui se déplacent sur les pièces lorsqu'elles alimentent le système. Deux ensembles de courroies avec des broches métalliques nettoient le dessus de la pièce et deux ensembles de courroies font de même en dessous. Cela signifie que les pièces ne doivent jamais être retournées pendant le processus de décrassage.

"Ces broches métalliques agissent comme une personne avec un ciseau", a déclaré Brett Mandes, directeur principal des ventes de LISSMAC. "La goupille métallique frappe le bord de la pièce ou le coin où se trouve le laitier. Lorsqu'elle heurte le laitier, elle le fait tomber comme si vous deviez le frapper avec un ciseau en métal."

Si une goupille métallique se brise, elles peuvent être remplacées sans avoir à remplacer toute la courroie. Ils sont attachés à la ceinture avec un boulon et peuvent être dévissés, retirés et remplacés par une autre goupille.

Une fois que la pièce sort de la zone de décrassage, une table motorisée récupère la pièce et la poursuit sur le convoyeur jusqu'à l'étape suivante. Les pièces s'enchaînent les unes après les autres et côte à côte.

Mandes a déclaré que la largeur maximale de la pièce pour le système est de 59 pouces. L'épaisseur maximale de la pièce est d'environ 4,75 pouces. La plus petite pièce qui peut être envoyée à travers ce système mesure environ 6 pouces de long et 2 pouces de large.

La deuxième machine LISSMAC fonctionne à peu près de la même manière que le processus de décrassage. Le premier ensemble de courroies, orienté à travers l'alimentation entrante, et non avec la direction dans laquelle la pièce s'écoule, meule les hauts et les bas des pièces pour affiner davantage la surface et créer une pièce sans laitier. Deux ensembles de bandes abrasives sont situés en haut de l'unité et deux en bas.

De là, les pièces alimentent la partie d'arrondissage des bords de la machine. Encore une fois, les courroies avec des blocs d'arrondissage des bords - deux rangées en haut et deux rangées en bas - rencontrent les pièces lorsqu'elles passent entre le mouvement transversal des courroies.

Mandes a déclaré que dans l'application OMS, l'arrondi des bords est davantage un "adoucissement" du bord. Tout bord tranchant comme un rasoir est supprimé par les blocs. L'utilisateur peut ajuster le degré d'arrondi des bords, de très léger à lourd. En conséquence, les blocs d'arrondissage des bords sont ajustés de sorte qu'ils appliquent réellement suffisamment de pression pour enlever seulement assez de matière pour créer le bord souhaité.

Mandes a ajouté que la machine dispose d'une cellule photoélectrique qui surveille la durée de vie des blocs abrasifs. Détectant que les blocs sont usés en raison de l'utilisation, la machine ajuste automatiquement le positionnement des courroies pour s'assurer que les blocs d'arrondissage des bords produisent un résultat cohérent et reproductible avec peu ou pas de réglage manuel.

"La machine déplace par intermittence ces blocs au fur et à mesure qu'ils s'usent, vous n'avez donc pas besoin de compter sur une personne pour surveiller cela", a déclaré Mandes.

Moon a déclaré que depuis l'installation de la ligne de décrassage et de préparation des bords, l'opération de nettoyage des pièces attachées à la table de découpe plasma est passée d'un défi de fabrication monumental à un processus de production efficace qui attire l'attention des autres membres de la famille OMS. Il a mentionné que lors d'une récente réunion d'autres directeurs généraux d'OMS à l'usine de Greensboro, la plupart des invités souhaitaient découvrir le convoyeur LISSMAC et quelques armoires de sablage à proximité, qui sont utilisées pour finir la plaque avant la découpe et les pièces découpées au plasma directement sur la table, en fonction des spécifications du client.

"Je suis peut-être en train de nous porter la poisse, mais je ne pourrais pas vous dire la dernière fois que nous nous sommes blessés lors du nettoyage de pièces", a déclaré Moon. (L'usine de Greensboro a reçu le prix du mérite de la sécurité 2022 de la Fabricators & Manufacturers Association en avril.)

L'un des meilleurs moyens de minimiser le risque de blessure dans un processus consiste à retirer ceux qui pourraient être blessés du processus. C'est ce que la ligne de finition automatisée a permis à OMS de faire. Alors qu'il fallait autrefois 32 personnes pour s'occuper du décrassage et de la préparation des carres avec des meuleuses manuelles, il ne faut aujourd'hui que deux à six personnes. Si les pièces sont de plus grande taille, deux personnes peuvent gérer le transfert des pièces de la table plasma vers les convoyeurs. Si les pièces sont petites, six personnes peuvent être nécessaires pour alimenter la table du convoyeur.

Moon a ajouté que les nettoyeurs de pièces sont toujours impliqués dans le décrassage manuel, mais il s'agit plutôt d'un nettoyage facile des scories faciles à enlever qui pourraient être suspendues à la surface de la plaque, un peu comme nettoyer un gros glaçon d'une ligne de toit avec la pelle à neige. Il a déclaré que cela visait à prolonger la durée de vie des consommables de décrassage, de meulage et d'arrondissage des bords.

De toute évidence, la minimisation du nettoyage manuel des pièces contribue à réduire les risques de contraintes ergonomiques et de coupures potentielles et de blessures aux yeux, mais la présence des convoyeurs a également éliminé une quantité considérable de levage, ce qui pourrait entraîner des problèmes de dos. Moon a déclaré que les travailleurs sont passés d'un minimum de cinq ascenseurs, qui étaient nécessaires pour déplacer les pièces avant l'installation des convoyeurs et de l'équipement de finition automatisé, à seulement deux ascenseurs - un pour déplacer les pièces de la table de découpe plasma au convoyeur et un autre pour retirer les pièces du convoyeur et les placer dans les racks appropriés.

"Les choses sont totalement différentes dans notre zone de nettoyage de pièces maintenant", a déclaré Moon. "Le groupe que nous avons là-bas maintenant n'essaie pas de se passer du nettoyage des pièces. Ils aiment utiliser le LISSMAC. Cela a été une amélioration spectaculaire là-bas."

En racontant les dernières années avec l'équipement, Moon s'est souvenu du simple frisson de simplement retirer les plus de 30 cordons d'alimentation qui jonchaient le sol de l'atelier dans la zone de nettoyage des pièces et les risques potentiels de trébuchement qu'ils créaient. "Vous ne pensez tout simplement pas à ces choses quand elles sont parties", a-t-il déclaré.

Maintenant que d'autres directeurs généraux ont vu la technologie de finition de l'usine de Greensboro en action, ils savent ce que l'équipement de finition automatisé peut faire pour eux. Ces autres installations ne font peut-être pas autant de découpe au plasma que Greensboro, mais beaucoup d'entre elles découpent du métal avec des machines de découpe laser à fibre haute puissance, qui ont tendance à créer des scories lorsque les machines sont poussées pour maximiser la productivité au lieu de ralentir les choses. pour fournir moins de scories et des bords plus précis.

Moon est d'accord avec le partage des connaissances. Il pense que chaque établissement de la famille OMS peut améliorer ses opérations simplement en apprenant les uns des autres.

"Vous devriez toujours voler les bonnes idées", a-t-il déclaré.