Ligne d'assemblage de systèmes d'engrenages de précision pour la fabrication de mécanismes de compteurs d'eau résidentiels

Apator Powogaz SA leader dans la production de compteurs d'eau, a été confrontée à des difficultés dans l'assemblage précis des systèmes d'engrenage complexes contenus dans le mécanisme des compteurs d'eau résidentiels. Le processus manuel d'assemblage de ces pièces prenait beaucoup de temps, nécessitait beaucoup de main-d'œuvre, était source d'erreurs et limitait l'efficacité de la production.

L'entreprise avait besoin d'une solution innovante pour automatiser l'assemblage, réduire le temps de production, augmenter la productivité, éliminer les erreurs et maintenir la plus haute qualité des compteurs d'eau.

Apator Powogaz est le premier fabricant mondial de compteurs d'eau. Elle a plus de 100 ans d'expérience dans la production de compteurs d'eau, de compteurs d'énergie thermique et de répartiteurs de coûts d'énergie thermique. L'entreprise est spécialisée dans le relevé à distance de la consommation, la facturation et la gestion des systèmes de distribution d'eau et de chaleur. Avec son usine ultramoderne et son équipe de 400 employés, Apator Powogaz opère sur plus de 60 marchés d'exportation, avec un chiffre d'affaires prévu pour cette année de 350 millions de zlotys. Dans le seul segment des compteurs d'eau, elle détient jusqu'à 50 % des parts du marché polonais et 7 % des parts du marché européen.

La situation

Le processus d'assemblage du système d'engrenage du mécanisme du compteur d'eau impliquait l'assemblage d'un grand nombre de petites pièces mécaniques différentes, plus de 20 types d'engrenages au total, dont certains équipés d'aimants au néodyme. Chacun de ces mécanismes se compose d'un disque blanc supérieur et d'un disque noir inférieur, qui existent également en différentes variantes et conceptions, ce qui complique encore l'ensemble du processus. Des composants aussi diversifiés exigeaient précision et exactitude dans la surveillance du débit d'eau passant par le compteur d'eau, et l'entreprise avait besoin d'une solution efficace pour relever ce défi exigeant.

Avant l'automatisation de l'assemblage des engrenages, le processus était réalisé manuellement, ce qui le rendait non seulement inefficace, mais également sujet aux erreurs et aux défauts de fabrication, créant ainsi des difficultés pour assurer la continuité de la production et la précision de l'assemblage. Ces problèmes de qualité et le coût du travail manuel pesaient lourdement sur le budget de l'entreprise.

Le problème

Apator Powogaz a décidé d'optimiser le processus de production afin de réduire le travail manuel, d'améliorer les processus d'assurance qualité et de réduire les coûts de fabrication. Il s'agissait d'un investissement et d'un défi considérables, car il était nécessaire de créer des solutions complexes et innovantes pour l'assemblage automatique du mécanisme d'engrenage des compteurs d'eau.

Ce mécanisme complexe comporte un grand nombre de configurations différentes, jusqu'à 70 variantes, chacune d'entre elles étant conçue pour répondre à des exigences d'application spécifiques. Un large éventail de configurations et de composants devait être assemblé avec une grande précision.

La solution

Pour répondre aux besoins du fabricant, le département Robotisation et Automatisation du Groupe Apator a développé une machine avancée pour l'assemblage automatique du mécanisme d'engrenage. La machine a été conçue pour garantir une précision, une efficacité et une qualité d'assemblage maximales.

Les ingénieurs du département Robotisation et Automatisation ont proposé une solution basée sur une table rotative d'indexation avec un robot d'assemblage industriel. La ligne d'assemblage automatisée devait utiliser des systèmes de robotique et de vision de pointe pour répondre aux exigences spécifiques de l'assemblage du mécanisme d'engrenage.

La table rotative contient des douilles universelles qui permettent d'insérer différentes conceptions de produits dans la même douille. Chaque douille est conçue avec précision pour s'adapter parfaitement aux composants correspondants. Cela permet d'obtenir une répétabilité et une précision élevées dans l'assemblage.

Le processus utilise cinq alimentateurs vibrants pour alimenter avec précision les composants successifs en vue de l'assemblage. Cinq robots d'assemblage avancés sont programmés pour effectuer diverses opérations d'assemblage. Les robots assurent un positionnement et une pression précis pour garantir que les composants sont assemblés de manière reproductible et conformément aux spécifications de conception.

En outre, un certain nombre de capteurs Balluff (560 pièces différentes au total) ont été utilisés pour assurer un contrôle continu de la qualité pendant l'assemblage. Ces systèmes analysent avec précision la position et la couleur des pièces afin de détecter les moindres écarts, de sorte que les problèmes potentiels peuvent être résolus immédiatement.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Le processus commence par l'extraction des pièces semi-finies des palettes de transport situées sur les convoyeurs. Le système de vision de Balluff vérifie ensuite le bon fonctionnement du mécanisme en contrôlant l'alignement des engrenages et des tambours à des positions spécifiques. Après cette vérification positive, le produit semi-fini est acheminé vers la table rotative, où le composant suivant est ajouté. Grâce à des douilles conçues avec précision, les composants sont positionnés avec exactitude sous les robots et assemblés avec une grande tolérance. L'ensemble du processus d'assemblage ne prend que 8 secondes et les robots travaillent en harmonie pour assurer la fluidité du flux de produits semi-finis dans la chaîne de production. Le produit final est numéroté individuellement à l'aide d'un marqueur laser, ce qui permet de suivre chaque compteur d'eau tout au long de sa durée de vie. Il est ainsi plus facile de l'identifier en cas de problème, ce qui est essentiel pour maintenir une excellente qualité de produit.

Fonctionnement précis de la machine:

• Le processus commence par le prélèvement d'un produit semi-fini (assemblage de disques blancs) sur des palettes de transport dédiées et sa mise en place sur une table rotative spéciale à deux positions.

• Une caméra de vision balaie le produit semi-fini pour identifier la position correcte des pignons et des tambours les uns par rapport aux autres afin de garantir une mesure précise et exacte du débit d'eau à travers le compteur d'eau.

• Le disque blanc est solidement installé dans la cavité du produit sur une table rotative afin de garantir un positionnement précis et répétable.

• Des robots d'assemblage industriels placés à des postes successifs assemblent les engrenages appropriés, en insérant soigneusement une goupille de 1,7 millimètre de diamètre dans le trou de 1,8 millimètre de diamètre du disque blanc.

• Une caméra de vision balaie le mécanisme d'engrenage préassemblé, identifiant l'engrènement et la position corrects des composants.

• Le disque noir est solidement installé dans le mécanisme d'engrenage, et un circuit propriétaire dédié simule le flux du fluide et s'assure que l'assemblage est correct.

• Le produit fini est enfermé dans un boîtier scellé où un marquage au laser est effectué pour maintenir une traçabilité totale.

• L'ensemble du processus ne prend que quelques secondes, ce qui signifie que toutes les 8 à 9 secondes, un autre compteur d'eau complet et monté avec précision sort de la chaîne de production.

Avantages pour le client

Grâce à la mise en œuvre de la solution innovante d'automatisation de l'assemblage des mécanismes d'engrenage, Apator Powogaz SA a enregistré un certain nombre d'avantages clés :

Conçue par le département de robotisation et d'automatisation du groupe Apator, la machine de précision pour l'assemblage du mécanisme d'engrenage des compteurs d'eau est une solution innovante qui a complètement modifié le processus de production de l'entreprise. La mise en œuvre de la nouvelle machine automatique a été une étape importante pour l'entreprise, car elle a permis d'obtenir une précision remarquable. Elle a permis au fabricant de réduire le temps de production, d'augmenter la productivité, d'éliminer les erreurs d'assemblage et de fournir à ses clients des produits de la plus haute qualité. L'automatisation de ce processus est un exemple de la manière dont les technologies avancées peuvent contribuer de manière significative au succès d'une entreprise sur un marché concurrentiel.

À propos de l'entreprise

Grupa Apator est un fabricant respecté de solutions techniques avancées basé en Pologne, spécialisé dans la production de compteurs d'eau et d'électricité, ainsi que dans l'offre de systèmes complets d'automatisation industrielle. Son département R&D est composé d'une équipe d'ingénieurs et de spécialistes qualifiés qui recherchent constamment des solutions innovantes et améliorent les produits pour répondre aux exigences d'un marché dynamique.