Mécanique
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Fonderie, usinage mécanique et montage

La technologie des moteurs des voitures particulières va changer radicalement dans les années à venir. Toutefois, il reste à voir quel mode de propulsion ou quelle combinaison de modes de propulsion prévaudra et à quel moment. Et malgré toute l'euphorie de la propulsion électrique, hybride ou à pile à combustible, il ne faut pas oublier que le moteur à combustion restera la norme dans les voitures particulières pendant les prochaines années. En effet, les modes de propulsion alternatifs doivent encore faire face à des problèmes tels que le stockage de l'énergie, le manque d'infrastructure des stations-service et les coûts de production élevés. En outre, il est important de continuer à être en mesure de répondre aux différents besoins de mobilité.

La devise n'est donc pas seulement de développer les compétences et le savoir-faire dans le domaine de la mobilité électrique, mais aussi de l'étendre dans le domaine des moteurs à combustion – dans le but de pouvoir voyager plus efficacement, plus économiquement et plus écologiquement dans le monde. Et le développement du moteur à combustion interne est loin d'être terminé. La tendance actuelle s'appelle le "downsizing" (terme anglais signifiant "réduction"). Ce principe de réduction de la cylindrée tout en maintenant les performances est considéré comme le point de départ d'une amélioration significative de la consommation de carburant. Les composants bien connus tels que le bloc moteur, la culasse, etc., seront encore optimisés à cet effet et des possibilités de fabrication à faible coût pour les turbocompresseurs seront développées. Ceci a un impact sur la fonderie, l'usinage mécanique et également sur le montage.

Fonderie : réduire les temps d'arrêt

Le "downsizing" influence les composants du moteur à combustion et de la chaîne cinématique, les dites pièces moulées classiques : culasse, carter et vilebrequin. Ces pièces sont réduites en terme de dimensions, mais sont en même temps soumises à des charges plus élevées. C'est un défi pour les matériaux et les procédés de fabrication. Toutefois, en raison des températures élevées et des conditions environnementales difficiles, les temps d'arrêt resteront un problème clé dans la fonderie. Les produits Balluff vous aident à réduire les temps d'indisponibilité : nos capteurs robustes et résistants aux hautes températures ainsi que leurs accessoires spéciaux sont très fiables et durables, même dans les environnements de fonderie. Ils veillent à réduire les temps d'immobilisation, les besoins en pièces de rechange et, en fin de compte, permettent de réduire vos coûts.

Exemples d'application dans la fonderie

  • Contrôle de niveau dans les trémies à sable

    Les décocheuses à noyaux produisent des noyaux en sable pour la coulée des métaux. En raison de la tendance à la construction légère, ils sont principalement utilisés pour les moteurs en alliages d'aluminium-silicium. Étant donné que la production est hautement automatisée et que l'enlèvement des noyaux et le redémarrage ultérieur de la machine par l'opérateur ne sont plus nécessaires, il faut s'assurer de disposer en permanence d'une réserve suffisante dans la trémie à sable. Les capteurs à ultrasons Balluff mesurent en continu et sans contact le niveau de remplissage de ces trémies à sable. Ces capteurs sont insensibles à la poussière et aux saletés. De plus, leur grande zone de détection permet d'atteindre des distances d'objets encore plus grandes. Grâce à la haute résolution et aux petites zones mortes, ils fonctionnent avec une grande précision. Le niveau de remplissage peut être indiqué continuellement par un signal analogique ou avec deux signaux de commutation en tant que valeur min/max.

    Contrôle de niveau dans les trémies à sable

  • Surveillance des tiroirs

    Afin de permettre des contre-dépouilles complexes dans la coulée sous pression, les moules de coulée sont aujourd'hui équipés de nombreux tiroirs à l'intérieur du moule. Après la solidification de la pièce en fonte, une détection fiable de l'atteinte de la position finale du tiroir doit avoir lieu, afin que la pièce en fonte puisse être pressée hors du moule, sans être endommagée. En raison des températures élevées, les capteurs standard ne peuvent pas être utilisés ici. Avec ses interrupteurs de position mécaniques résistants à la température jusqu'à +180 °C, Balluff offre une solution économique et durable pour une surveillance précise des tiroirs. Ils vous permettent d'économiser du temps et donc de l'argent en cas de panne. Un câble haute température optionnel peut être utilisé pour protéger le câble de raccordement.

    Surveillance des tiroirs

  • Contrôle de la hauteur de remplissage

    Lors du transport de déchets de fonderie chauds, il faut s'assurer que les camions de déchets ne sont pas surchargés et que les déchets tombent sur le tapis roulant. Cependant, les capteurs standard ne survivent pas longtemps à ces températures. C'est pourquoi Balluff a développé des boîtiers de protection spéciaux pour les capteurs optoélectroniques afin de prolonger leur durée de vie et de réduire ainsi les coûts de maintenance. Le fonctionnement du capteur peut être garanti en permanence jusqu'à +160 °C avec un système de refroidissement à eau optionnel.

    Contrôle de la hauteur de remplissage

  • Positionnement de réservoirs

    Le positionnement des réservoirs doit être surveillé pendant le transport. Ici, les capteurs inductifs Balluff, résistants à la température, peuvent être utilisés sans hésitation. Leurs boîtiers et câbles sont optimisés pour des températures élevées jusqu'à 230 °C et résistent facilement aux températures élevées. Grâce à des modèles différents, vous pouvez intégrer facilement les capteurs dans les situations les plus diverses et résoudre ainsi de façon optimale les restrictions d'encombrement.

    Positionnement de réservoirs

Usinage mécanique : augmenter les cadences et la sécurité du processus

La tendance au downsizing se traduit également par des processus d'usinage et d'assemblage plus complexes dans la production des futures chaînes cinématiques. C'est pourquoi il est d'autant plus important de garantir la sécurité du processus et la qualité des produits. Ceci est rendu possible grâce à des capteurs et des systèmes puissants, ainsi qu'à des composants de gestion de réseau et de connectique. Par exemple, par le biais de capteurs pour la surveillance de processus, la détection de niveau des fluides de processus ou l'intégration de capteurs dans les broches d'outils des centres d'usinage. Les cadences peuvent également être augmentées en éliminant les étapes de fabrication manuelles. L'identification automatisée des outils au moyen de la technologie d'identification par radiofréquence (RFID) est une étape importante à cet égard.

Exemples d'application dans l'usinage mécanique

  • Identification et gestion d'outils automatisées

    Les outils de coupe sont fréquemment changés dans les centres d'usinage – Avec Tool ID, Balluff offre une solution très efficace pour l'identification automatique des outils : Toutes les données de l'outil telles que les dimensions ou l'emplacement, la durée, le type et l'usure, sont lues automatiquement sans contact, enregistrées sur le support de données dans le porte-outil et transférées dans la mémoire du système. Cela vous permet d'utiliser et de gérer les outils de manière optimale et vous bénéficiez ainsi d'une plus grande disponibilité des machines, de niveaux de stock réduits et d'un minimum de rebut. En outre, les données sont disponibles à tout moment et ne sont ni saisies de manière incorrecte, ni complètement oubliées.

    Identification et gestion d'outils automatisées

  • Contrôle de la distance de serrage sur les broches porte-outil

    Les centres d'usinage de métaux modernes sont soumis à des conditions d'installation strictes. Les plus petites versions de notre système de mesure de position inductive BIP ne mesurent que 14 ou 17 millimètres et peuvent donc être utilisées dans les espaces les plus réduits. Elles sont idéales pour la surveillance du mécanisme de serrage des broches porte-outils : L'outil est-il serré dans la broche, pas serré ou n'y a-t-il pas d'outil dans la broche ? La surveillance de la course de serrage peut même être réalisée par la rotation du mécanisme de serrage. Pour ce faire, le système détecte la position d'une came métallique, qui se déplace latéralement le long du capteur. Une plage de mesure réglable de manière flexible et une grande fidélité de répétition garantissent une qualité optimale du processus. Les variantes avec interface IO-Link permettent un câblage simple, un diagnostic pendant le fonctionnement jusqu'au niveau du terrain, ainsi qu'un paramétrage automatique.

    Contrôle de la distance de serrage sur les broches porte-outil

  • Surveillance fiable des processus

    La surveillance des fluides de process, tels que l'air comprimé, les liquides de refroidissement et de lubrification ou l'huile hydraulique, a une influence importante sur la qualité de la fabrication dans le domaine de l'usinage mécanique. Les capteurs de pression Balluff vous aident dans ces tâches et garantissent ainsi une qualité de surface élevée et constante des pièces à usiner. Les capteurs de pression sont flexibles à monter et faciles à utiliser, étant donné qu'ils sont équipés de boîtiers d'affichage et de raccordement orientables. Leur boîtier en acier inoxydable robuste permet une installation proche du processus. Équipés d'IO-Link, les capteurs de pression transmettent immédiatement leurs valeurs à l'automate et ordonnent un réajustage précis.

    Surveillance fiable des processus

  • Mesure du niveau de fluides de processus

    L'eau de refroidissement et les lubrifiants de refroidissement sont les fluides de processus les plus importants d'une machine-outil. Il doit toujours y en avoir suffisamment. Les capteurs capacitifs BCS sont les détecteurs de niveau idéaux pour ces fluides. Sans contact ou en contact direct – ils fournissent des résultats précis et enregistrent les niveaux de remplissage maximum et minimum à travers la paroi du réservoir ou à l'aide d'adaptateurs. Ils compensent l'humidité, la mousse et les dépôts adhérents de toutes sortes, même à travers des parois en plastique et en verre jusqu'à 10 mm d'épaisseur. Ils surveillent de manière fiable les niveaux de remplissage des réservoirs de liquide de refroidissement et de lubrifiant.

    Mesure du niveau de fluides de processus

Montage : garantir la qualité et la traçabilité

Lors de l'assemblage, les moteurs finis sont fabriqués à partir de nombreuses pièces individuelles. Étape par étape, le moteur est complété et finalement inspecté selon les normes de qualité les plus élevées. Dans certains cas, différentes variantes de moteurs fonctionnent sur une chaîne de montage. La mobilité électrique rend la tâche encore plus complexe, étant donné que des modèles à moteur thermique et des modèles à propulsion électrique sont souvent fabriqués sur la même chaîne. Les employés doivent garder une visibilité globale. La traçabilité et les contrôles de qualité sont ici exigés. Balluff vous permet d'y parvenir grâce à son expertise complète : Grâce à nos systèmes RFID, vous pouvez collecter rapidement et de manière fiable les innombrables informations provenant des nombreuses étapes de fabrication. Notre gamme de Vision Industrielle garantit une assurance qualité automatisée, déjà pendant les processus, et nos colonnes SmartLight affichent vos états de fonctionnement de manière flexible.

Exemples d'application pour le montage

  • Documenter automatiquement les données de production et de qualité

    La meilleure façon de documenter, de manière sûre et complète, toutes les étapes de travail dans les systèmes d'assemblage est d'utiliser les systèmes RFID proposés par Balluff. Les supports de données RFID sont vissés directement dans le bloc moteur et passent par tout le processus d'assemblage. Lors du passage dans les différentes stations, toutes les données de produit et de commande pertinentes sont lues et complétées par le lecteur. Ainsi, le passage est entièrement documenté en temps réel et vos processus sont transparents à tout moment. La lecture et l'écriture s'effectuent automatiquement, ce qui permet d'éviter les étapes de travail manuelles et les sources d'erreurs potentielles. Le système RFID à grande vitesse proposé par Balluff est jusqu'à 8 fois plus rapide que la norme ISO 15693, ce qui permet de traiter même les plus grandes quantités de données dans les plus brefs délais. Vous réduisez ainsi vos temps de cycle et augmentez vos cadences de production.

    Documenter automatiquement les données de production et de qualité

  • Automatisation de l'assurance qualité

    Dans l'assemblage du groupe motopropulseur, les caméras industrielles effectuent des contrôles de qualité tels que les contrôles de géométrie et d'intégralité et ce, plus rapidement et de façon plus fiable qu'un être humain. Les applications typiques incluent la vérification de la présence et le bon positionnement de joints toriques. Grâce au suivi de position intégré, cela fonctionne de manière fiable, même si les pièces passent devant le capteur dans différentes positions. De plus, nos caméras industrielles lisent les codes à barres et les codes matriciels de données, qui doivent être utilisés pour presque toutes les pièces installées dans une voiture en raison de la diversité des variantes et des exigences de sécurité. Elles s'intègrent facilement dans les systèmes de convoyage, ce qui permet une inspection en ligne à 100 % des pièces et des sous-groupes. De plus, elles sont compactes et presque aussi faciles à utiliser qu'un capteur conventionnel.

    Automatisation de l'assurance qualité

  • Visualisation flexible des déroulements de production

    En raison du grand nombre d'étapes de montage, il ne faut pas perdre la visibilité. Avec nos colonnes de signalisation à LED SmartLight, vous pouvez visualiser l'état de vos processus de montage de manière flexible et simple : Vous pouvez choisir entre le mode défilant, le mode segment et le mode niveau, si bien que les progressions, les tendances et les erreurs sont clairement affichées à tout moment. En outre, vous pouvez paramétrer individuellement les différentes zones des colonnes Smartlight en nombre, en taille et en couleur. Tous les réglages ou changements peuvent être effectués rapidement et facilement pendant le fonctionnement – sans aucune transformation mécanique. Par ailleurs, vous avez le choix entre 3 tailles différentes pour une large gamme d'applications. Il existe également des variantes avec fonction de signalisation acoustique.

    Visualisation flexible des déroulements de production

  • Maîtrise des tâches les plus diverses

    L'assemblage du groupe motopropulseur comporte une grande variété de tâches : Regrouper des signaux, enregistrer et tracer des données via RFID, commander les composants pneumatiques, signaler les états de fonctionnement à l'aide de colonnes Smartlight, etc. – en tant que compresseur de données décentralisé, un unique module IO-Link Master permet de résoudre toutes ces tâches et d'économiser ainsi des modules. En effet, tous les capteurs et actionneurs intelligents sont connectés au système de commande par son intermédiaire. Ceci permet un paramétrage et un diagnostic centralisés. La surveillance monovoie spécifique à chaque port détecte les courts-circuits, les surcharges et les ruptures de câble à chaque port. Ce degré de diagnostic sélectif est unique dans le cas de modules E/S. Les modules IO-Link Master sont conviviaux grâce à l'affichage, au commutateur intégré et au serveur Web. Et avec les répartiteurs de capteurs / actionneurs correspondants, vous pouvez également intégrer des appareils binaires ou analogiques.

    Maîtrise des tâches les plus diverses

    1. Module IO-Link Master 2. Câble de bus de terrain 3. Câble d'alimentation 4. Répartiteur de capteurs (16 entrées) 5. Connecteur d'îlot de vannes IO-Link 6. SmartLight 7. Lecteur RFID 8. Support de données RFID 9. Câble de raccordement M12, 4 fils 10. Câble de raccordement RFID M12, 4 fils