Étude de cas : Modernisation d’une ligne de production de clips élastiques pour le secteur ferroviaire, du mode manuel au mode automatisé.

Un fabricant chinois de composants ferroviaires produisait depuis de nombreuses années des attaches élastiques de type W. Face à la demande croissante liée aux projets de construction et d'entretien des voies ferrées, l'entreprise a entrepris d'évaluer des solutions pour améliorer sa capacité de production tout en maintenant une qualité de produit stable.

Le processus de fabrication existant reposait largement sur le travail manuel. La chaîne de production était exploitée depuis de nombreuses années par des ouvriers qualifiés. Leur expérience assurait le bon déroulement de la production quotidienne, mais la manutention manuelle entre les étapes de production engendrait des limitations lorsque les besoins augmentaient.

Face à l'augmentation des volumes de commandes, le client a recherché une solution plus stable pour l'organisation de sa production. Plutôt que d'embaucher davantage de personnel, l'entreprise a opté pour la modernisation de son atelier avec une ligne de production automatisée de clips élastiques sur rails, conçue sur mesure en fonction de ses matériaux, de ses objectifs de production et de l'agencement de son usine.

Défis de la production avant l'automatisation

Avant l'automatisation, la chaîne de production reposait sur le chargement, l'alimentation et le déplacement manuels des matériaux entre les différentes machines. Ces opérations étaient gérables en production normale, mais elles sont devenues de plus en plus complexes lorsque l'usine a dû améliorer son efficacité et ses rendements. Le principal problème résidait dans la connexion entre les différentes sections de traitement. Chaque transfert manuel entraînait une augmentation du temps de manutention, ce qui affectait la continuité de la production et rendait plus difficile le maintien d'une cadence de fabrication stable.

1. Maintenir une qualité constante était difficile.

La fabrication des clips élastiques en W comprend plusieurs étapes, notamment le chauffage, le formage et le traitement thermique. De légères variations de température de chauffage ou de durée de manipulation peuvent affecter les performances du produit final.

Pour les composants ferroviaires, la constance est particulièrement importante car les clips sont utilisés dans des applications de fixation ferroviaires où une fiabilité à long terme est requise.

2. Capacité de production limitée

Face à l'augmentation des commandes clients, la méthode de production existante est devenue un goulot d'étranglement.

Le chargement et le déchargement manuels ralentissaient l'ensemble du processus. L'augmentation de la production nécessitait davantage de main-d'œuvre, ce qui rendait difficile l'obtention d'une production stable à grande échelle.

Le fabricant avait besoin d'une solution permettant d'améliorer le rythme de production tout en réduisant la dépendance à l'égard des opérations manuelles.

Approche d'ingénierie : Conception d'un système de production entièrement automatisé

Au lieu de moderniser une seule machine, le projet s'est concentré sur la connexion de l'ensemble du processus de fabrication en un flux de production continu.

Conformément aux exigences du client, le système de production a été configuré avec :

•Alimentateur automatique de matériaux en bobine

•équipement automatique de redressage et de coupe de bobines

•mécanisme d'alimentation automatique en matériau de tige

•four de chauffage par induction à moyenne fréquence (IGBT)

•Six robots industriels

•Trois presses à forger

•système de trempe à l'huile

•Réservoir de refroidissement et tour de refroidissement

•four de trempe à bande transporteuse métallique à rouleaux

•système de contrôle PLC

L'agencement complet a été conçu pour assurer un transfert de matière fluide entre chaque processus.

Processus automatique de préparation et de chauffage des matériaux

La production commence par une découpe automatique, où les matériaux en acier sont préparés selon les dimensions requises.

Après la découpe, les matériaux sont automatiquement transférés vers la section de chauffage.

Le four de chauffage par induction à moyenne fréquence assure un chauffage contrôlé et uniforme avant le forgeage. Comparé aux méthodes de chauffage manuelles, ce procédé automatisé permet de maintenir des conditions de température plus stables et d'améliorer la répétabilité de la production.

Un système de forgeage robotisé améliore l'efficacité de la production

L'une des principales améliorations de ce projet a été l'intégration de six robots industriels à trois presses à forger.

Les robots gèrent le transfert de matière entre les processus de chauffage et de forgeage, créant ainsi un cycle de production continu.

Comparée à la manutention manuelle, l'opération robotisée réduit le temps d'attente entre les processus et maintient un rythme de production plus régulier.

Le système robotique est devenu l'élément central de la modernisation.ligne de production de clips élastiques pour chemins de fer, permettant ainsi au fabricant d'accroître sa production tout en maintenant une qualité de formage stable.

Traitement thermique et contrôle de la qualité

Après leur formation, les clips subissent un traitement thermique.

La chaîne de production comprend :

• réservoir de trempe à l'huile

• Circuit de refroidissement

• Four de trempe

Ces procédés sont conçus pour obtenir les propriétés mécaniques requises et améliorer la durabilité du produit.

Pour les applications ferroviaires, le traitement thermique joue un rôle important car les clips élastiques doivent résister à des conditions de charge répétées pendant leur service.

、           

Résultats de production après la mise à niveau de l'automatisation

Après sa mise en service, le système de production modernisé a permis une amélioration significative de l'efficacité de la fabrication.

Les principaux résultats sont les suivants :

La capacité de production a été considérablement augmentée par rapport à la méthode de production manuelle précédente.

Plus important encore, le processus automatisé a permis un meilleur contrôle des paramètres de production, aidant ainsi le fabricant à maintenir une qualité constante lors d'un fonctionnement continu.

Inspection et traitement de surface après production

Après fabrication, les clips élastiques finis sont inspectés conformément aux exigences du client.

Le processus d'inspection comprend des tests de fatigue pour vérifier les performances du produit sous des conditions de charge répétées.

Des traitements de surface et des procédés de revêtement sont également mis en œuvre lorsque cela s'avère nécessaire pour améliorer la résistance à la corrosion.

Ces étapes constituent des éléments importants de l'ensemblesystème de fixation ferroviaireoù chaque composant doit répondre à des exigences de fiabilité strictes.

Valeur du projet : Construction d'une usine de composants ferroviaires plus flexible

Cette modernisation de l'automatisation a permis au fabricant de passer d'une production à forte intensité de main-d'œuvre à un modèle de fabrication plus stable et évolutif.

Ce projet démontre que l'automatisation ne se résume pas à remplacer le travail manuel.

La modernisation d'une ligne de production commence toujours par l'analyse du processus existant. Avant d'introduire l'automatisation, il est essentiel de comprendre la circulation des matériaux, les zones de travail des opérateurs et les étapes qui influent sur la stabilité de la production.

Dans ce projet, le système d'automatisation a été développé en fonction des besoins de production réels du client, et non à partir d'une solution standard. Cette approche a permis d'optimiser le flux de production et de mieux accompagner les futures extensions de capacité.

Forte de son expérience dans la manutention robotisée, les applications de forgeage et la fabrication de composants ferroviaires, XUJI continue de coopérer avec les fabricants à la recherche d'améliorations fiables en matière d'automatisation.