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Aucun temps de préparation pour une pièce unique Deux centres d’usinage Heckert H80 interconnectés assurent un usinage efficace des corps de vannes

Que faire pour rendre la fabrication de pièces unitaires et de petites séries en Allemagne compétitive à l’échelle mondiale ? SAMSON, fabricant de vannes spécialisées, a opté pour une solution proposée par Starrag en tant qu’entrepreneur général : elle se compose de deux centres d’usinage Heckert H80, entière- ment automatisés grâce à un système de palettes LoadMaster Compact d’Erowa qui, avec jusqu’à 69 palettes pré-équipées, permet aux machines de fonctionner de manière autonome pendant de nombreuses heures. Le système est complété par un accumulateur de matières de Gebhardt, qui fournit automati- quement les matières premièr

La société SAMSON AG, fournisseur mondial de solutions dans le domaine de la technologie des vannes et des procédés, connaît actuellement la plus grande transformation de son histoire : le siège social de l’entreprise est transféré de Francfort à Offenbach, avec plus de 120 machines et installations, ainsi que près de 2000 collaboratrices et collaborateurs couvrant l’ensemble des domaines, de l’administration au développement, en passant par la production, la vente et le service après-vente. Comme l’explique M. Alexander Epple, docteur en ingénierie et Head of Manufacturing Technologies, ce déménagement présente de nombreux avantages : « Nous nous sommes considérablement développés ici à Francfort au cours des 120 dernières années et nous atteignons désormais nos limites structurelles en termes d’espace et d’intralogistique. À Offenbach, nous pourrons nous réorganiser entièrement et poursuivre notre croissance sur une superficie d’environ 140 000 mètres carrés. »  Alexander Epple est responsable de la refonte et du déménagement de la production : « Dans le cadre de la mise en place du nouveau site, nous avons l’opportunité de moderniser en profondeur notre parc de machines et d’en renouveler environ 40 %. Nous posons ainsi les bases d’une production efficace et tournée vers l’avenir, capable de s’imposer face à la concurrence mondiale. »

L’automatisation en ligne de mire

Depuis début 2026, l’atelier de fabrication, qui compte environ 120 machines-outils, est en cours de déménagement, de manière progressive, sans baisse de la cadence de production. L’installation de nouveaux équipements bat également son plein, l’accent étant mis sur l’automatisation. « L’objectif est d’accroître la productivité et de pallier la pénurie de main-d’œuvre qualifiée grâce à des équipes sans opérateur », souligne Alexander Epple. « Pour cela, nous devons dissocier les horaires de travail des collaborateurs des temps de fonctionnement des machines et éliminer les temps de préparation. »  La difficulté réside dans le fait que la gamme de composants SAMSON dans le domaine des corps de vanne est très variée, car l’entreprise est spécialisée dans les vannes de régulation destinées à des applications spécifiques. Les pièces se distinguent par les matériaux, les géométries et les dimensions à traiter. Les très petites séries, voire les pièces uniques, sont la norme. « C’est pourquoi nous avons besoin d’une automatisation flexible avec des palettes pré-équipées »,  explique Uwe Berger, responsable des opérations au sein du département « Corps ». « C’est la seule façon de mettre en place des équipes sans opérateur. »  Concrètement, il s’agit de l’usinage de corps de vannes d’un diamètre nominal pouvant atteindre 150 mm. Par ailleurs, des raccords, des pièces isolantes et autres éléments similaires doivent être usinés de manière entièrement automatisée. Jusqu’à présent, ces opérations étaient réalisées sur des centres d’usinage horizontaux à quatre axes. « D’un point de vue technique, cela était tout à fait suffisant », estime Uwe Berger. Dans un premier temps, il n’a pas souhaité  y apporter de modification, afin de ne pas alourdir inutilement la charge de travail liée à la programmation. « Nous nous sommes toutefois réorganisés du côté de la FAO avec Siemens NX afin de garantir un usinage sûr grâce à la simulation par jumeau numérique. C’est une condition préalable indispensable à l’usinage automatisé. »

Recherche d’un partenaire disposant d’une expérience en automatisation

Une telle automatisation constituant une nouveauté pour la production de SAMSON, les responsables ont recherché un partenaire disposant d’une expérience en la matière, « de préférence un constructeur de machines allemand, car nous accordons une grande importance à la proximité et, par conséquent, à un service de qualité et rapide », explique Alexander Epple.  Le parc de machines actuel comprend des centres d’usinage à quatre axes provenant de différents fournisseurs, qui répondent globalement aux demandes. D’autres critères ont toutefois pesé dans la décision. Pour Alexander Epple et les décideurs de SAMSON, il était particulièrement important que le constructeur de machines intervienne en tant qu’entrepreneur général : « Pendant la phase de déménagement, nous ne pouvons pas nous charger nous-mêmes des tâches de coordination. Nous avons donc besoin d’un partenaire fiable, capable de comprendre nos souhaits et de les mettre en œuvre. » Trois entreprises ont été retenues pour la sélection finale. Elles ont présenté des propositions pour un concept d’automatisation comprenant des machines et un système de palettes. « C’est finalement Starrag qui a élaboré le meilleur concept global sur le plan technique, dans un cadre financier abordable », explique Alexander Epple. « Guido Steinbrück, le commercial de Starrag en charge de notre dossier, y est pour beaucoup. Il connaît notre entreprise depuis longtemps et sait parfaitement être à l’écoute. Il a ainsi rapidement compris ce qui comptait pour nous et nous a soumis une proposition qui correspondait exactement à nos besoins. » Pour ce système de fabrication flexible, Guido Steinbrück a recommandé deux machines Heckert H80 à quatre axes, issues de la gamme modulaire compacte développée dans l’usine de Chemnitz : « Il s’agit de centres d’usinage horizontaux peu encombrants, dotés de l’ADN caractéristique de Heckert : précis, performants, rapides et d’une fiabilité exceptionnelle sur le long terme. » Depuis déjà deux ans, SAMSON acquiert de l’expérience dans l’usinage de corps de vannes grâce à l’une de ces machines Heckert H80. Uwe Berger en est très satisfait : « Ces machines répondent pleinement à nos exigences », confirme Uwe Berger. Il a toutefois fait valoir quelques demandes spécifiques lors de la commande actuelle. Ainsi, l’une des Heckert H80 est équipée d’une fonction de coulisseau de surfaçage pour permettre la réalisation d’un bord d’étanchéité avec une précision de l’ordre du micron. « Pour le magasin à outils, nous avons opté pour la grande version à 265 emplacements, afin de pouvoir également charger des outils jumeaux, ce qui nous permet un fonctionnement autonome prolongé. »

Les machines compactes Heckert sont également disponibles en version cinq axes

Un autre critère qui a plaidé en faveur de Starrag en tant que partenaire : les machines compactes Heckert existent également en version à cinq axes, un point important pour SAMSON qui travaille actuellement au développement d’un système modulaire de vannes. Les corps comportent de nombreuses caractéristiques, ce qui accroît la complexité de l’usinage et justifie le recours à un usinage à cinq axes. « À l’avenir, nous souhaitons également fabriquer ces éléments de manière automatisée en un seul serrage. C’est pourquoi nous avons d’ores et déjà prévu, dans la planification de notre nouveau système de production, un troisième emplacement de machine pour un centre d’usinage à cinq axes. »  Dans ce contexte, Uwe Berger exprime un autre souhait : « Nous souhaitons disposer de palettes de machines uniformes au sein de notre système, tant pour les deux centres d’usinage à quatre axes que pour le futur centre d’usinage à cinq axes. » Cela ne pose aucun problème pour Starrag.  En effet, les machines compactes Heckert sont conçues d’origine pour des palettes de machines uniformes.

Un concept d’automatisation convaincant

Pour Alexander Epple, le concept d’automatisation élaboré par Guido Steinbrück et son équipe revêt une importance encore plus grande que les machines, qui ont pourtant fait leurs preuves. Le représentant de Starrag a ainsi laissé aux décideurs de SAMSON le choix entre plusieurs propositions qu’il avait élaborées en collaboration avec trois fabricants leaders de systèmes de palettes.  C’est le fournisseur suisse Erowa qui a remporté le marché avec son LoadMaster Compact 1400. Alexander Winter, Sales Manager chez Erowa, explique ce qui rend son système particulièrement adapté à cette application : « Le LoadMaster est un système d’automatisation modulaire haute performance. Grâce à sa construction robuste et à son long axe de déplacement linéaire, il est particulièrement adapté à l’alimentation de plusieurs machines, qu’il peut relier en ligne à l’aide de magasins et de postes d’équipement. »  Par rapport aux autres solutions, le Load-Master d’Erowa s’est avéré être le système global le plus compact. Alexander Epple souligne également une particularité technique de cette solution : « Nous devons pouvoir insérer les palettes dans les étagères des deux côtés et, si nécessaire, les faire pivoter. Pour cela, il existe une fonction de pivotement à 360° développée par Erowa, qui fonctionne à la perfection. »  Le système LoadMaster installé chez SAMSON offre 69 emplacements de palettes. Ceux-ci sont équipés de palettes pour machines de haute précision fabriquées par Starrag, l’un des domaines d’expertise clés de ce constructeur de machines. « À notre demande, celles-ci ont été dotées d’un gabarit de perçage nous permettant de monter nos dispositifs », explique Uwe Berger. « Ceux-ci restent en place en permanence sur la palette, de sorte que la mise en place des matières premières ne nécessite pratiquement plus aucun effort. »

Entrepôt à hauts rayonnages pour les matières premières et les pièces finies

À propos des matières premières : la proposition de Guido Steinbrück d’alimenter de manière automatisée les quatre stations de chargement Erowa en ébauches stockées sur des palettes Euro a rencontré un vif succès. Celles-ci sont mises à disposition par un système de stockage Gebhardt, qui stocke également les pièces finies et les conserve jusqu’à leur traitement ultérieur ou jusqu’à la finalisation du lot de production.

Un système de pilotage gère l’ensemble du processus de fabrication

Pour piloter les commandes et l’ensemble des processus, y compris la mise à disposition ultra-précise des matières premières, il est nécessaire de disposer d’un système de pilotage performant. « Au sein de l’entreprise, nous utilisons déjà le logiciel EMS de PROCAM dans d’autres domaines », explique Alexander Epple. « Nous avons donc également opté pour cette solution pour notre système de production flexible. La communication avec EMS n’a posé aucun problème pour les machines Starrag et le système de palettes Erowa. »

C’est ainsi qu’aujourd’hui, PROCAM EMS assure la gestion globale. Cela comprend notamment la planification optimisée des commandes et la détermination de l’ordre dans lequel elles seront traitées sur chaque machine. À cet égard, l’EMS prend également en compte des contraintes telles que la durée de vie restante des outils, afin que les machines puissent fonctionner de manière autonome le plus longtemps possible. De plus, l’EMS fournit aux machines les programmes CN correspondants. « Le grand défi de la numérisation consiste à garantir un échange de données efficace entre les différents systèmes », souligne Alexander Epple. « La communication entre le système de pilotage, le système ERP,  la gestion des outils, les systèmes CAM et CAQ ainsi que la CNC : pour un fonctionnement entièrement automatisé, tout doit fonctionner à 100 %. Il s’agit bien sûr de tâches qui relèvent en grande partie de notre domaine de responsabilité. Toutefois, Starrag et Erowa se sont également montrés très ouverts à cet égard. » Depuis le mois de mai, le système de fabrication flexible est opérationnel dans l’usine SAMSON d’Offenbach. Alexander Epple salue cette réalisation : « Le travail accompli par Starrag en tant qu’entrepreneur général pour le nouveau système de production flexible était tout simplement remarquable. Le calendrier, l’exécution et les coûts ont été parfaitement respectés. » Uwe Berger est convaincu que les objectifs fixés seront atteints : « Pour l’instant, nous n’utilisons l’installation qu’à environ 80 % de sa capacité. Cependant, nous constatons déjà que la part des coûts de changement d’outillage, qui représentait environ 15 à 20 % des coûts totaux pour nos petites séries, tend à présent vers zéro. De plus, cette automatisation va nous permettre de gagner environ 30 % de capacité supplémentaire par rapport à deux machines autonomes. »