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Flexibilité de fabrication pour une productivité accrue

Le constructeur de pompes et de compresseurs CVS a investi dans un système de fabrication fl exible avec deux centres d’usinage horizontaux HEC 630 Athletic de Heckert et un système de palettes Schuler. Le succès se refl ète dans la réduction considérable des temps de préparation et de traitement lors de l’usinage de composants en lots de petite taille. Par ailleurs, les composants sont de meilleure qualité.

« Enfin, nous investissons dans l’avenir … »

L’entreprise CVS Engineering GmbH développe, fabrique et commercialise des pompes à vide pour les véhicules de vidange par aspiration, notamment utilisés pour le nettoyage des canalisations. La gamme de produits comprend également des compresseurs pour camions-silos, avec lesquels certaines substances (granulés en matière plastique ou granulats) sont évacuées. Les secteurs d’activité de l’entreprise située à Rheinfelden (Baden) englobent également des compresseurs pour camions-citernes ainsi que des systèmes d’air comprimé pour les tramways, les rames de métro et les trains de banlieue.

Depuis son lancement en 2006, alors que CVS démarrait avec 30 collaborateurs, la société s’est développée avec beaucoup de succès, d’après les déclarations d’Uwe Schröter, gestionnaire et directeur de production : « Aujourd’hui, nous sommes 57 collaborateurs et nous générons un chiffre d’affaires annuel de 14 millions d’euros environ. Nous devons cette réussite essentiellement à nos collaborateurs, qui ont été en mesure d’apporter une longue expérience en matière de compresseurs et de pompes à vide, lorsque l’entreprise a été créée. »

Ainsi, CVS a conquis en quelques années environ 70 pour cent du marché allemand de pompes à vide pour les camions de vidange. L’entreprise est donc le leader incontesté du marché. En tant que fournisseur de compresseurs à vis fonctionnant à sec pour les camions-silos, l’entreprise occupe désormais la deuxième place en Allemagne. Les fabricants de pompes et de compresseurs de Rheinfelden sont aussi fortement représentés sur la scène internationale.

Les débuts se sont avérés difficiles malgré tout le personnel expérimenté. Il a fallu optimiser le capital disponible. Pour la production, cela signifiait initialement d’avoir recours à des machines éprouvées d’occasion. Le directeur de production, M. Schröter, explique : « Nous fabriquons nous-mêmes les principaux composants de pompes et de compresseurs. Pour cela, nous avons besoin de centres d’usinage très performants, mais aussi de machines pour l’usinage de petites pièces et les usinages spéciaux, notamment le rodage. Grâce à nos machines, nous avons réussi à produire un niveau de qualité élevé tout en étant en mesure de répondre également aux demandes spécifiques des clients. » Cela nécessite une grande fl exibilité, en particulier lorsque l’on considère les délais de livraison. Selon Uwe Schröter, les délais de commande souhaités par les clients se situent entre un jour et quatre semaines pour les camions de vidange. Pour les camions-silos, cette durée n’est que de deux semaines au maximum. Ensuite, les compresseurs commandés (généralement cinq à dix) doivent être entièrement prêts pour la livraison.

Système de fabrication flexible pour une productivité accrue

Au cours des dernières années, les conditions économiques se sont aggravées. Par ailleurs, les nouveaux développements de produits chez CVS exigeaient une fabrication modernisée, capable d’agir d’une façon encore plus rapide et plus souple. Une équipe de collaborateurs dirigée par Andreas Marterer, qui est en premier lieu responsable de la préparation des travaux, a entrepris au début de 2011 la tâche de redéfinir et de reprogrammer selon des critères modernes l’ensemble du processus de fabrication et de montage, y compris l’investissement dans des machines et du matériel d’automatisation innovants.

L’élément essentiel de la nouvelle production fl exible devait être deux centres d’usinage raccordés par un système de palettes linéaire. Au salon EMO 2011, les responsables de CVS ont consulté plusieurs constructeurs de machines-outils et se sont informés en détail sur les possibilités d’usinage pertinentes. Le directeur de production Schröter était surpris par le résultat : « La plupart des constructeurs, en particulier les fournisseurs d’Extrême-Orient, s’étaient concentrés à l’époque sur l’usinage rapide et léger, tel qu’il est requis surtout dans l’industrie automobile. Pour une entreprise de taille moyenne comme la nôtre, qui pratique un usinage lourd, l’offre était plutôt faible. Nous avons donc sélectionné seulement deux fournisseurs. »

Andreas Marterer précise les tâches d’usinage nécessaires : « Nous usinons des carters de compresseur, des corps de vanne et des carters de transmission, les couvercles correspondants ainsi que des brides, réservoirs d’huile et autres – généralement dans des lots inférieurs à 30 pièces. Les pièces sont à 75 pour cent en fonte grise et à 20 pour cent en aluminium. Le reste est composé de matériaux divers. » Les centres d’usinage doivent offrir des performances élevées surtout pour l’usinage de la fonte. « L’alésage des corps de pompe est un usinage essentiel dans notre entreprise. Nous utilisons ce type d’usinage pour tous les paliers et les perçages de carter, de 30 mm à 520 mm de diamètre. Par conséquent, nous avons besoin d’une broche solide, qui doit fournir au minimum un couple de 900 Nm. » Une autre condition essentielle était un magasin à outils comprenant plus de 200 emplacements et un changeur capable de supporter les outils de grande taille pesant jusqu’à 30 kg et mesurant plus de 450 mm.

Construction de machine rigide et espace de travail généreux

CVS a décidé d’investir dans deux centres d’usinage horizontaux de construction identique : HEC 630 Athletic de Heckert. « La taille de palettes de la série 630 correspond à nos machines précédentes. Il est vrai que c’est un peu juste, mais l’espace disponible dans les ateliers de production ne permet pas d’accueillir de grandes machines. » La zone de travail confortable de la Heckert HEC 630 Athletic était d’autant plus déterminante qu’elle permet un cercle de collision de la pièce d’un diamètre de 1 550 mm. La hauteur maximale de la pièce est de 1 250 mm. « Même pour nos pièces de grand volume, nous disposons d’un espace suffisant pour les déplacements et la rotation de la table. Il reste encore un peu de place pour les produits volumineux, ce qui répond à la tendance générale concernant les pompes », ajoute Uwe Schröter.

Par ailleurs, le banc en fonte et la construction thermosymétrique de la machine caractérisée par une grande rigidité ont rapporté des points positifs supplémentaires pour la Heckert-BAZ horizontale. Ces facteurs sont une condition préalable à des performances d’usinage progressives de haute précision. Les guidages sur rails profilés dans tous les axes linéaires, les chariots de guidage précontraints et les vis à billes avec contre-palier veillent à ce que la précision soit maintenue durablement. Les revêtements rigides de l’espace de travail et les larges transporteurs de copeaux disposés au centre contribuent à l’évacuation sûre et rapide de grandes quantités de copeaux et de la chaleur qui l’accompagne.

Le système modulaire permet la configuration optimale de la machine

Temps de préparation réduit de 50 %

Étant donné que les centres HEC sont modulaires, CVS était en mesure de choisir une solution parfaite concernant la broche et le magasin à outils. « Nous avons opté pour la puissante broche de transmission 78 kW, explique Andreas Marterer. « Elle délivre un couple maximal de 1 500 Nm à 25 % ED et couvre une vitesse de rotation de 20 à 7 500 tr/ min. Nous disposons ainsi d’une marge de manoeuvre pour des usinages plus intensifs. »

Un point important du cahier des charges concernait les outils et leur manipulation : Pour obtenir une grande fl exibilité et gagner sur le temps de préparation, tous les outils nécessaires doivent si possible être logés dans le magasin, même lorsqu’ils sont particulièrement grands et lourds. Nous avons donc opté pour un magasin-tour à 240 emplacements. Il peut recevoir à lui seul des outils d’une longueur de 800 mm, avec un diamètre maximal de 340 mm (jusqu’à 520 mm pour les outils de type pont) et un poids unitaire de 50 kg. De même, ces outils ne représentent aucun problème pour le changeur. Le magasin permet de changer les outils facilement pendant que la machine fonctionne et il est particulièrement peu encombrant en raison de sa construction haute et élancée. « Alors que la machine-outil proposée alternativement par un autre fournisseur aurait nécessité quelques modifications spéciales concernant la manipulation des outils, la version standard de la HEC 630 Athletic répond à notre attente », se réjouit M. Marterer, le chef d’équipe.

Outre les deux machines Heckert HEC 630 Athletic, un élément important du nouveau concept de production est le système de palettes LoadMaster Compact 1400 de Schuler comprenant deux postes d’équipement et 33 positions de rayonnage réparties sur trois étages. Uwe Schröter déclare concernant cet investissement : « enfin, nous investissons dans l’avenir et cela implique une production fl exible avec une certaine automatisation ». « Le système Schuler nous a procuré une meilleure utilisation de l’espace disponible et un aménagement fl exible des postes de préparation, qui sont chargés par grue. »

Conclusion : Un gain de temps et une amélioration de la qualité

Temps d‘usinage réduit de 10 %

La conversion s’est faite en 2014 en cours de production. En d’autres termes, nous avons d’abord remplacé une machine et mis en service le système de palettes. Au bout de six mois, la deuxième machine a suivi. Andreas Marterer se félicite : « La planification et toute la collaboration avec Heckert et Schuler ont parfaitement fonctionné. » Jusqu’à présent, les expériences vécues avec l’installation se sont révélées en tous points positives, comme le confirme M. Schröter, directeur de production. « Actuellement, nous faisons travailler deux équipes d’opérateurs. Nous introduirons une troisième équipe sans opérateur selon les besoins. Mais tout d’abord, il faut encore optimiser les processus en aval jusqu’au montage. » En ce qui concerne l’usinage, les objectifs sont atteints. Les temps de préparation ont reculé de 50 pour cent et les temps d’usinage sur la HEC 630 Athletic sont d’environ 10 pour cent inférieurs. M. Marterer, préparateur des travaux, estime particulièrement réjouissant le fait de pouvoir reprendre en grande partie les outils et les programmes existants (1:1).

En plus du gain de temps, une amélioration de la qualité d’usinage est apparue avec la nouvelle installation de production. La HEC 630 Athletic permet notamment à CVS de réaliser facilement les tolérances de position de 0,04 mm requises pour les compresseurs à vis. Les tolérances de perçage sont également respectées dans la plage IT6, tout comme la profondeur de rugosité requise de Rz = 6 μm. Uwe Schröter explique : « Nous soumettons nos composants à un contrôle de qualité régulier. Par exemple, nous mesurons les dimensions critiques d’un compresseur à vis sur cinq. Nous avons ainsi remarqué une nette tendance à l’amélioration par rapport à notre production antérieure. »

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