Méthodes de construction légère en pleine accélération_

Le monde de l’automobile connaît une concurrence de plus en plus vive, et c’est à celui qui construira la voiture la plus légère. Moins le véhicule affiche de poids sur la balance, plus il répond aux exigences de gain d’efficacité énergétique. L’automobile de demain sera évaluée en fonction de sa consommation d’énergie et de ses émissions de CO2. Qu’il s’agisse de véhicules électriques, hybrides ou de moteurs traditionnels à combustion interne, la légèreté de construction est de mise ! Cependant, la rigidité requise de la carrosserie ne doit pas en pâtir. Dans ce contexte, les carrossiers modernes mènent de multiples essais en associant divers matériaux, et mélangent différents métaux comme par exemple l’acier et l’aluminium. En termes de processus montage, cela nécessite de revoir sa façon de penser. Les techniques d’assemblage habituelles comme le soudage par résistance sont difficilement réalisables en présence de ces différents matériaux et seront remplacées par d’autres procédés d’assemblage. Les éléments de fixation comme les rivets connaissent une véritable renaissance, pourvu qu’il soit possible d’accéder aux deux côtés du point de raccordement.

Dans le cas contraire, on aura recours à un autre procédé, et c’est là que le vissage par fluage constitue une solution au problème. Les vis FDS (flow drill screw) assurent un raccordement hautement résistant et assemblent en toute sécurité les plaques de différents matériaux. Sur les chaînes de fabrication robotisées, ces éléments d’assemblage modernes sont utilisés en association avec des systèmes de vissage automatisés. Un marché désormais alimenté par les tout nouveaux systèmes DEPRAG, fournisseur de renom en solutions de vissage.

Le nouveau système DEPRAG s’impose avant tout par sa grande adaptation dans les endroits les plus étroits. Jürgen Hierold, responsable des ventes, explique : « L’automate de vissage est conçu en premier lieu pour les espaces confinés. Grâce à un décalage latéral entre le moteur d’entraînement et l’axe de vissage, assuré par un mécanisme d’entraînement latéral avec un rapport de 1:1, la visseuse atteint même les postes de vissage éloignés d’au-moins 14 millimètres des arêtes gênantes ! » Le module de vissage est ici orientable dans toutes les directions et utilisable en toute flexibilité, quelles que soient les positions. L’entreprise DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. fait office de référence dans le domaine des automatismes. Les lignes de produits sophistiqués comme les visseuses éprouvées de la gamme MINIMAT®-EC et MICROMAT®-EC, les techniques de mesure et d’alimentation DEPRAG, ainsi que les postes de vissage et les installations de montage ont été testés des centaines de fois. Ces techniques bien établies constituent la base du nouveau système de vissage mis au point pour le fluotaraudage.

Comment fonctionne le fluotaraudage ? La pose des vis spéciales proposées par plusieurs grands fabricants est réalisée en six étapes. Une vis FDS est présentée sur une plaque d’aluminium ou d’acier non percée. Le processus de vissage commence alors. La vis, enfoncée sous haute pression et avec une vitesse de rotation élevée, produit une forte chaleur de friction et forme alors un « cratère », dans lequel, après pénétration et formation d’un  « entonnoir débouchant », une pression d’application réduite permettra de former le filetage multiple. Un filetage se forme, pouvant ultérieurement, en cas de réparation, accueillir une vis « normale ». Une fois cet orifice réalisé par fluage, la vitesse est réduite, le préserrage est appliqué à la vis jusqu’à ce que la tête vienne en appui, puis vient le serrage final des éléments de raccordement selon le couple et le l’angle de rotation préalablement définis. L’ensemble du processus dure généralement moins de 2 secondes. Aucun autre élément de sécurité tel qu’un écrou ou un boulon n’est nécessaire, puisqu’au montage l’alésage et le filetage de la vis s’épousent parfaitement. La vis « entre ». Plus aucun perçage ou découpage préliminaire de la pièce n’est requis.

En carrosserie automobile, le fluotaraudage est devenu une technique bien établie, et les automates de vissage robotisés usinent les pièces les unes après les autres. Sur les véhicules les plus gros et selon le type de construction, plusieurs centaines de vis sont posées. Sur les lignes de montage robotisées les plus étendues, le trajet entre l’appareil d’approvisionnement en vis et la visseuse empêche souvent les cadences d’être rapides. Et le responsable des ventes Jürgen Hierold de mentionner un autre avantage de la dernière innovation DEPRAG : « Le système de vissage compte toujours deux vis de fluotaraudage en attende. Tandis que la première vis est enfoncée, la suivante est immédiatement amenée et placée en attente. Cela réduit le temps de réapprovisionnement du système et participe à l’optimisation des cadences. » L’élément d’assemblage à visser est tenu en place par un dispositif de serrage et de positionnement à ouverture pneumatique. Un capteur vérifie la « présence » afin d’assurer l’adhérence entre l’outil d’alimentation et la vis. Dès que la vis est passée à travers la plaque, le dispositif de serrage s’ouvre. Le système de vissage DEPRAG peut ainsi pivoter librement et être utilisé de manière optimale dans toutes les positions.

Le nouveau système de vissage DEPRAG s’adapte aux vis pour fluage de tous les fournisseurs répertoriés. Pour ce qui concerne le moteur d’entraînement de la broche de vissage, les constructeurs ont opté pour un moteur éprouvé EC de la série MINIMAT® et MICROMAT® tournant à 6 000 tr/mn. et développant un couple de vissage de 15 Nm. L’alimentation assurant l’adhérence entre les éléments d’assemblage et l’outil de vissage est assurée par un vérin pneumatique piloté par une vanne proportionnelle. La pression d’application du processus de vissage (2 500 N. max.) est elle aussi régulée par un vérin pneumatique équipé d’une vanne proportionnelle. Le décalage latéral du bloc-moteur EC avec un rapport de 1:1 permet d’utiliser la forme élancée de la visseuse, qui peut ainsi être aussi bien utilisée pour les vissages dans les endroits les plus étroits. Le couple de vissage utilisé est contrôlé par un capteur de couple DMS intégré dans  la broche moteur.

Un système de mesure de l’avance surveille la progression du processus suivi par le procédé d’assemblage. La technologie de capteurs placée à la fois dans le bec et sur le trajet des visseuses des automates DEPRAG compare, au démarrage et à l’arrivée sur la pièce, la position réelle par rapport à une valeur de référence. Si la géométrie de la pièce ne correspond pas à la valeur prescrite, par exemple parce que la pièce fléchit, le processus de vissage et les paramètres de serrage choisis pour cela sont automatiquement adaptés à chaque environnement de vissage. Vient ensuite le démarrage du processus de vissage. Lors de la phase finale, l’état du processus d’assemblage est enfin déterminé. Les paramètres associés à un vissage, le régime, la pression d’application, le couple et l’angle de vissage sont évalués individuellement, comparés avec les valeurs prédéfinies et, s’ils respectent les tolérances données, ils sont validés par un message (i.O.-Meldung).

Dans le cas du fluotaraudage, le paramétrage des différentes étapes du processus s’avère particulièrement épineux. Tandis que lors des phases d’échauffement et de fluage une pression d’application maximale et un régime élevé sont utilisés, le régime et la force d’application nécessaires pour la réalisation du filetage doivent être réduits. Au moment des étapes de serrage préalable et final du processus vissage, le régime et la pression d’application doivent encore diminuer. Le logiciel de la commande de déroulement AST32 utilisé pour piloter ces étapes délicates s’appuie sur les nombreuses normes éprouvées de la servo-visseuse EC de DEPRAG. Jürgen Hierold, responsable des ventes, souligne : « Ce logiciel est connu et établi. Les utilisateurs le trouvent particulièrement convivial et il permet ainsi de paramétrer facilement le processus complexe de fluotaraudage. » Le spécialiste des automates propose en outre sa commande d’installation DPU (DEPRAG PROCESS UNIT) de grande qualité avec un logiciel très convivial et des installations d’approvisionnement en vis adaptées.

DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO., dont le siège se situe à Amberg, en Bavière, compte 600 employés dans plus de 50 pays. Prestataire de services globaux, l’entreprise s’est fait un nom dans le monde des automatismes. Dès qu’il s’agit de fabrication automatisée, ses grandes compétences dans les domaines du servo-vissage de qualité et des visseuses EC, des techniques de mesure perfectionnées, des dispositifs d’approvisionnement de première qualité, des moteurs et des outils pneumatiques font d’elle un interlocuteur très demandé.

Contact presse: Dagmar Dübbelde, DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. Kurfürstenring 12-18, D-92224 Amb

d.duebbelde@deprag.de

www.deprag.com

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