EMAG développe une ligne de production pour la fabrication des arbres rotor

28/06/2021 - Markus Isgro

EMAG développe une ligne de production pour la fabrication des arbres rotor

Selon une nouvelle étude de Deloitte, les systèmes de propulsion alternatifs pourraient, à partir de 2032, dépasser en nombre les moteurs thermiques sur le marché des voitures particulières. Il est facile d'imaginer les conséquences de cette évolution pour l'industrie automobile : La part de valeur ajoutée des composants de moteurs à combustion diminue alors que celle des composants d'entraînement "électriques" augmente d'autant, ce qui concerne notamment de nombreuses pièces à symétrie de révolution pour lesquelles des spécialistes de la construction mécanique tels que EMAG travaillent actuellement à des solutions de production sur mesure. Une solution complète entièrement automatisée et efficace de production d'arbres de rotor et de tournage de haute précision de paquets de tôles de rotors a récemment été mise au point pour un groupe d'équipementier. Le client est en mesure d'assurer une large gamme d'opération d'usinage avec des installations flexibles. Les décideurs sont parfaitement satisfaits de la qualité et de la reproductibilité des composants.


Le nombre croissant de moteurs électriques est un défi pour planifier la production : dans de nombreux domaines d’application, ils doivent mettre en place de nouvelles solutions pour fabriquer plus rapidement et plus efficacement des composants tels que les arbres d’entraînement des moteurs électriques. Et ce, avec des systèmes de production globaux. Un nouvel exemple impressionnant de type de solution peut être observé chez un équipementier allemand spécialisé dans la fabrication de composants pour l'e-mobilité : il bénéficie depuis la fin de l'année dernière d'une solution innovante développée par EMAG. Comment cette coopération a-t-elle vu le jour ? « Nos partenaires étaient à la recherche d'un système très souple comprenant des solutions ingénieuses d'automatisation avec lesquelles nous pourrions couvrir un large éventail d'opérations d'usinage concernant l'arbre rotor. Confronté à ce genre de questions, le client nous fait déjà confiance depuis de nombreuses années, car nous proposons des solutions clés en main provenant d'un seul et unique fournisseur, sachant que le groupe EMAG maîtrise presque toutes les technologies d'usinage », explique Andreas Bucher, Key Account Manager chez EMAG.

La coopération est intervenue très en amont : le client collabore avec EMAG, en amont, à l'élaboration des dessins de conception du composant afin de faciliter l'ingénierie mécanique ultérieure et de rendre le processus de production aussi simple et fiable que possible. Le développement de l'ensemble de la ligne s'est déroulé en étroite concertation, confirme Michael Ihring d'EMAG Systems : « La démarche d'EMAG est d'assurer au client une relation stable avec un interlocuteur unique ». Un référent expérimenté étudie avec le client les exigences auxquelles la solution de production complète doit répondre, en ce qui concerne par exemple les machines de fournisseurs tiers. Il s'agit donc d'envisager la solution de production dans son ensemble et d'en définir les spécifications. Les bénéfices sont évidents : la réduction significative des coordinations d'interfaces raccourcit les délais de livraison et permet d'élaborer une solution globale plus économique et plus efficace. »

Objectif atteint en douze opérations

Le résultat final est une impressionnante séquence de douze opérations principales et de plusieurs opérations secondaires autour de l'arbre rotor. L’automatisation et l’enchaînement des différentes machines et stations sont réalisés au moyen de robots, de systèmes portiques et du TrackMotion d’EMAG.

Les étapes du process :

  • Lorsque l’opérateur a amené les pièces brutes sur les convoyeurs tampons, le pré-tournage commence sur deux VTC 200 d’EMAG : une solution parfaite pour l’usinage d’arbres à 4 axes avec des temps principaux réduits (OP 10/20). S’ensuivent les opérations de soufflage et de mesure. La machine de mesure transmet les informations aux tours qui procèdent automatiquement aux éventuelles corrections.
  • À l'issue du process de filetage intérieur (OP 30, déformation), les sièges de paliers de l'arbre rotor sont chauffés et soumis à une trempe par induction, OP 40, sur une MIND L 1000 d'EMAG Eldec.
  • Les opérations suivantes sont également intéressantes puisqu’elles sont réalisées sur deux VTC 200 MA (OP 50, tournage intérieur) ou deux VTC 200 (OP 60, usinage par perçage) d’EMAG. Ces deux opérations se déroulent d’ailleurs en parallèle sur deux machines afin d'augmenter la capacité de production. L’arbre rotor est ensuite soumis à un nouveau soufflage, mesuré, puis les pièces bonnes sont gravées via un DMC.
  • L’OP 70 assure deux opérations de montage pour emmancher une douille et un couvercle.
  • Un tournage final (OP80) sur la VTC 200 parfait la collerette et les sièges de l’arbre rotor. Le soufflage, la mesure et le rangement des pièces terminent la ligne.

« Nous somme confortés dans nos planifications », résume Michael Ihring. « La qualité des composants résulte de l’excellente stabilité des processus. Parallèlement, le client bénéficie d'une solution cellulaire flexible susceptible d'être étendue à tout moment si les besoins en capacité augmentent. Cette souplesse se manifeste dans chaque détail, jusqu'à l'automatisation. En outre, diverses stratégies intelligentes de changement d'outils permettent de limiter les temps d'arrêt. »

Le pelage, garant d’une finition parfaite du pack de tôle

Mais l'ambitieux "e-projet" d'EMAG pour ce client n’en reste pas là, puisque les constructeurs de machines ont également conçu une solution de tournage de haute précision pour les paquets de tôles de rotor, avec la VTC 200. Elle fait appel au procédé de pelage : l'outil effectue un mouvement de roulement sur la pièce – un tranchant CBN positionné en biais se déplace sur la pièce en rotation. Le point d’engagement se déplace en continu le long du tranchant. L’opération est environ cinq à six fois plus rapide qu'un tournage dur traditionnel et jusqu’à trois fois plus rapide qu'une rectification. Et le résultat est pourtant d'une qualité exceptionnelle, sans sillon. En d’autres mots : il est désormais possible d'usiner par pelage des surfaces qui exigeaient auparavant une rectification. Il s’agit là de la solution idéale pour le pack de tôles entourant le rotor.

Visionnez le processus dans cette vidéo :  https://youtu.be/jLKLr6zY5pw

Un savoir-faire à intégrer au marché croissant de la mobilité électrique

« Au total, le client bénéficie de systèmes parfaitement ajustés, gages d'un haut niveau de stabilité et de fiabilité des processus, tant lors de l'usinage de l'arbre du rotor que lors du tournage du pack de tôles. Et nous allons valoriser ces formidables atouts sur le marché en pleine croissance de l'e-mobilité, dans les années à venir », s’enthousiasme Andreas Bucher. « Les demandes émanant des constructeurs de moteurs électriques augmentent considérablement. Et notre technologie est déjà utilisée dans de très nombreux domaines d'application. » 

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Markus Isgro

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Système de fabrication d'arbres de rotor pour moteurs électriques

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