Augmenter la production de carters

May 20, 2023

Le succès dans la fabrication de moteurs en grande série nécessite un usinage de précision, une fiabilité, une ingénierie intelligente et, par-dessus tout, une automatisation maximale.

Shannon Walter, ingénieur en processus de fabrication, et l'équipe de Kawasaki Motors Manufacturing Corp., USA (KMM) de Maryville, Missouri, où des centaines de milliers de carters de tondeuses à gazon/tracteurs sont produits chaque année, seront les premiers à en témoigner. . Les résultats de l'automatisation de l'usinage de précision contribuent puissamment à l'un des principaux objectifs de Kawasaki : la qualité.

Dans un marché de consommation encombré de marques populaires, la qualité n’est en aucun cas un facteur négligeable. « Chaque année, nos clients veulent davantage de nos moteurs parce que notre qualité est hautement respectée sur le marché », a déclaré Walter. Et bien plus encore, c'est ce qu'ils obtiennent. « En 2022, nous sommes à nouveau sur la bonne voie pour battre nos records de production d’une année sur l’autre », a-t-il ajouté. Cette croissance a également conduit Kawasaki à ouvrir une deuxième usine, à 200 milles de là, à Boonville, dans le Missouri.

Créée en 1989 et seule entreprise dédiée à la fabrication de moteurs Kawasaki aux États-Unis, l'entreprise compte quelque 1 000 employés, plus de 900 000 pieds carrés [83 613 m²] d'espace de fabrication et un nombre impressionnant de 470 machines CNC, allant des VMC. et des HMC aux tours et aux rondelles, avec une liste who's who des plus grandes marques.

Un autre point fort de l'usine Kawasaki de Maryville est l'intégration verticale, avec 95 pour cent de ses produits (à commencer par le moulage sous pression des carters) étant entièrement fabriqués et assemblés au sein de l'usine. Cela garantit le contrôle de la fabrication de toutes les pièces du moteur (carters, culasses, arbres, couvercles et volants) du début à la fin.

Même les opérations de fabrication les plus efficaces ne sont pas à l’abri des défis que peuvent présenter l’augmentation de la demande, la pénurie de main-d’œuvre et la réduction des délais de livraison des clients. C'était le cas de KMM, malgré son mode de fonctionnement en trois équipes sur sept jours. L'externalisation de la fabrication de près de 200 000 carters par an était nécessaire pour répondre à la demande avant de développer une nouvelle solution d'usinage. Dans le but de réduire les coûts, de conserver les normes de qualité et d'éliminer les temps d'arrêt, KMM a recherché un moyen plus robuste de résoudre ce problème.

«Nous nous sommes fixés pour objectif, notre vision numéro un, d'éliminer le temps et les erreurs des opérateurs et de contrôler pleinement notre qualité», a déclaré Walter. « Nous avons formé un comité de six personnes pour évaluer les options. Il ne fait aucun doute que le comité a décidé que tous les chemins mèneraient à une automatisation complète.

Selon Walter, les robots figuraient initialement en bonne place sur la liste du comité, principalement en raison des lignes d'usinage CNC (semi-automatisées) existantes de KMM, composées de huit machines (HMC multi-palettes, VMC) dans lesquelles deux cellules étaient dédiées à un employé chacune. un quart de travail complet qui devait charger manuellement des carters en aluminium pesant de 19 à 28 lb [8,6 à 12,7 kg].

« Nous avons analysé la situation et les problèmes qu'elle a créés, y compris les problèmes de qualité et les temps d'arrêt causés par des pièces égarées, qui peuvent facilement survenir sans une automatisation complète », a expliqué Walter. « Nous avons déterminé que pour atteindre notre objectif, nous avions besoin d'une solution entièrement automatisée pour éliminer les temps d'arrêt et usiner les moteurs avec une précision au moins aussi rapide que nos lignes semi-automatisées existantes.

Compte tenu de l'objectif de terminer chaque moteur, nécessitant de nombreux trous, cylindres et caractéristiques qui doivent être alésés, percés, taraudés et fraisés en quelques minutes, KMM savait qu'il lui fallait une technique dynamique. À cette fin, elle s'est tournée vers Grob Systems Inc., fabricant de centres d'usinage CNC avancés offrant des possibilités d'automatisation complètes.

Après que KMM ait émis ses exigences exigeantes, Grob a évalué la meilleure façon de réduire le temps de cycle, tout en garantissant la qualité et en éliminant les temps d'arrêt. L'équipe Grob a mené une analyse approfondie et a déterminé qu'au lieu d'avoir deux cellules composées de huit machines par ligne avec une seule personne chargeant manuellement les pièces, ce qui posait de nombreux problèmes, une meilleure solution serait une ligne de quatre machines dans deux cellules avec une portique aérien personnalisé qui chargerait et alimenterait automatiquement toute la ligne et chaque machine. Le résultat a même amélioré les exigences de temps de cycle de KMM.