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La production des modules de capteur pour les moteurs diesel nécessite des solutions d’automatisation hautement sophistiquées, capables de manipuler des composants ultraminiaturisés. Au sein de son usine de Bamberg en Allemagne, Bosch met tout en œuvre pour relever ce défi à l’aide de robots haute précision et d’une stratégie d’entretien intelligente.
Chez Bosch Bamberg, les processus de montage sophistiqués pour les composants miniaturisés jouent un rôle primordial dans le cadre de la production d’injecteurs Common Rail, de buses et de capteurs, formant les systèmes d’injection des moteurs diesel. Les principaux processus de fabrication comprennent également le montage des modules de capteur, qui est extrêmement exigeant en termes de robotisation et fait appel à une stratégie d’entretien innovante.
En premier coup d’œil sur le plateau rotatif, où se déroule le montage et l’assurance qualité, la complexité de cette cellule est une évidence. Cinq robots Stäubli et 18 systèmes d’inspection visuelle sont installés au sein d’un espace très confiné, dont trois sur les axes NC, assurant la mobilité des caméras.
Les composants pertinents sont chargés dans les nests de montage de la table rotative, par des robots Stäubli TX2 6 axes haute précision et haute vitesse. Les pièces sont transportées jusqu’à la cellule par des systèmes d’alimentation automatiques. Les caméras communiquent les positions de prise exactes aux robots. Le placement précis des minuscules composants dans les nests du plateau tournant est également surveillé par caméra. En d’autres termes, même à l’étape initiale d’alimentation du plateau tournant, chaque mouvement est minutieusement contrôlé et documenté pour garantir un montage zéro défaut.
Bien que chaque étape de montage soit extrêmement exigeante en terme d’automatisation, la dernière station du plateau tournant nécessite, quant à elle, une solution très spéciale. À cette étape, le boîtier d’un diamètre de moins de 10 millimètres doit être abaissé sur l’unité de capteur complètement assemblée et y être fixé. Des broches de contacts fines de 0,6 mm doivent alors être guidées à travers les ouvertures du boîtier. Le niveau de précision requis du robot dans le cadre de ce processus est inférieur à 10 µm.
La tâche de montage décrite ici rendrait d’ordinaire incompatible l’utilisation de robots dans la cellule. En effet, il n’est pas donné à tous les robots de production en série d’atteindre une précision inférieure à 10 µm, même le TX2-40 haute précision qui, d’après Stäubli, offre une répétabilité de ± 20 µm ne fait pas exception. Cependant, la technologie d’entraînement de pointe JCS du robot TX2 de Stäubli permet d’atteindre une telle valeur optimale grâce à un réglage spécifique.
Concept de maintenance sur mesure
La précision exceptionnelle implique également l’inadéquation des routines de maintenance classiques. Avec un simple entretien annuel ou lors des interventions non programmées, le niveau de précision serait éphémère. Il faudrait alors complètement recalibrer le robot, une étape réalisable uniquement par un système de mesure spéciale propriétaire de Bosch en interne.
Afin de pouvoir répondre rapidement au besoin d’entretien, Stäubli et Bosch ont collaboré au développement d’un concept de maintenance sur mesure. Bosch garde à sa disposition un robot de conception identique, qui est dans un premier temps entretenu chez Stäubli. Ensuite, les mécanismes sont ajustés minutieusement et mesurés à l’aide de technologies laser. Le robot est alors optimisé en termes de précision par Bosch. Il est ainsi prêt à l’emploi à tout moment.
Après un intervalle de maintenance défini méticuleusement, les deux robots sont échangés. Cela crée un prérequis pour une production de qualité fiable sans interruption.
La station de montage des capteurs présente d’autres caractéristiques, telles qu’une conception extrêmement compacte et la conformité aux normes ESD de tous les composants, y compris les robots. Après tout, les composants électroniques assemblés ici opèrent à de basses tensions et intensités, leur conférant une sensibilité correspondante.
Le recours aux robots Stäubli au sein de l’usine Bosch de Bamberg n’est en aucun cas l’exception. Les robots de Stäubli sont systématiquement l’option privilégiée ici. Et ils ont su faire leurs preuves une fois de plus dans ce système extraordinaire, en démontrant des performances allant bien au-delà de nos attentes envers les robots haute précision. Avec ce système de montage, Bosch et Stäubli ont innové et illustré la capacité d’un partenariat à repousser les limites du techniquement possible. Grâce à cette entreprise collaborative, le système fonctionne de manière stable et hautement productive, avec un taux d’erreur extrêmement bas, malgré le niveau élevé d’exigence en termes de précision.
