Comment s'organisent les lignes de production flexibles ?

La configuration générale d'une ligne de production flexible décrit la manière dont ses machines-outils, ses équipements auxiliaires et ses dispositifs de transfert des pièces sont disposés et reliés entre eux.

L'agencement dépend du type de production, de la structure des pièces, de la méthode de transfert, des conditions de l'usine, de la séquence des opérations et du programme de production. Les différences de géométrie, de dimensions et de rigidité des pièces nécessitent des méthodes de transfert différentes, et c'est la méthode de transfert qui détermine en grande partie la configuration finale de la ligne.

1. Transfert direct

Les équipements à transfert direct déplacent chaque pièce séquentiellement d'un poste à l'autre, en utilisant l'une des faces de la pièce comme repère de transfert. Les configurations peuvent être de type « flux continu » ou « transfert latéral ». Les configurations de type « flux continu » comprennent les formes droites, coudées, à branches parallèles et en boucle rectangulaire.

1. Écoulement direct. Le convoyeur traverse toute la ligne. Deux dispositifs d'indexation le divisent en trois sections ; les pièces entrent par une extrémité et sortent par l'autre. Le transfert est simple et l'espace de production est utilisé de manière efficace.

2. Écoulement oblique. Lorsqu'une ligne comporte de nombreuses stations ou qu'elle est trop longue pour être disposée en ligne droite dans l'atelier, elle peut effectuer un ou plusieurs virages. À partir de deux virages, la pièce peut pivoter naturellement de 90°, ce qui permet de se passer de dispositifs d'indexation horizontaux distincts.
3. Branches parallèles. Lorsqu'une opération prend beaucoup plus de temps que les autres, il est possible d'installer plusieurs machines identiques en parallèle afin d'équilibrer le rythme de production.
4. Boucle rectangulaire. Ce modèle convient aux lignes utilisant des dispositifs mobiles. Ces dispositifs circulent naturellement, ce qui évite d'avoir à mettre en place un système de retour distinct.
5. Transfert latéral ou sans circulation traversante. Le convoyeur principal longe les machines. Une unité de transfert achemine chaque pièce du convoyeur vers la machine ou le dispositif de fixation, puis la ramène une fois l'usinage terminé. Ce système permet l'usinage sur plusieurs faces et garantit des relations précises entre les surfaces, mais nécessite un mécanisme de transfert transversal et davantage d'espace au sol.

2. Déplacement des installations fixes

La pièce est montée sur un porte-pièce mobile qui se déplace à travers toutes les stations. Les porte-pièces peuvent revenir à l'horizontale, directement au-dessus ou en dessous de la ligne, ou encore le long d'une trajectoire inclinée vers le haut ou vers le bas. Un porte-pièce mobile peut transporter une pièce tout au long de la ligne de manière à ce que deux faces latérales et la face supérieure soient usinées en un seul circuit.

1. Retour horizontal. Les convoyeurs principal et de retour forment une boucle fermée dans un même plan horizontal. Les supports circulent en continu, mais cette configuration occupe une surface au sol considérable.

2. Rendement direct des frais généraux. Le dispositif remonte à l'extrémité de la ligne, se déplace le long d'un rail à rouleaux suspendu au-dessus du convoyeur principal, puis redescend au point de départ. Cela permet de gagner de l'espace au sol, et un rail incliné peut tirer parti de la gravité pour faciliter le retour. Cette solution n'est généralement pas adaptée lorsque des machines verticales obligeraient à placer le rail à une hauteur trop élevée pour permettre un entretien aisé.

Retour direct par le plancher. Le dispositif de fixation revient par le dessous des socles de la machine, sous le convoyeur principal. Cela permet de gagner de la place, de laisser la ligne accessible pour les réglages et la maintenance, et convient particulièrement aux petits dispositifs de fixation et aux pièces à usiner lorsque l'espace disponible dans l'atelier est limité.

3. Retour incliné vers le haut ou vers le bas. Cette configuration est utilisée lorsque la surface au sol, l'évacuation des copeaux ou la présence de machines verticales empêchent un retour horizontal, en hauteur ou sous le plancher. Pour un retour supérieur incliné, un entraînement par chaîne soulève le dispositif de fixation jusqu’à un rail aérien situé derrière des machines verticales ou inclinées ; cette solution convient aux pièces et dispositifs de fixation de grande taille. Pour un retour inférieur incliné, le passage est placé derrière des machines horizontales et convient aux pièces et dispositifs de fixation de plus petite taille.

3. Transfert aérien

Le transfert aérien convient aux pièces de type arbre et aux pièces complexes ne disposant pas d'un repère de transfert adapté. Un portique situé au-dessus des machines supporte des robots de manutention espacés de manière régulière. Les robots transfèrent les pièces d'une machine à l'autre et effectuent les opérations de chargement et de déchargement. Cette structure est simple et fonctionne bien sur des lignes dont le temps de cycle est relativement long, mais elle est limitée aux pièces de petite taille et de forme complexe.