Gelenk-Manipulator mit Greifvorrichtung für Motormontage
Gelenk-Manipulator mit Greifvorrichtung für Motormontage
CATÉGORIE 06 / AUTOMOBILE
GÉNIE MÉCANIQUE ASSEMBLAGE ET MANUTENTION DES MOTEURS ET DES BOÎTES DE VITESSES
Dans l'assemblage des véhicules et des véhicules mécaniques, les moteurs et les transmissions sont les composants individuels les plus lourds. Un moteur à combustion interne moderne pèse entre 80 et 250 kg, un moteur de camion entre 400 et 800 kg, une transmission de voiture particulière entre 40 et 100 kg, et une transmission de camion jusqu'à 250 kg. Lors de l'assemblage du groupe motopropulseur, le moteur et la transmission sont assemblés. Le poids total d'un groupe motopropulseur complet varie de 150 à 600 kg.
La manutention manuelle de ces charges est non seulement déraisonnable, mais également interdite en Allemagne par la réglementation DGUV. Un système de levage sans balancement est obligatoire. La société Zeilhofer Handling Technology, basée à Holzkirchen, développe depuis plus de 20 ans des manipulateurs et des axes de levage pour l'assemblage de moteurs et de transmissions, depuis l'assemblage final de voitures particulières jusqu'aux lignes de production de composants pour camions et engins de chantier.
CHAPITRE 1
QU'EST-CE QU'UN MANIPULATEUR DE GROUPES ?
Un manipulateur de moteur ou de transmission est un dispositif de levage conçu pour la manutention d'ensembles moteur ou transmission complets. Il en existe trois types : premièrement, le manipulateur à axe de levage sans pendule, offrant une capacité de charge élevée jusqu'à 1 200 kg et un positionnement précis sur la carrosserie du véhicule ; deuxièmement, le manipulateur articulé à grand rayon d'action, permettant l'approvisionnement de plusieurs postes d'assemblage ; et troisièmement, le dispositif de rotation à axe rotatif pour une rotation à 360° de l'ensemble moteur ou transmission lors de l'assemblage.
Des pinces spéciales sont conçues spécifiquement pour chaque modèle de moteur ou de transmission. Elles comportent généralement plusieurs points de contact sur le bloc moteur et un mécanisme de verrouillage redondant afin d'éviter tout desserrage accidentel. L'interface avec la carrosserie doit être précise, au millimètre près ; c'est pourquoi les manipulateurs utilisent des capteurs de force et une fonction de positionnement automatique.
CHAPITRE 2
QUAND UNE AIDE AU LEVAGE COLLECTIF EST-ELLE VALABLE ?
L'assemblage du moteur et de la transmission figure parmi les domaines les plus exigeants de la fabrication automobile. Quatre indicateurs permettent de déterminer à quel moment un axe de levage sans pendule, équipé de capteurs de retour d'effort, devient indispensable sur les plans économique et technique.
01 Poids cumulés supérieurs à 30 kg
Les moteurs, les transmissions et les accessoires tels que les essieux, les différentiels ou les embrayages dépassent régulièrement les charges recommandées pour les DGUV. Une assistance technique de levage est alors indispensable, tant sur le plan légal qu'économique.
02 Temps de cycle inférieurs à 90 secondes par véhicule
Les chaînes d'assemblage final modernes fonctionnent avec des cycles de 90 secondes. L'assemblage manuel des composants y est impossible. Un axe de levage sans pendule à positionnement précis est la norme.
03 Variété de variantes de moteur ou de transmission
Avec une gamme de 5 à 15 types de moteurs ou de réducteurs différents sur une même ligne, le système de levage doit être rapidement reconfigurable. Des pinces à changement rapide et une mémoire de format dans le système de commande sont essentielles.
04 Positionnement de haute précision sur la carrosserie
Les composants sont fixés au châssis avec une précision millimétrique. Des capteurs de retour de force et une fonction d'auto-positionnement permettent de gagner du temps lors du montage et de réduire les risques de dommages.
CHAPITRE 3
EXERCICE : MANIPULATEUR DE MOTEUR SUR LA LIGNE D'ASSEMBLAGE FINAL DE LA VOITURE
Les quatre applications pratiques suivantes couvrent les domaines d'utilisation les plus courants dans la manutention des groupes motopropulseurs. Elles vont de l'assemblage final des voitures particulières à l'assemblage des groupes motopropulseurs de camions et à la chaîne de traction électrique.
Exigences:
Les moteurs pèsent de 80 à 250 kg par unité
Diversité des variantes : 8 à 12 types de moteurs
Temps de cycle : 60 à 90 secondes par véhicule
Raccordement précis au corps avec une tolérance inférieure à 2 mm
Exigences de sécurité élevées selon la norme EN ISO 10218
Solution ZHHT
Un axe de levage ZH90 robuste, équipé d'un préhenseur motorisé spécifique, transfère le bloc moteur de la ligne d'alimentation à la carrosserie. Le préhenseur possède de multiples points de contact sur le bloc moteur et un système de verrouillage redondant. Des capteurs de force guident le moteur dans la carrosserie. Le système de commande détecte la fin de course du moteur et arrête automatiquement la descente. Un système de reconnaissance de format ajuste la position du préhenseur en fonction de la configuration.
Avantages de cette application
Levage sans oscillation même avec une charge totale de 250 kg
Le positionnement automatique avec retour de force permet de gagner du temps d'assemblage.
Reconnaissance de format pour 12 variantes de moteur
Mécanisme de verrouillage sécurisé pour empêcher toute libération accidentelle
Fréquence de ligne maintenue à 100 % sans aucun compromis ergonomique
CHAPITRE 4
EXERCICE : MANIPULATEUR DE BOÎTE DE VITESSES AVEC DISPOSITIF D'INVERSION
Chaque solution est mise en œuvre avec des pinces spéciales spécifiques à chaque composant et une intégration PLC dans le cycle de la ligne.
Exigences:
Le poids des boîtes de vitesses varie entre 40 et 250 kg, selon la catégorie du véhicule.
Tournez pour le montage par vis des deux côtés
Diversité des transmissions manuelles et automatiques
Positionnement précis sur le bloc moteur
Passer d'une version à traction avant à une version à propulsion arrière
Solution ZHHT
Un axe de levage avec axe de rotation intégré permet une rotation à 360° du réducteur sans repositionnement de la pince. Cette pince, spécifique à chaque composant, possède des points de contact sur le carter du réducteur et le carter d'embrayage. Le dispositif de rotation permet le montage par vis des deux côtés du réducteur. Une interface à changement rapide permet de passer d'une pince pour transmission manuelle à une pince pour transmission automatique en moins de 60 secondes.
Avantages de cette application
Virage sans repositionnement. Flux de travail productif.
Changement rapide entre les pinces manuelles et automatiques
Grande flexibilité des variantes grâce au stockage de format
Positionnement précis avec retour de force
Adaptable à plusieurs stations d'assemblage
CHAPITRE 5
EXERCICE : ASSEMBLAGE D'UN GROUPE CAMION AVEC UNE POIDS JUSQU'À 800 KG
Les capteurs à retour de force permettent d'atteindre des tolérances de connexion inférieures à un millimètre.
Exigences:
Moteurs de camions de 400 à 800 kg par unité
De longs trajets à travers le hall
Plusieurs opérateurs impliqués dans le processus d'assemblage
Exigences de sécurité pour les marchandises lourdes
Connexion précise au châssis du camion
Solution ZHHT
Un essieu élévateur spécial, d'une capacité de charge de 1 000 kg et doté d'un grand rayon d'action, assure la manutention des ensembles de chariots. Le déplacement est réalisé par un pont roulant traversant le hall, avec une commande multiaxes pour un positionnement précis. Des barrières immatérielles de sécurité et des capteurs de sol protègent le personnel d'exploitation à l'intérieur du hall. Pour les opérations à plusieurs opérateurs, une commande par zone est disponible, permettant d'activer ou de désactiver les mouvements en fonction de la position de l'opérateur.
Avantages de cette application
Levage sans oscillation jusqu'à 1 000 kg, unique sur le marché
Contrôle de zone pour plusieurs opérateurs
De longs trajets à travers le hall
Retour de force pour des positions de connexion précises
Évolutif pour mettre en parallèle des stations d'assemblage d'agrégats
CHAPITRE 6
EXERCICE PRATIQUE : ASSEMBLAGE D'UNITÉ ÉLECTRIQUE (MOBILITÉ ÉLECTRIQUE)
Le résultat : des aides au levage qui fonctionnent de manière fiable pendant des décennies, même dans les conditions les plus difficiles.
Exigences
Moteur électrique avec réducteur 60 à 180 kg
Électronique et capteurs de haute sensibilité
Modification des modules en fonction de la version du véhicule
Espace de travail stérile dans la zone de pré-assemblage
Exigences de retour de force pour un positionnement précis
Solution ZHHT
Un axe de levage ZH90, doté de capteurs de retour d'effort et d'une version collaborative, assure la connexion des composants électriques à la carrosserie du véhicule. La pince est équipée de coussinets dissipateurs de décharges électrostatiques afin de prévenir tout dommage aux composants électroniques sensibles. Le mouvement est lent et fluide, avec un retour d'effort continu pour l'opérateur. Un système de reconnaissance de format ajuste la position de la pince en fonction de la motorisation électrique utilisée.
Vorteile in dieser Anwendung
Les pastilles dissipatrices de décharges électrostatiques protègent les composants électroniques.
Levage lent et sans pendule pour les composants sensibles
Retour de force à l'opérateur
Reconnaissance de format pour une production à grande variété
Conformité à la norme ISO/TS 15066 (robotique collaborative)
CHAPITRE 7
PROCESSUS D'INGÉNIERIE ÉTAPE PAR ÉTAPE
Un manipulateur de granulats est développé selon un processus d'ingénierie clairement structuré. Six étapes séparent la consultation initiale de la mise en service. Un dispositif de levage pour machines est développé selon un processus d'ingénierie structuré. Zeilhofer HHT travaille conformément aux directives VDI et propose une solution complète, de la consultation initiale à la mise en service.
01 Consultation initiale et spécifications du générateur
Quels types de moteurs et de transmissions, quels poids, quelles variantes ? Inspection de la chaîne de montage, y compris l’enregistrement des interfaces avec l’automate programmable de la chaîne et l’enregistrement de la géométrie de la carrosserie.
02 Konzept und Greifer-Auswahl
Sélection de la conception du dispositif de levage (axe de levage, articulation, dispositif de rotation), conception de la capacité de charge, pince spéciale spécifique au composant avec points d'appui multiples. Indication de prix ferme.
03 Ingénierie détaillée
Conception CAO 3D, calcul FEM, analyse de sécurité selon EN ISO 13849 PL d et EN ISO 10218, conception pneumatique et programmation PLC, programmation de format pour une flexibilité de variante.
04 Fabrication en Allemagne
Fabrication mécanique dans notre propre usine de Holzkirchen, construction par soudage, peinture, assemblage et tests de réception en usine avec des unités originales ou des maquettes équivalentes.
05 Inspection préliminaire en salle d'exposition
Tests de réception client dans la salle d'exposition Zeilhofer avec des échantillons fournis par le client ou tests de réception de ligne sur le site du client. Contrôle de sécurité, test fonctionnel, réglages finaux avant livraison.
06 Mise en service et formation
Les techniciens de maintenance se déplacent dans le monde entier pour la mise en service, l'intégration dans l'automate programmable de la ligne, la formation des opérateurs et du personnel de maintenance, et la remise de la documentation d'exploitation.
CHAPITRE 8
RÉFÉRENCES : 25 ANS DE SOLUTIONS SUR MESURE
Avec plus de vingt ans d'expérience dans l'assemblage de moteurs et de boîtes de vitesses, Zeilhofer HHT est un fournisseur reconnu de l'industrie automobile en Allemagne, en France, en Italie, en Pologne et en République tchèque.
L'assemblage de moteurs et de transmissions est l'un des plus anciens domaines d'expertise de Zeilhofer HHT. Nous fournissons des constructeurs et équipementiers automobiles en Allemagne, en France, en Italie, en Pologne, en République tchèque et aux États-Unis. Exemples de projets :
Projets typiques
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Assemblage final des voitures particulières : Manipulateurs de moteurs chez les constructeurs automobiles allemands et européens
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Essieux relevables pour camions, capacité de charge jusqu'à 1 000 kg
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Dispositifs d'inversion de vitesse pour transmissions manuelles et automatiques
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Manipulateurs à entraînement électrique avec protection ESD pour l'électromobilité
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Pré-assemblage des agrégats dans les usines d'essieux et de transmissions
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Assemblage de groupes motopropulseurs hors route chez les fabricants de machines agricoles et de construction
Qu’est-ce qui distingue les solutions de Zeilhofer ?
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Système de gestion de la qualité certifié ISO 9001 depuis 2008
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TISAX Niveau 2 avec protection des prototypes pour les projets OEM confidentiels
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Des essieux de levage spéciaux, d'une capacité de charge allant jusqu'à 1 000 kg, sont disponibles.
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Formater la mémoire pour un maximum de 16 variantes agrégées
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Des variantes collaboratives conformes à la norme ISO/TS 15066 sont disponibles.
FAQ / Questions-réponses
QUESTIONS FRÉQUEMMENT POSÉES
01 Quelle est la charge agrégée maximale possible ?
La gamme standard de produits Zeilhofer comprend des essieux relevables jusqu'à 1 200 kg. Pour les camions et les engins hors route jusqu'à 1 000 kg, un essieu relevable spécial est fourni de série. Pour les engins extrêmement lourds, on utilise généralement un pont roulant ; ce dernier assure un positionnement précis.
02 Quel est le degré de précision du positionnement ?
Grâce à des capteurs de retour de force et à une fonction de positionnement automatique, nous atteignons une tolérance inférieure à 1 mm lors du positionnement de la fixation sur la carrosserie du véhicule. Les capteurs détectent les arrêts et interrompent automatiquement le mouvement, évitant ainsi tout dommage.
03 L'aide au levage est-elle collaborative selon la norme ISO/TS 15066 ?
Oui. Pour les applications de mobilité électrique sensibles, nous proposons des versions collaboratives de l'axe de levage avec limitation de force, vitesse réduite et capteurs de retour d'effort. Un fonctionnement sûr sans barrière de sécurité, conforme à la norme ISO/TS 15066, est possible.
04 Combien de variantes le contrôleur peut-il stocker ?
Par défaut, l'automate programmable stocke jusqu'à 16 variantes d'agrégation avec leurs positions de préhension et paramètres de mouvement respectifs. Il est possible d'étendre cette capacité à 32 ou 64 variantes sur demande. Le contrôleur compact Zeilhofer offre des performances similaires à un coût d'acquisition inférieur.
05 Quelles sont les fonctionnalités de sécurité incluses ?
L'arrêt d'urgence, la commande à deux mains, le verrouillage en fin de course, le rideau lumineux de sécurité et les capteurs de sol sont inclus de série. Toutes les fonctions sont certifiées PL d selon la norme EN ISO 13849. Les versions collaboratives incluent également une limitation de force selon la norme ISO/TS 15066.
06 Combien coûte un manipulateur d'agrégats ?
Les axes de levage motorisés standard avec pinces pneumatiques sont disponibles à partir d'environ 45 000 €. Les manipulateurs unitaires entièrement équipés, avec dispositif d'inversion, retour d'effort et intégration d'un automate programmable, coûtent entre 75 000 € et 150 000 €. Les axes de levage spéciaux, d'une capacité de levage allant jusqu'à 1 000 kg, coûtent entre 110 000 € et 220 000 €, selon leur complexité.
EN SAVOIR PLUS
GUIDES SUPPLÉMENTAIRES SUR CE SUJET
Guides approfondis sur des sujets connexes liés à la manipulation des technologies.
GÉNIE MÉCANIQUE
Chargement ergonomique des machines
Placer les pièces dans les machines de manière sûre et sans mouvement de balancier.
APPLICATIONS
Moteur de levage du tambour avec axe de levage ZH90
Manipulez des charges lourdes jusqu'à une hauteur de levage de 2 m sans mouvement de balancier.
BASES
Manipulateur comme aide au levage
ÉTAPE SUIVANTE
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Discutez de votre projet d'assemblage avec nos ingénieurs. Nous analysons les types de moteurs ou de réducteurs, les différentes variantes et les temps de cycle de la ligne. À partir de ces informations, nous développons un axe de levage ou un dispositif de rotation sur mesure. Fabriqué en Allemagne, certifié ISO 9001 et TISAX niveau 2.