Pourquoi une machine à vis automatique détermine la qualité des bornes MCB

Le machine automatique de vissage s'est discrètement imposé comme l'un des outils les plus critiques sur la ligne de production actuelle des disjoncteurs miniatures. La vis de borne sur un disjoncteur miniature (MCB) n'est pas simplement un ornement, mais l'élément qui connecte physiquement le fil entrant, conduit le courant et détermine si le disjoncteur réussit les tests de performance futurs ou échoue lors des essais dans un tableau de distribution. En réalisant cette connexion à l'aide d'une machine automatique à vis spécialement conçue, il est possible d'éliminer la principale source de variabilité des opérations manuelles, à savoir le travail manuel impliqué dans le vissage.

Benlong Automation a conçu son machine automatique de vissage pour les bornes MCB spécifiquement dans ce but. La machine positionne, entraîne, alimente et effectue un contrôle de couple des bornes avec un rythme d'une vis toutes les 1,5 secondes à partir de l'alimentation principale standard 220V 50Hz. Cet article montre l'importance de cet outil pour la qualité des MCB, le fonctionnement étape par étape de la machine ainsi que la signification de ces paramètres pour l'entreprise qui doit choisir entre les opérations manuelles et l'automatisation de son processus de production.

Pourquoi la vis de borne détermine la qualité du MCB

Comme défini par la norme IEC 60898-1, la norme internationale pour les MCB utilisés dans les foyers et, en fait, dans des applications similaires, la fiabilité de la connexion à la borne n'est pas laissée au hasard. Cette norme couvre les dispositifs à coupure dans l'air conçus pour fonctionner avec un courant alternatif et autorise des dispositifs jusqu'à 440V entre phases à un courant allant jusqu'à 125A. Une clause entière, appelée 9.4, est consacrée aux questions de tests de fiabilité concernant les vis, la conduction et les connexions. La norme décrit le couple qui doit être appliqué à chaque vis et stipule que des tests de durabilité doivent être effectués à une certaine fraction du couple défini. Cela signifie que la connexion entre la borne et le fil n'est plus une réflexion après coup ; elle est devenue une caractéristique certifiée et testée.

Les principes physiques impliqués sont assez rigoureux. Une vis sous-serrée entraîne un mauvais contact et un mauvais contact produit à son tour une résistance élevée, ce qui provoque un échauffement, accélérant l'oxydation du joint. En service, ce processus entraîne des arcs électriques et brûle les bornes, ce qui peut provoquer une interruption de fonctionnement.

C'est pourquoi le processus manuel de vissage devient un facteur de risque important lorsqu'on travaille à grande échelle. Bien qu'un opérateur qualifié puisse réussir à appliquer le couple désigné, il existe plusieurs erreurs possibles. La fatigue du poignet pendant les heures de travail, un tournevis usé ou des vis mal positionnées : tous ces éléments peuvent devenir des sources de défaillance.

Ce que fait la machine automatique à vis pour les blocs de bornes MCB

Un machine automatique de vissage remplacer l'étape manuelle incohérente par un flux de travail répété et régulé. L'unité de Benlong est totalement fermée, contrôlée par PLC, avec un panneau d'affichage convivial pour le statut de la ligne et les verrouillages de sécurité aux entrées. La pièce à usiner est un bloc de bornes MCB qui passe par le processus d'alimentation et de vissage de la machine. L'opérateur peut désormais voir la tour de signalisation et obtenir un retour instantané tout au long du processus. Toutes les opérations qui étaient effectuées par l'expérience de l'opérateur sont maintenant exécutées avec un contrôle servo et une surveillance en boucle fermée du couple.

Les chiffres clés qui comptent sur un plan de production sont simples :

• Temps de cycle nominal de une pièce toutes les 1,5 secondes
• Alimentation électrique de 220V, 50Hz monophasé, donc aucun câblage spécial d'usine n'est nécessaire
• Cadre fermé avec interface homme-machine tactile, lumière de statut tricolore et protection verrouillée
• Fixation vérifiée par couple à chaque cycle, pas par contrôle ponctuel par échantillonnage

Comment fonctionne la machine à vis automatique, étape par étape

Si l'on met de côté les limites de l'enceinte, il devient facile de voir que l'opération de vissage elle-même est une série d'étapes minutieusement chronométrées. Puisqu'une machine automatique d'alimentation en vis est capable à la fois de l'alimentation en vis et du processus de fixation, c'est ce qui distingue la cellule de production réelle d'un simple tournevis placé sur un support.

L'alimentation en vis est le processus par lequel les vis sont retirées d'un tas en vrac à l'aide soit d'une cuve vibrante, soit d'un dispositif de soufflage. Les vis sont alimentées une par une dans la bonne position à partir de ce tas.

Le positionnement de la pièce est réalisé par le serrage du bloc de bornes de manière à ce que le trou de la vis soit aligné avec la broche. Un dispositif de fixation approprié empêche le filetage croisé et le mauvais vissage des vis.
Le vissage contrôlé par couple est réalisé grâce à l'utilisation d'un servo ou d'un moteur DC capable de visser les vis jusqu'à la valeur de couple définie.

La vérification au cours du processus est un moment important puisque le couple et l'angle sont contrôlés à chaque cycle d'opération et si une vis ne s'est pas positionnée comme prévu, une indication est donnée.
Le traitement du bloc de bornes et le passage au suivant se font à une vitesse suffisamment élevée.

Parce qu'elle fonctionne comme une machine à vis automatique avec retour en boucle fermée, la machine ne se contente pas de visser plus rapidement qu'une personne. Elle visse de la même manière à chaque fois et conserve un enregistrement de cette opération, ce que l'assemblage manuel ne peut jamais offrir.

Assemblage manuel versus machine à vis automatique

Pour illustrer les changements impliqués dans la transition de l'assemblage manuel à machine automatique de vissage technologie, nous devons faire le point sur les étapes de travail qui ont lieu lors du vissage manuel. Le vissage manuel repose fortement sur l’assembleur humain pour choisir la vis, la placer correctement, appliquer le couple en fonction de son jugement, et l’alerter de tout problème pouvant survenir. Chacune de ces activités implique une série de décisions, et chacune de ces décisions contient une ample opportunité de produire des défauts basés sur des facteurs croisés de fatigue, de distraction et de durée de poste. La rapidité d’obtention des résultats est un grand atout, mais elle est esclave de la moindre défaillance pendant la production, et donc, la plupart des défauts ne sont découverts qu’à travers le processus d’inspection en aval.

Machine automatique d’alimentation et de vissage des vis éliminer toutes ces décisions. La vis est orientée et alimentée automatiquement, les composants sont maintenus en position, le couple est déterminé automatiquement, et les erreurs sont détectées avant qu’elles ne puissent se produire au lieu d’après coup. Ainsi, la flexibilité d’un humain est effectivement échangée contre la prévisibilité du processus, et c’est précisément ce que recherchent les lignes de production MCB.

Cohérence et contrôle du couple : le véritable avantage

La vitesse est le premier bénéfice remarqué par tous, mais pour un fabricant de MCB, la caractéristique majeure d’une machine à vis est la cohérence de ses résultats. Chaque borne de chaque disjoncteur a le même couple, a été enfoncée à la même profondeur, et a été vérifiée de la même manière. C’est la caractéristique que la norme IEC 60898-1 cherche à garantir lors du test de la fiabilité des vis, et c’est précisément la caractéristique que l’assemblage manuel ne peut garantir lors de l’assemblage de produits en grande quantité.

La cohérence modifie en outre l’échange avec les clients. Chaque fois que des MCB sont fournis à de grandes marques ou à leurs partenaires OEM, l’acheteur ne vérifie pas seulement si le MCB fonctionne. L’acheteur vérifiera qu’une machine fournie peut prouver qu’elle continuera à fonctionner l’année suivante. En utilisant une machine qui exerce un couple spécifique sur toutes les jonctions, une déclaration “ faites-nous confiance ” peut se transformer en quelque chose de tangible et prouvé à tous. Par conséquent, cela peut aider les départements qualité à réduire le coût d’une réclamation, minimiser l’étendue d’un rappel et raccourcir l’audit.

Le débit et le calcul de la main-d’œuvre

Il est simple de comprendre le cas d’affaires à partir du temps de cycle. Après avoir déterminé le temps de cycle à un cycle toutes les 1,5 secondes, on peut calculer que la station peut traiter environ 2400 pièces/heure, puisqu’il n’est pas nécessaire de considérer les temps d’arrêt ou les pauses. Pour résumer, ces chiffres indiquent uniquement la capacité théorique de la machine et ne prennent pas en compte les caractéristiques spécifiques du lieu de travail particulier, y compris le temps de fonctionnement, la fiabilité des dispositifs d’alimentation et la charge sur la machine. Cependant, nous pouvons dire que même si la production d’une machine est inférieure aux attentes, la machine surpasserait toujours de nombreux travailleurs manuels.

Un machine automatique de vissage se rembourse généralement grâce à ces calculs de main-d'œuvre. Il permet de faire fonctionner un poste, voire deux, sans fatigue et avec des salaires et un turnover plus faibles. De plus, il n’y a aucune fluctuation de qualité. Lorsque les économies totales sont calculées grâce à l’élimination des rebuts et des réclamations de garantie, la machine prouve certainement un retour sur investissement mesuré en mois, pas en années. Ainsi, pour toute usine souhaitant augmenter la production sans embaucher de personnel supplémentaire, ce sera un grand avantage.

Où il s’intègre dans la ligne de production des disjoncteurs modulaires (MCB)

Un entièrement machine automatique de vissage ne raconte pas toute l’histoire. Dans le processus de production des MCB, il remplit l’une des fonctions dans une série de processus : assemblage de la cage de bornes, vissage, et assemblage des sous-ensembles pour que le disjoncteur résultant soit testé. La situation est bien plus précieuse lorsque des stations séparées sont conçues pour faciliter le processus de transfert.

C’est pourquoi la station de vissage s’associe naturellement à l’assemblage en amont de la cage de bornes. Si vous construisez ou modernisez une ligne, Benlong machine d'assemblage automatique de terminaux à cage MCB gère la construction de la cage de bornes qui alimente directement l’étape de vissage, de sorte que les deux opérations partagent un langage de conception commun, une philosophie d’outillage et une approche de contrôle. Les traiter comme un couple assorti, plutôt que comme deux achats isolés, transforme un ensemble de machines en une véritable ligne et maintient toute la chaîne au rythme de son temps de cycle plutôt qu’au rythme de son transfert le plus lent.

Ce qu’il faut rechercher lors du choix d’une machine automatique à vis

Tous machine automatique de vissage ne répondent pas aux besoins de la borne MCB. Lors de l’évaluation d’un fournisseur de machines, concentrez-vous davantage sur les spécificités qui impactent la disponibilité et la qualité de la machine.

Cela inclut le contrôle de couple en boucle fermée avec la possibilité de surveiller chaque cycle au lieu d’utiliser simplement un système d’embrayage en boucle ouverte ; un système d’alimentation fiable car généralement, la raison de l’arrêt de la ligne de production n’est pas un conducteur lent, mais un chargeur bouché ; un système de construction et un processus de changement qui correspondent au produit fabriqué et permettent à l’opérateur de passer d’un modèle à un autre en peu de temps ; une interface homme-machine conviviale qui non seulement dispose d’indicateurs visuels mais offre aussi un moyen pour l’opérateur de récupérer des pannes ; un partenaire fournisseur qui connaît bien le processus de fabrication des MCB.

Il est essentiel de garder à l’esprit que bien que la cellule traite l’élément en 1,5 seconde, cela ne sera précieux que si elle fonctionne en continu. La disponibilité est plus importante que la vitesse de pointe, c’est pourquoi il est crucial d’avoir un chargeur fiable, un processus de changement simple et un déblocage des pannes, car la vitesse de la machine elle-même n’est pas aussi importante lors du choix de la machine optimale pour l’usine de MCB.

Conçu pour la montée en puissance des fabricants de MCB

Les petites et moyennes entreprises (PME) produisant des disjoncteurs, en particulier celles travaillant avec des marques leaders et leurs partenaires OEM, sont confrontées au même défi : elles doivent produire de grandes quantités de produits de haute qualité tout en maîtrisant les coûts de main-d'œuvre et les taux de défaillance. Ce défi peut être relevé avec succès grâce à une technologie de pointe machine automatique de vissage, qui offre une solution à ces deux problèmes lors de la phase la plus critique de la fabrication des disjoncteurs modulaires (MCB). Cette machine à haute capacité fonctionne à des milliers d’unités par heure et produit en même temps des connexions de bornes qui sont au cœur des tests IEC 60898-1 et notoirement difficiles à réaliser de manière constante. C’est un avantage ultime pour les entreprises, car elles peuvent recevoir de grosses commandes en toute confiance plutôt que d’attendre et d’espérer que leur ligne de production fonctionne comme requis.

Conclusion

La vis de borne est petite, mais elle se trouve sur le chemin critique à la fois de la sécurité du MCB et de sa certification. La faire à la main en grande quantité signifie accepter une variation que vous ne pouvez pas entièrement voir ou prouver. Une machine à vis automatique spécialement conçue pour les blocs de bornes MCB remplace cette variation par un processus rapide, vérifié en couple et documenté, et s’associe à l’assemblage en amont des bornes pour former une ligne cohérente. Si vous envisagez de développer la production de MCB, c’est l’un des points les plus stratégiques à automatiser en premier. Pour discuter de la manière dont la machine à vis automatique pour blocs de bornes MCB de Benlong s’intègre à votre ligne, contactez l’équipe Benlong Automation pour obtenir les spécifications et une évaluation du débit.

Huang Xiaolei | Benlong Automation