Presse d'emboutissage : les différentes étapes et enjeux d'une révision

Au-delà de la maintenance régulière, une révision complète ou un rétrofit de la presse d'emboutissage peut s'avérer nécessaire afin :

• de retrouver les caractéristiques initiales de la presse et gagner ainsi en qualité et en fiabilité,

• d'améliorer la productivité en mettant en place les standards technologiques du moment.

La première étape consiste en une phase d'analyse et d'expertise permettant d'identifier les faiblesses de la presse et de définir un cahier des charges précis des travaux à entreprendre. Ils concernent les aspects mécaniques, d'automatisme, électrique et/ou l'obsolescence technique de certaines pièces, notamment sur la partie électronique.

Dans le cadre de cet article, Maurice Schauli, directeur de Schuler France, a accepté de nous partager son expérience dans le domaine de l'entretien et la révision des presses d'emboutissage.
 

Sur les aspects mécaniques, le contrôle portera sur la géométrie, les « jeux » éventuels ainsi qu'une observation visuelle des pièces mécaniques.

Maurice Schauli ajoute que « les opérateurs sur les machines sont nos premiers 'indicateurs’ grâce à leurs yeux, leurs sensations, etc. Une vibration, un bruit, ou une autre observation donne une indication précieuse qui mérite d'être explorée. »
 

Engrenage, un élément essentiel

C'est le cœur d’une presse mécanique, un réducteur qui transforme le mouvement de rotation du moteur en mouvement de translation du ou des coulisseaux afin de transmettre la force au process, par l'intermédiaire du coulisseau sur lequel est fixé l'outil. Ce réducteur est fait d'engrenages, de bielles, palonniers avec des roulements, de nombreuses douilles, etc.

Lorsque ces pièces prennent du jeu, la machine perd en précision. Les jeux sont mesurables lors d'une expertise de la presse par deux principales opérations :

• une inspection visuelle de l'état des pièces,

• la sollicitation de la machine par des moyens d'analyse, comme par exemple l'utilisation d'un vérin. Ce dernier permet de simuler sous le coulisseau un effort, comme lorsque la presse est en production. Le déplacement du coulisseau représente la somme des jeux et une partie de la déformation.

« Si les jeux sont différents d'un côté et de l'autre de la cinématique, c'est gênant car la géométrie ne sera jamais parfaite au niveau du laboratoire d'outil (c'est-à-dire sous les coulisseaux de la presse là où l'outil est inséré). Il est nécessaire que le parallélisme des surfaces qui reçoivent l'outil inférieur et supérieur soit bon. » précise Maurice Schauli.

Les usures les plus fréquentes sont sur les douilles. Les pièces non considérées comme pièces d’usure, telles les dentures des engrenages par exemple, peuvent également être à l'origine d'arrêts. Maurice Schauli complète en expliquant qu’« un contrôle préventif permet de limiter les risques. Il est donc particulièrement intéressant de prévoir des RGMs (révisions générales mécaniques) en fonction de ces contrôles afin de remplacer les pièces vieillissantes pouvant donner lieu à une rupture de fatigue, c'est-à-dire un risque de casse.»

Lorsque la presse a été peu entretenue, il est parfois nécessaire de changer complètement la cinématique, c'est à dire l'ensemble des éléments de transmission.

Révision générale mécanique (RGM)

La fiabilité de l'équipement est la première raison qui justifie une RGM, tant d'un point de vue des casses que de la qualité des pièces produites.

Une augmentation de la productivité est également possible, comme par exemple une augmentation des capacités dont surtout la cadence et de fait le nombre de pièces produites par minute, etc.

« Ces évolutions capacitaires sont tout de même limitées aux possibilités permises par la structure de la presse. »
 

L'obsolescence de certains composants du système électrique et électronique oblige au remplacement de l'installation ou des éléments obsolètes pour des raisons de disponibilité. En effet, le matériel n'étant plus commercialisé depuis plusieurs années, il peut s'avérer difficile de trouver les pièces de rechanges en cas de panne. D'autre part, l’évolution des normes et/ou standards de sécurité peuvent amener à modifier certains éléments.

Maurice Schauli précise que « si les pièces les plus complexes, comme par exemple une carte électronique d'un automate, ne peuvent être trouvées, la pérennité de l'installation est remise en cause. »

Une solution consiste néanmoins à faire un stock des pièces les plus importantes ou/et les plus complexes.

En soi, la mise à jour du système électrique/électronique n'apporte pas directement un gain de productivité sur la presse en elle-même. Par contre, de telles évolutions peuvent amener une meilleure maîtrise du processus global avec les autres équipements de la ligne, voire de l'usine, et dans ce cadre-là améliorer la productivité globale du processus. L'ajout de fonctions, la possibilité de communication, l’optimisation des séquences, etc. vont permettre des gains de productivité.
 

En quelques années, l'environnement des usines a considérablement évolué. Chaque entreprise est équipée en tous lieus de possibilités de communication via le réseau de l'entreprise.

Un rétrofit d'une presse peut permettre de rendre les machines plus communicantes et d'utiliser ainsi les possibilités de ce que l'on appelle l' « Industrie 4.0 ».

Ainsi, la presse peut être gérée par une véritable tour de contrôle numérique. A titre d’exemple, ces éléments techniques sous contrôle peuvent être :

• les capteurs de température,

• les filtres,

• les capteurs de force,

• La protection des outils par caméras (visual die protection)

• etc.

Ainsi, la maintenance devient prédictive et les pannes bloquantes se réduisent.

Maurice Schauli donne un exemple d'une initiative dans le domaine du prédictif « le constructeur d’automobiles Porsche et Schuler ont créé une co-entreprise « Smart Press Shop GmbH & Co » qui démarrera une usine 4.0 toute neuve en 2021 ».


En guise de conclusion, il est également important d’ajouter qu’il existe des systèmes de 'jumeau virtuel' réalisant les mêmes opérations que la presse et permettant d'avoir un modèle assez intelligent pour améliorer le fonctionnement de la presse. Le jumeau virtuel peut ainsi faire de la maintenance programmée, préventive et non plus curative. Maurice Schauli considére « que le jumeau virtuel est une prémisse à la réalisation d’une usine intelligente ». Cette technologie est déjà utilisé depuis plusieurs années à des fins de simulation de process, comme par exemple pour les lignes de presses à entraînement par servo-moteurs. Cette technologie offre d’autres possibilités, telles une mise en route virtuelle, une montée en cadences plus rapide, la formation des opérateurs en amont, pendant le montage de la machine…