Man & Machine
Success stories22.10.2018

L’usine automatisée

Fabrication robotisée de vaisselle porcelaine de qualité

En résumé

Certes, la production de porcelaine nécessite toujours beaucoup de travail manuel. Cependant, chez le prestigieux porcelainier allemand Rosenthal, les robots participent activement à la fabrication de pièces de haute qualité. Des systèmes de production automatisée garantissent la compétitivité des usines de l’entreprise.

Fondée en 1879, la marque Rosenthal compte aujourd’hui 800 employés et produit environ 13 millions de pièces par an dans ses deux usines de Selb et de Speicherersdorf. Elle produit de la vaisselle en porcelaine haut de gamme et de luxueux éléments de décoration intérieure : des cadeaux, des lampes, des vases, des objets d’art et bien d’autres articles. Les quelque 500 prix de design attribués à Rosenthal témoignent de la remarquable qualité de ses produits.

Pourtant, sur un marché où la concurrence est féroce, la qualité ne suffit pas à garder le leadership à long terme, comme le reconnaît Gerhard Limmer, Directeur de Production et des Achats chez Rosenthal GmbH : « Le design et la qualité de nos produits sont, évidemment, la clé de notre succès mondial, mais nous ne pouvons pas pour autant ignorer l’importance du respect des délais de livraison, de la qualité sans faille, de la rapidité, de l’efficacité et de la flexibilité. Voilà pourquoi nous utilisons des robots depuis un certain temps déjà et pourquoi nous avons récemment décidé d’investir dans de nouveaux systèmes de production à haut rendement, équipés de machines Stäubli à six axes beaucoup plus puissantes. »

Les nouveaux robots sont utilisés pour deux procédés de production : le moulage à haute pression et le pressage à sec.

Manutention entièrement automatisée après le moulage à haute pression

Pour fabriquer des assiettes carrées et ovales, une pâte liquide est versée dans un moule en plastique poreux composé de deux parties, puis soumise à une haute pression. L’eau s’échappe par les pores du moule alors que la porcelaine est à l’intérieur. L’ouverture du moule, le retrait de la pièce et les étapes de traitement suivantes sont désormais effectués par un robot.

L’objectif étant de confier le plus de tâches possibles au robot, il fallait que ce dernier soit polyvalent, avec un grand rayon d’action, une forte capacité de charge et une excellente précision. Le robot Stäubli RX160 six axes s’est avéré le choix parfait.

Le RX160 est capable de prendre en charge le retrait de la pièce du moule, le retrait de l’excédent, le séchage infrarouge, la finition à l’éponge et le retour de l’article à la chaîne de production pour les étapes suivantes. Pour qu’il puisse accomplir toutes ces tâches, les deux cellules identiques sont équipées d’un système de changement automatique d’outil, qui permet au robot de choisir le système de préhension qui convient.

Grâce à son rayon d’action de 1 710 mm, le RX160 atteint facilement tous les postes des cellules de moulage à haute pression. « Sur ce type de chaîne de production, la précision, la fiabilité et la rapidité sont d’une importance capitale, explique Manuel Weiß, ingénieur en automatisation chez Rosenthal. À cet égard, les robots répondent haut la main à nos attentes. »

Hausse de la productivité pour le pressage à sec

Grâce à des robots modernes, Rosenthal démontre le potentiel d’automatisation d’une autre chaîne de production : le pressage isostatique à sec. Cette méthode est utilisée pour produire des pièces plates. Les granules de porcelaine sont comprimés très uniformément dans un moule à une pression élevée d’environ 280 bars. Il s’agit d’un procédé particulièrement efficace qui offre certains avantages, notamment l’amélioration de la qualité, puisque les assiettes et les plats de service sont exceptionnellement homogènes et uniformes.

La chaîne de pressage à sec intègre trois robots identiques Stäubli TX90 six axes. Ils ont été choisis pour leur haute performance, leur précision et pour leur enveloppe étanche résistante à la poussière et aux particules abrasives. Ces trois robots sont capables d’effectuer les mêmes tâches.

Au cours de la première étape, le robot saisit une assiette non traitée sur une table rotative à l’aide de son outil de préhension à vide et la dépose sur un poste de ponçage. Là, le TX90 guide l’assiette avec précision le long de la courroie abrasive jusqu’à ce que la bavure soit complètement enlevée. Vient ensuite la double finition à l’éponge du contour extérieur et du bord. Le robot Stäubli déplace l’assiette sur les éponges rotatives avec une pression précisément définie. Ce procédé est crucial pour l’apparence de la porcelaine finie, d’où l’importance de l’extrême précision de trajectoire.

Après cette étape, le robot replace l’assiette, via la table rotative, dans la chaîne de production. La pièce est alors cuite une première fois à 950 °C puis émaillée avant une deuxième cuisson à 1 400 °C qui dure plusieurs heures.

Le robot Stäubli TX90 six axes de haute précision assure la qualité sans faille des assiettes pressées à sec grâce à une méticuleuse finition à l’éponge.

Des robots pour une flexibilité optimale

« À l’heure actuelle, quelque 400 variantes de produits passent par la chaîne de pressage à sec, ajoute M. Weiß. Avec tant de lots de tailles différentes, les produits changent plusieurs fois par jour. C’est là que l’immense flexibilité des robots rapporte gros, car il suffit à l’opérateur de changer l’outil de préhension. D’autant que dans bien des cas, ce changement n’est même pas requis. » Chaque fois qu’une nouvelle variante est lancée, Rosenthal profite de l’adaptabilité des robots et de l’option de programmation hors ligne.

Selon la variante, entre 500 et 1 000 unités quittent la chaîne de pressage à sec chaque quart de travail. L’utilisation de robots modernes haute performance a révolutionné la production chez Rosenthal. Alors que les robots représentaient auparavant le facteur limitatif, ce rôle est aujourd’hui endossé par les presses.
Leur apport impacte énormément la productivité : grâce à l’automatisation de pointe, elle a augmenté de 20 %.

Comme l’explique Gerhard Limmer, cet investissement ne visait pas seulement l’amélioration du rapport coût-efficacité :

Grâce à la qualité supérieure des robots Stäubli et à leur excellente précision de trajectoire, notre traitement automatisé nous permet de créer des produits de porcelaine raffinés aux formes complexes. C’est précisément cette passion pour la perfection et le désir de toujours améliorer la qualité et les normes de conception qui assureront la compétitivité de notre entreprise et de nos usines en Allemagne.

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