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Un fabricant de métaux du Minnesota regarde autour de lui avec l'automatisation des pièces

Une longue pièce de tôle avec un ourlet sur un côté est retirée de la plieuse.

Tous les plans, y compris les plans stratégiques, sont sujets à changement. Machine de revêtement époxy

Un fabricant de métaux du Minnesota regarde autour de lui avec l'automatisation des pièces

Dalsin Industries, Bloomington, Minn., s'est tourné vers l'avenir en essayant d'équilibrer les opportunités de croissance tout en répondant aux demandes des clients.L'entreprise a "dépassé la croissance moyenne de l'industrie", selon le président-directeur général Tom Schmeling, mais cela s'accompagne de la pression d'essayer de traiter plus de métal et de produire plus de pièces sur les 135 000 pieds carrés de l'entreprise.facilité.(Dalsin Industries se situe au 31e rang de la liste FAB 40 2022 du FABRICATOR avec 45 millions de dollars de revenus déclarés en 2021.)

Depuis que The FABRICATOR a distingué l'entreprise pour avoir remporté le prix de l'industrie 2020 de la publication, Dalsin Industries a ajouté une ligne de revêtement en poudre avec huit pistolets d'application automatiques.L'atelier a également changé pour accueillir des projets d'assemblage électromécanique pour certains de ses grands clients de fabrication sous contrat.

«Nous évoluons juste en quelque sorte ici.Nous devons évoluer pour rester compétitifs et pertinents pour nos clients », a déclaré Bob Borgerding, vice-président des opérations de production de la société."Cela fait partie de notre ADN et nous a aidés à grandir avec des clients nouveaux et existants au cours des 80 dernières années."

Mais la réalité suggérait qu'il fallait peut-être plus d'espace.L'entreprise emploie environ 140 personnes et envisageait d'ajouter un troisième quart de travail à la mi-octobre.

"Nous savions que nous atteignions le maximum de ce que nous pouvions faire ici", a déclaré Schmeling.

Le plan stratégique prévoyait de garder un œil sur l'expansion future.Il n'était pas nécessaire que ce soit tout de suite, mais tout le monde dans l'entreprise savait que la poursuite de la croissance exigerait bientôt plus d'espace pour les coudes.

Une grande partie de cette croissance allait provenir de ce que l'entreprise considérait comme un domaine d'expertise : de grandes pièces formées difficiles à manipuler et de faible épaisseur.Ces types de pièces nécessitaient généralement deux personnes à une presse plieuse et beaucoup de temps pour les former avec précision.Si jamais une pièce appelait à l'automatisation, c'était ce type.

Dalsin Industries l'a reconnu et emploie une plieuse de panneaux P4 Salvagniniwww.salvagnini.com depuis 1995 pour remporter des contrats avec des entreprises des secteurs de l'électroménager, des ascenseurs, de la médecine, des systèmes de rayonnage, des énergies renouvelables et des transports.(Dalsin a investi dans sa première technologie de pliage de panneaux au milieu des années 1990.) Étant donné que la plieuse de panneaux gère et manipule la pièce au fur et à mesure que les pliages sont effectués, une personne peut généralement faire fonctionner une cellule, en se concentrant sur le maintien des travaux dans la machine et certaines pièces. manipulation à la sortie des pièces formées de la machine-outil.

Mais l'entreprise a fait bien plus que simplement fabriquer ces pièces au fil des ans.Il a été agressif en offrant ses services d'ingénierie de conception aux clients dans l'espoir de prendre des pièces qui pourraient nécessiter plusieurs étapes de fabrication et de les transformer en conceptions que la plieuse de panneaux peut former automatiquement avec peut-être seulement un petit processus secondaire pour terminer la pièce.

La poinçonneuse et cisaille Salvagnini S4 et la cintreuse de panneaux P4 sont l'un des deux systèmes de ce type connectés au système automatisé de stockage et de livraison de matériaux MV de la nouvelle usine de Dalsin Industries à Lakeville, dans le Minnesota.

«Lorsque vous envisagez l'automatisation, vous allez éliminer certains coûts de main-d'œuvre et vous bénéficiez de la répétabilité.Il existe de nombreuses raisons d'envisager l'automatisation pour ces raisons et d'autres », a déclaré Keith Diekmann, vice-président des opérations techniques de Dalsin.« Mais lorsque nous examinons ce que font nos clients, nous pouvons leur fournir nos services de conception pour l'ingénierie et les aider à construire une meilleure souricière.Nous pouvons les aider à réduire le coût global de la pièce ou même à réduire son poids.

Diekmann a donné l'exemple d'une porte pour un bus municipal qui a été repensée non seulement pour la plieuse, mais aussi pour améliorer la conception globale.La porte d'origine était un assemblage de tubes avec une peau en tôle, comprenant sept pièces au total.Il a été repensé pour être un assemblage en aluminium en trois parties qui réduisait le poids de la pièce de 20% et pouvait être fixé au bus sans soucis car l'automatisation produit des pièces cohérentes qui répondent aux spécifications du client.

Alors que la direction de Dalsin se tournait vers l'avenir, elle savait qu'elle avait besoin de plus d'espace de fabrication et de plus d'automatisation pour continuer à servir sa clientèle actuelle et saisir de nouvelles opportunités dans des segments présentant des profils de pièces similaires.Ce qu'il ne savait pas, c'est que la chance de se lancer dans cette nouvelle voie de fabrication se présenterait beaucoup plus tôt que prévu.

En 2021, Dalsin a appris que certains équipements de fabrication et de formage avancés qui se trouvaient auparavant dans une grande usine de fabrication de CVC étaient à vendre.L'OEM HVAC avait des opérations consolidées dans une autre installation, et un vaste système de poinçonnage, de cisaillement et de pliage de panneaux avec stockage et manutention automatisés des matériaux n'allait pas faire le voyage.Cet équipement avait besoin d'une nouvelle maison, et Dalsin se demandait si un tel achat correspondait à ses objectifs stratégiques.

Le besoin de bouger était là.L'intention d'enquêter sur de nouveaux clients dans des industries familières et éventuellement de rechercher de nouveaux segments de fabrication était là, mais les plans n'étaient pas fermement étoffés.Et l'opportunité était juste devant leurs yeux.

"Nous pensions que ce serait nous qui définirions à quoi ressemblerait notre usine du futur", a déclaré Borgerding.

Dalsin était suffisamment intrigué par l'équipement qu'il s'est engagé à acheter le système de fabrication et de formage sans avoir encore un endroit formel pour mettre les machines et le système de rayonnage de stockage des matériaux.Borgerding a déclaré qu'en juillet 2021, la course était lancée pour trouver une maison appropriée pour le système automatisé.

La direction de Dalsin s'est vite rendu compte qu'il serait plus facile de trouver des plafonds de 26,5 pieds de haut et 40 000 pieds carrés d'espace ouvert s'il s'agissait d'une nouvelle construction.Heureusement, la région des Twin Cities a connu une construction commerciale robuste en 2021, en particulier dans des bâtiments qui avaient l'espace et la hauteur de plafond que Dalsin recherchait.(Borgerding a qualifié le boom de l'immobilier commercial de sous-produit de l'environnement de fabrication "juste au cas où" qui a émergé au cours des deux dernières années alors que les entreprises ont vu leurs chaînes d'approvisionnement imploser parce qu'elles ne peuvent pas faire livrer leurs produits importés dans un délai en temps opportun à partir de sources étrangères.)

Plusieurs semaines après le début des recherches, l'équipe de Dalsin avait identifié Lakeville, Minnesota, comme site de cette nouvelle installation.Il faisait partie d'un bâtiment plus grand et d'un campus pour les entreprises de fabrication et de distribution.De plus, l'emplacement, au sud de Minneapolis et de St. Paul, permettait aux camions de contourner les embouteillages dans la plupart des cas au départ du bâtiment de Lakeville.

À partir de ce moment-là, c'était un sprint pour se préparer.Selon Borgerding, l'entrepreneur général effectuait des travaux d'excavation pour les semelles et coulait du béton avant même que les détails définitifs du bail ne soient déterminés et acceptés.En fait, à la fin du printemps, Dalsin a fait livrer son équipement de fabrication et de formage nouvellement acheté au site de Lakeville même si les planchers n'étaient pas terminés.Le propriétaire de l'immeuble leur a permis d'organiser 35 chargements de camions de machines et de rayonnages de stockage de matériel dans le bâtiment voisin jusqu'à ce que les planchers soient terminés.

La plieuse de panneaux P4 manipule une pièce.

"Il y avait beaucoup de pièces mobiles dans ce projet, mais nous avons tout coordonné pour le faire", a déclaré Borgerding."C'est passé très vite."

Fin 2022, l'usine de Lakeville fonctionne comme prévu.L'ensemble de l'établissement est géré par quatre employés.

Un grand système automatisé de stockage et de livraison de matériaux Salvagnini MV avec 350 étagères, chacune pouvant contenir 6 000 lb.de 60 par 120 pouces.matériel, se trouve à une extrémité de l'installation.Pour supporter le poids d'un système de stockage entièrement chargé, Dalsin devait couler une fondation en béton de 3 pieds de profondeur.Une grue de prélèvement à l'intérieur du système de rayonnage enlève les plateaux des racks de stockage et les livre à une colonne de matière active qui se trouve à chaque extrémité du système.De là, le matériau est introduit dans l'une des deux lignes, qui comprennent toutes deux une poinçonneuse et cisaille Salvagnini S4 et une cintreuse de panneaux P4.Le matériau introduit dans le dispositif de poinçonnage et de cisaillement automatisé est déterminé par le travail qui doit être traité.

Une balance surveille en permanence le poids des plateaux dans l'entrepôt de matériaux, ce qui peut être utile lors du suivi des stocks.Borgerding a déclaré que cette capacité est l'un des exemples de ce qu'un atelier connecté numériquement peut offrir : le suivi et la commande de tôles selon les besoins, mais sans intervention humaine.

La tour de matière active, qui comporte elle-même 14 étagères, alimente l'unité de poinçonnage et de cisaillement via un convoyeur, qui fait tourner la feuille dans la bonne position.La capacité de poinçonnage du S4 est différente du poinçonnage typique de la tourelle en ce sens que la tête de poinçonnage a plus de 60 poinçons actifs.Il n'y a pas un vérin central et un poinçon actif, communs aux autres poinçonneuses.Il est rarement nécessaire de s'arrêter pour changer l'outillage de poinçonnage car la tête multipresse est constituée d'une structure de matrice qui contient divers poinçons.

« C'est un moyen plus rapide de poinçonner », a déclaré Borgerding, comparant la machine à d'autres technologies de poinçonneuses.

La cisaille à angle droit de la machine peut couper indépendamment l'axe X et l'axe Y.Il s'écarte automatiquement en fonction de l'épaisseur du matériau en cours d'exécution.Cela permet non seulement de travailler rapidement les coupes longues et interrompues, où un outil de grignotage peut être utilisé dans une autre poinçonneuse, mais aussi de découper les squelettes de matériaux en tailles plus gérables à la fin du travail.Un manutentionnaire n'a pas à se soucier de l'élimination du squelette ;la ferraille est déposée sur un convoyeur, qui alimente ensuite le matériau dans un bac.

Le S4 possède également des capacités de serrage qui éliminent une zone de protection de serrage normalement associée à certaines poinçonneuses.Il a des pinces le long du rail, comme on pouvait s'y attendre, mais il a également un manipulateur qui serre le matériau, permettant la rotation du matériau et le poinçonnage de ce qui pourrait normalement être interdit à cause des autres pinces.

En utilisant la même goulotte que celle par laquelle la ferraille est envoyée, le S4 peut utiliser la cisaille pour libérer une pièce du squelette et l'envoyer à un autre convoyeur qui alimente la pièce dans l'un des trois bacs.Le logiciel de contrôle peut également faire en sorte que la pièce évite la goulotte et la déplace vers l'une des deux tables de produits finis, où elle peut être empilée à des endroits désignés ou livrée directement à la plieuse de panneaux.

Un retourneur de pièces/panneaux est situé entre les poinçonneuses/cisailles et les machines à cintrer les panneaux au cas où le matériau doit être présenté à la plieuse de panneaux d'une manière différente.

Une pièce de tôlerie avec des trous est représentée.

Le P4 fonctionne un peu comme la machine à cintrer les panneaux de Dalsin dans l'usine de Bloomington.Lorsque la pièce entre dans la zone de travail, un manipulateur la saisit et la positionne correctement pour le prochain pli.La pièce reste immobile pendant que l'outil de pliage forme des brides vers le haut et vers le bas.La pièce est ensuite tournée pendant que la machine poursuit le processus de pliage de tous les côtés, ce qui permet un processus de pliage très efficace.

La configuration n'est pas un problème avec la plieuse de panneaux car elle utilise un outillage commun pour traiter une variété de géométries de pièces et d'épaisseurs de matériaux.Dans la plupart des cas, l'opérateur n'a même pas besoin de faire glisser les outils de serrage dans de nouvelles positions car la plupart des travaux prévus pour la machine sont adaptés à la configuration de l'outillage.

Lorsque la dernière forme est faite sur le P4, la pièce sort de l'un des deux points.C'est la première fois qu'un opérateur humain est nécessaire pour manipuler la pièce qui a d'abord commencé dans le système de stockage de matériaux et a traversé les deux machines.

Borgerding a déclaré avoir effectué plusieurs visites chez le fabricant de CVC avant de faire livrer l'équipement pour assemblage à Lakeville.À chaque visite, il avait une meilleure idée de la façon dont le système pourrait répondre aux besoins de Dalsin.L'une des choses qui a attiré son attention était la capacité de la machine à produire des pièces dans une commande pour un assemblage simple en kit.Le fabricant de CVC a fait cela dans le cadre de sa propre philosophie de fabrication, et Dalsin le fait également, uniquement pour d'autres clients.

"Une chose que nous aimons faire et que nous adorons, c'est d'avoir un équipement 'dalsinisé'", a déclaré Borgerding."Nous prendrons un équipement standard et nous le pousserons juste pour savoir exactement ce qu'il peut faire."

Dalsin a déplacé la plupart des travaux adaptés à la nouvelle automatisation à Lakeville (pièces nécessitant à la fois poinçonnage et pliage) depuis Bloomington, ouvrant ainsi la capacité pour des travaux plus complexes sur le site d'origine de l'entreprise.Cela a fourni une base solide d'activité pour la nouvelle installation, mais Dalsin cherche à ajouter à la charge de travail.Un deuxième quart de travail peut être ajouté rapidement à l'emplacement de Lakeville si nécessaire.

Borgerding a déclaré que Dalsin cherchera désormais à véritablement libérer le potentiel de son usine du futur en connectant les systèmes de Lakeville au logiciel ERP de l'entreprise.Tout comme le nouvel équipement a contribué à rationaliser la production de pièces, la connectivité de l'industrie 4.0 peut faire de même pour les processus de front-office.Tout cela fait partie du plan pour être aussi efficace que possible, tant du point de vue du temps que des coûts, lorsque vous traitez avec les clients.

"Les commentaires que nous recevons des clients existants ou des nouveaux clients qui viennent nous auditer sont qu'ils sont surpris de l'étendue des capacités dont nous disposons", a déclaré Borgerding."Nous voulons qu'ils nous connaissent comme étant un guichet unique, ayant les capacités et les capacités là où ils en ont besoin."

C'est beaucoup plus facile à faire avec la configuration de fabrication et de formage automatisée à Lakeville.Le défi maintenant pour Dalsin est de faire passer le message.

Une presse plieuse se trouve à la fin du système de fabrication et de formage automatisé.

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Dan Davis est rédacteur en chef de The FABRICATOR, le magazine de fabrication et de formage des métaux le plus diffusé de l'industrie, et de ses publications sœurs, STAMPING Journal, The Tube & Pipe Journal et The Welder.Il est aux publications depuis avril 2002.

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