Des flux de matières optimisés dans la transformation de tôles

L’entreprise

Heimann GmbH & Co. KG a son siège en Allemagne, à Olbernhau, dans les monts Métallifères, un site tout indiqué, car la métallurgie est ici une tradition. Depuis 2019, le quartier des Saigerhütten dans la ville est même inscrit au patrimoine mondial de l’UNESCO. Fondée en 1902, la société Heimann GmbH & Co. KG est une entreprise familiale (dans sa cinquième génération). Elle fabrique des structures en acier de haute qualité destinées à des applications très variées. Sa gamme couvre aussi bien la construction d’installations spéciales que les hangars industriels complets ou encore la construction de machines et la technique pour les collectivités. Avec l’arrivée d’un nouveau hangar, le site principal compte désormais 18 000 m² de surface de production.

La mission

Les responsables de Heimann ont soigneusement planifié le flux des matériaux dans le nouveau hangar. Ils ont pour cela tenu compte du fait que la forme, les dimensions et le poids des éléments manipulés varient fortement entre eux. Ces derniers sont principalement des tôles d’acier qui passent par plusieurs étapes de transformation telles que la découpe, le meulage et le redressage pour le montage dans des constructions métalliques complexes.

L’objectif premier était de parvenir à un concept de grues aussi souple que possible qui permet p. ex. un fonctionnement en tandem et qui garantit l’alimentation en tôles de différentes tailles dans les installations de découpe. Il s’agissait ensuite de créer des possibilités de manipuler les éléments découpés (autrement dit nettement plus petits) sur les machines d’usinage afin d’assurer une production efficace de pièces sur mesure. Le transport des composants s’effectue donc sur deux plans : d’une part, les grues doivent alimenter les machines de découpe et d’autre part, les grues sur les postes de travail sont là pour assister les étapes de transformation.

La solution

Trois ponts roulants sur une seule et même voie de roulement assurent le prélèvement des tôles d’acier stockées dans l’entrepôt. Il s’agit de deux ponts roulants monopoutre et d’un pont roulant bipoutre de type V d’une capacité de charge de 10 et 12,5 tonnes. La conception optimisée en termes de poids du profilé en V garantit entre autres une capacité de charge élevée pour un poids propre faible et une réduction du balancement de la charge lors du déplacement du pont roulant. Les trois ponts roulants sont équipés d’un entraînement à réglage en continu pour déplacer les chariots et les ponts roulants. Les convertisseurs de fréquence des entraînements facilitent grandement le travail de l’opérateur en évitant les mouvements de balancier lorsque le pont roulant se déplace.

Plusieurs systèmes de grues du système modulaire Demag KBK facilitent considérablement la manipulation des découpes et des composants sur les postes de travail et créent simultanément les conditions pour un flux de matériaux organisé.
Deux monorails KBK de 12 m et 29 m de long assurent un transport ordonné de point à point. L’alimentation électrique est assurée par le profil KBK II-R via une ligne de contact intégrée. Ainsi, les câbles d’alimentation externes disparaissent, ce qui élimine le risque de collision avec eux.

En outre, les ponts monopoutres et bipoutres KBK servent à approvisionner les postes de travail de Heimann en matériaux. Les processus de production sont parfaitement reliés les uns aux autres. Les collaborateurs transportent les découpes et les composants sur les lignes de production de manière ergonomique et fluide.

La voie de roulement du pont bipoutre KBK fait 20 m de long et elle est empruntée par un pont roulant d’une largeur de voie centrale de 4,2 m qui fonctionne à l’électricité. Le pont de grue est entraîné par un Demag DRF 200 et un moteur de déplacement ZBF63 A 8/2 à deux niveaux de vitesse : 5,00 et 20,00 m/min. Pour le palan, Heimann mise sur un puissant DC-Pro 10-1250 à deux vitesses de levage de 6 et 1,5 m/min et une capacité de levage de 1 250 kg. Le transport de pièces brutes et de plaques métalliques lourdes s’effectue ainsi sans problème le long des postes d’ébavurage et de chanfreinage.

Neuf palans à chaîne de type Demag Manulift des deux systèmes KBK sont actionnés non seulement de manière ergonomique, mais aussi d’une seule main à l’aide de la poignée. L’opérateur n’a pas besoin d’une unité de commande séparée. Il manipule la charge à l’aide de l’unité de commande intégrée à la chaîne de charge. Les boutons s’actionnent juste avec le pouce. L’unité de commande convient aussi bien aux gauchers qu’aux droitiers, de sorte que chaque opérateur travaille de manière ergonomique.

Le Manulift sert notamment à placer précisément des composants sur le poste de travail, entre autres le long de différents centres de fabrication et en tant que chariot pour les ponts monopoutres KBK avec différentes longueurs de voie et dimensions de centre de voie. Deux poutres de pont particulièrement courtes d’une portée de 1,1 m attirent l’œil. Celles-ci aident à transférer les pièces métalliques usinées d’une palette sur le convoyeur à rouleaux d’une dresseuse à rouleaux et à les placer sur une palette après l’étape de production.

Trois questions à Tilo Kupfer, ingénieur responsable du projet Heimann GmbH & Co. KG à Olbernhau (Allemagne).

 

Demag : Monsieur Kupfer, quelles informations obtenez-vous lors d’un premier rendez-vous avec un client ?

Tilo Kupfer : Le client commence par décrire les processus qu’il souhaite effectuer à l’avenir dans le nouveau hangar ou avec les nouveaux engins de levage, ainsi que l’endroit où les opérations de levage auront lieu. Les caractéristiques du matériel stocké, en particulier les dimensions et le poids, jouent un rôle, tout comme les objectifs de l’utilisateur, par ex. en termes de flexibilité et de rendement.

Il en résulte déjà un concept de base qui permet de sélectionner le type et le nombre de ponts roulants ou le système KBK. Cette première idée est affinée au cours du projet. D’autres aspects s’ajoutent p. ex. la sécurité, l’ergonomie et le maniement. Le client souhaite-t-il des entraînements réglables en continu, quelle est la précision de positionnement nécessaire, quels accessoires d’élingage et de saisie de charge sont utilisés ? Les ponts roulants doivent-ils fonctionner en tandem et, si oui, où ? Les charges doivent-elles être retournées ? Toutes ces questions doivent être clarifiées avant d’élaborer un concept.

Demag : Quelles caractéristiques sont particulièrement importantes pour les installations de Heimann GmbH & Co. KG ?

Tilo Kupfer : Chez Heimann, des tôles d’acier de très grand format et lourdes sont transformées, p. ex. pour la construction de hangars. Cela nécessite des opérations telles que l’oxycoupage et le redressage. Ainsi, les conditions ambiantes sont plutôt difficiles et les ponts roulants doivent être fiables et ne pas tomber en panne.

 

La vaste palette de produits Demag utilisés dans les différents domaines de l’entreprise mérite d’être citée. Nous retrouvons chez le client des ponts monopoutres et bipoutres à profil en V et en caisson, ainsi que plusieurs systèmes modulaires KBK. Heimann accorde une grande importance à la sécurité et à l’ergonomie. C’est pourquoi nous avons choisi un système sur mesure pour chaque tâche de levage et chaque poste de travail.

 

Pour notre client, il était également important que l’opérateur se sente « chez lui » et en sécurité lorsqu’il change de poste de travail. Ainsi, il trouve des engins de levage similaires dans chaque hangar. Il s’agit notamment du système Manulift, qui garantit une utilisation ergonomique. Il est utilisé ici aussi pour les plus grands outils et le système reconnu Manulift permet de manipuler d’une seule main des pièces jusqu’à 500 kg.

Demag : Quelle exigence du client a été particulièrement intéressante dans ce projet ?

Tilo Kupfer : À mon avis, la disposition parallèle à proximité immédiate des ponts roulants et des monorails était passionnante pour planifier le système KBK. Nous avons ainsi créé les conditions pour que les opérateurs puissent transférer des pièces dans les zones de travail sans avoir à les déposer.

L’un des défis pour la conception de l’une des deux grues en V était la possibilité de contrôler deux chariots séparément, mais aussi en tandem. Ainsi, cela permet de manipuler des pièces de tôle planes ou des éléments de construction longs et instables de manière sûre et précise. 

Spécificités

Lors de la conception des grues et des systèmes KBK, les concepteurs de Demag et les décideurs de Heimann ont accordé une grande importance à la conception des points de transfert. C’est ainsi qu’est né un système de transport global qui répond avec une grande flexibilité à toutes les exigences de levage et de manutention, et ce, pour des marchandises très variées et souvent très encombrantes.

De plus, le système KBK s’intègre parfaitement dans l’environnement de production, parfois même dans les zones de travail cloisonnées des machines, p. ex. pour l’installation de redressage.

Heimann a des exigences de sécurité très strictes. Tous les ponts roulants sont équipés de la commande SafeControl, développée par Demag, qui contrôle en permanence toutes les fonctions et mouvements du pont roulant, y compris les mouvements superposés, pour plus de sécurité.

La commande SafeControl permet également de faire fonctionner deux chariots en tandem sur l’un des deux ponts bipoutres en V : une option intéressante, en particulier pour la manutention et la découpe de profilés et de tôles d’acier longs.