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Serrage automatique des vis sous plusieurs angles pour les tableaux de bord automobiles

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Serrage multi-angle, Tableau de bord automobile, Tournevis à capteur, Serrage par bras robotisé, Surveillance du couple et de l'angle, Traçabilité des données MES, Outils de serrage intelligents, Réduction du temps de cycle

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Alors que la construction automobile évolue vers une production plus intelligente, plus flexible et de meilleure qualité, les garnitures intérieures font l'objet d'une refonte. Le tableau de bord est l'un des composants de l'habitacle qui nécessite le plus de fixations. DANIKOR relève le défi du serrage de vis à angles multiples grâce à un système coordonné associant un bras robotisé multiaxial à des tournevis intelligents équipés de transducteurs, le tout complété par l’intégration d’un automate programmable (PLC) et d’un système de gestion de l’exécution (MES) pour une traçabilité totale des données.

1. Contexte sectoriel : l’assemblage des intérieurs automobiles s’oriente vers l’automatisation et l’intelligence
À mesure que l’industrie automobile évolue vers l’intelligence, la flexibilité et la haute qualité, les processus d’assemblage des pièces d’intérieur ne cessent de se perfectionner. Le tableau de bord — un élément clé de l’habitacle — présente une structure interne complexe comprenant des modules d’instruments, des écrans, des supports et de multiples composants fonctionnels, et nécessite un grand nombre de fixations par vis.

L’assemblage traditionnel du tableau de bord repose généralement sur des opérateurs utilisant des tournevis électriques à main. Le tableau de bord étant complexe et les vis réparties à différents emplacements, certaines doivent être vissées de côté, en pente ou à des hauteurs variables, ce qui oblige les opérateurs à ajuster constamment l’angle de l’outil et leur posture. Cette approche manuelle dépend fortement des compétences et des habitudes de l’opérateur, ce qui entraîne une productivité instable, une qualité de serrage inégale et un manque de traçabilité complète des données d’assemblage.

Alors que l’industrie automobile renforce ses exigences en matière d’uniformité des produits et de gestion de la qualité tout au long du processus, le fait de se fier uniquement au jugement humain pour déterminer si une vis est correctement serrée ne permet plus de répondre aux normes élevées de la production automatisée. Comment parvenir à un serrage automatique des vis sous plusieurs angles sur les tableaux de bord — tout en garantissant la qualité de chaque vis et en reliant les données de serrage au système de gestion de la production — est devenu un axe prioritaire pour l’assemblage automatisé des tableaux de bord.

Pour cette application, DANIKOR adopte une approche coordonnée associant un bras robotisé multiaxial et des tournevis électriques intelligents. Grâce à un contrôle automatisé des mouvements et à une technologie de serrage intelligente de haute précision, cette solution permet le serrage automatique des vis sous différents angles, et combine un automate programmable (PLC) et un système de gestion de la fabrication (MES) pour assurer la surveillance du processus, la vérification des résultats et la traçabilité des données.

2. Quels problèmes le serrage manuel des tableaux de bord engendre-t-il ?
2.1 Le serrage de vis à angles multiples est complexe à réaliser manuellement
Le tableau de bord présente une configuration interne compacte, et les positions de montage ainsi que les orientations des vis des différents composants varient. Certaines vis se trouvent dans des espaces étroits, sur le côté ou en pente, ce qui oblige les opérateurs à ajuster à plusieurs reprises l’angle du tournevis — voire leur posture — pour réaliser l’assemblage. Lorsque le nombre de vis est élevé et que leurs positions sont complexes, la difficulté de l’opération manuelle s’accroît et il devient difficile de maintenir des temps de cycle stables.

2.2 Efficacité manuelle limitée, temps de cycle instable
Le serrage manuel traditionnel implique généralement que les opérateurs localisent chaque vis, ajustent la position de l’outil et réalisent l’assemblage une par une. Les différences de vitesse, de compétence et de condition physique entre les opérateurs entraînent des temps d’assemblage par unité irréguliers. Dans la production en grande série de tableaux de bord, le serrage manuel peut même devenir un goulot d’étranglement pour le temps de cycle (Zykluszeit) de l’ensemble de la ligne.

2.3 La qualité du serrage dépend de l’expérience de l’opérateur
À l’intérieur du tableau de bord, il existe de multiples spécifications de vis, et différents assemblages exigent des couples de serrage (Drehmoment) différents. Le recours au jugement humain peut entraîner un couple insuffisant, un couple excessif, des vis oubliées ou des resserrages répétés. En particulier au niveau des assemblages impliquant des boîtiers en plastique, des inserts et des composants électroniques de précision, un mauvais contrôle des paramètres peut endommager le filetage (Gewinde), déformer le boîtier ou endommager les pièces.

2.4 Absence d’enregistrements complets des données de processus, traçabilité difficile
Le serrage manuel vise généralement à mener à bien la tâche et enregistre rarement automatiquement le processus de serrage réel de chaque vis. Lorsqu’une anomalie d’assemblage survient, les responsables peuvent se trouver dans l’incapacité d’identifier rapidement quelle vis a présenté un défaut, ou d’en analyser la cause à l’aide des données historiques. Pour les constructeurs automobiles, des enregistrements de serrage incomplets compliquent l’analyse de la qualité, le dépannage et la traçabilité de la production.

3. La solution de serrage automatique multi-angles de DANIKOR pour les tableaux de bord
Pour répondre à la structure complexe des tableaux de bord, à la diversité des angles de vis et aux exigences élevées en matière de qualité de serrage, DANIKOR adopte un système de serrage automatisé dans lequel un bras robotisé multiaxial est équipé d’une visseuse électrique intelligente. En combinant le contrôle des mouvements robotiques avec des outils de serrage intelligents, ce système permet le serrage automatique des vis à différentes positions et sous différents angles dans l’espace, avec une surveillance en temps réel du processus de serrage de chaque vis.

3.1 Bras robotisé multiaxial équipé d’un tournevis à capteur pour un serrage automatique multi-angle
Face à la diversité des positions des vis sur le tableau de bord, un bras robotisé multiaxial actionne le tournevis intelligent pour effectuer le serrage automatique à différentes positions et sous différents angles, conformément à un programme prédéfini. Le bras déplace la visseuse vers la position de vis spécifiée le long d’une trajectoire définie et adapte l’orientation de l’outil à la configuration réelle de la station — qu’il s’agisse d’un serrage vertical ou de joints latéraux/inclinés, le tout étant réalisable grâce à des trajectoires de bras et une configuration de l’outil raisonnables.

Par rapport au réajustement manuel de l’angle de la visseuse, le serrage automatique robotisé réduit l’intervention humaine et améliore à la fois l’efficacité et la cohérence du repositionnement sur les postes d’assemblage complexes.

Avantages techniques :

Le contrôle de mouvement multiaxial s’adapte aux vis situées dans différentes directions et à différents angles.

Trajectoires de serrage personnalisées en fonction de la structure du tableau de bord.

Réduit les réglages manuels de la position de l’outil.

Permet un serrage automatique en continu sur plusieurs positions de vis.

Améliore le temps de cycle de la station et la capacité de production automatisée.

3.2 Un tournevis à transducteur de haute précision garantit la qualité de chaque vis
Le bras robotisé gère la position de la vis et l’angle de serrage ; le véritable facteur déterminant de la qualité du processus d’assemblage est l’outil de serrage lui-même. La visseuse électrique à capteur (outils de serrage à transducteur) de DANIKOR utilise un transducteur de couple pour la surveillance du processus et vous permet de définir les paramètres de serrage correspondants pour chaque vis et chaque processus d’assemblage.

Contrairement aux méthodes de contrôle qui se contentent d’estimer le couple à partir du courant du moteur, la visseuse à transducteur surveille directement les variations de couple pendant le serrage, offrant ainsi une base de mesure plus directe pour l’évaluation de la qualité. Associée à un contrôle de vitesse en plusieurs étapes et à la surveillance du couple et de l’angle, elle permet d’attribuer un programme de serrage dédié à chaque assemblage, afin que les vis de différentes spécifications soient serrées conformément à leurs propres exigences de processus. Pour les boîtiers en plastique des panneaux, les supports métalliques et les composants électroniques de précision, une configuration différenciée des paramètres peut être définie en fonction des conditions de travail réelles.

Avantages techniques :

Surveillance du couple en temps réel via un capteur de couple.

Surveillance multiparamétrique du couple, de l’angle et plus encore.

Le contrôle de vitesse en plusieurs étapes s’adapte aux différents processus de serrage.

Gestion des paramètres par programme en fonction de la position de chaque vis.

Améliore la cohérence et la contrôlabilité du processus d’assemblage par vissage.

3.3 Surveillance en temps réel du couple, de l’angle et du temps pour une évaluation de la qualité sur l’ensemble du processus
Le serrage automatique des tableaux de bord doit non seulement réaliser l’assemblage, mais également déterminer si chaque vis respecte le processus défini. La visseuse intelligente de DANIKOR collecte en temps réel les données de processus pertinentes pendant le serrage, notamment :

Couple : surveille les variations de couple pendant le serrage et détermine si l’exigence définie est atteinte.

Angle : enregistre l’angle de serrage pour faciliter l’analyse de l’enfoncement de la vis et du processus d’assemblage.

Durée : enregistre la durée de l’opération de serrage pour faciliter l’évaluation des anomalies du processus.

Résultat du serrage : vérifie automatiquement chaque résultat de serrage par rapport aux paramètres de processus prédéfinis.

Lorsque des conditions telles qu’un couple dépassant les limites, des anomalies d’angle ou d’autres conditions non respectées se produisent, le système peut émettre un signal de résultat anormal correspondant selon sa logique de contrôle, permettant ainsi à l’équipement d’identifier et d’exécuter rapidement les mesures correctives. La surveillance multiparamétrique réduit les limites liées à l’évaluation de la qualité de l’assemblage uniquement sur la base du couple final, rendant le processus de serrage plus transparent et plus contrôlable.

3.4 Intégration PLC et MES pour la traçabilité des données par vis
Dans la fabrication automobile intelligente, les équipements doivent non seulement automatiser les processus, mais aussi échanger des données avec le système de gestion de la production. Le système de serrage intelligent de DANIKOR peut interagir avec l’automate programmable (PLC) et le système d’exécution de la fabrication (MES) en fonction des besoins spécifiques du site du client, reliant ainsi les équipements de serrage au contrôle de la ligne de production et au système de gestion de la production.

Grâce à ce mécanisme d’échange de données, les constructeurs peuvent consulter l’historique de serrage de chaque vis, suivre les informations de qualité tout au long du processus d’assemblage et fournir des données à l’appui pour l’analyse des anomalies, les audits qualité et la gestion de la production. Cela garantit une véritable traçabilité des données pour chaque élément de fixation.

4. La valeur ajoutée du serrage intelligent de DANIKOR pour la construction automobile
Par rapport aux tournevis électriques manuels traditionnels, le système d’automatisation combinant bras robotisé et tournevis intelligent améliore le processus d’assemblage des tableaux de bord en termes de productivité, de qualité des assemblages et de gestion des données :

Une efficacité de production accrue : le bras effectue automatiquement des opérations de vissage multipositions et multi-angles selon une trajectoire prédéfinie, ce qui réduit le temps consacré au positionnement des vis et au réajustement des angles de l’outil, contribuant ainsi à raccourcir le temps de cycle de la station.

Meilleure homogénéité de la qualité de serrage — la visseuse équipée d’un transducteur surveille en temps réel le couple, l’angle et d’autres paramètres, ce qui réduit l’impact des variations liées à l’intervention humaine sur les résultats et améliore la stabilité du processus.

Réduction du risque d’anomalies d’assemblage — les paramètres programmés, la surveillance du processus et la vérification « OK/NG » permettent d’identifier les vis manquantes, les anomalies de couple et d’autres anomalies de processus, réduisant ainsi le risque que des pièces défectueuses ne parviennent aux processus en aval.

Traçabilité complète de la qualité tout au long du processus — les données de serrage sont associées aux informations sur le produit et transmises au MES, ce qui permet de consulter les enregistrements par vis et améliore la transparence de la production.

Automatisation accrue de la ligne — le travail coordonné du bras robotisé, des outils de serrage intelligents et du PLC/MES favorise la transformation de l’assemblage des tableaux de bord, passant d’une opération manuelle à une production automatisée et numérique.

5. Conclusion : une norme pour chaque vis, un enregistrement pour chaque serrage
Bien que le tableau de bord relève d’un poste de finition intérieure, son intérieur comporte de nombreux composants de précision et assemblages vissés, avec des exigences élevées en matière d’efficacité d’assemblage, de qualité des assemblages et de traçabilité du processus de production. Le serrage manuel traditionnel peine à concilier à la fois l’efficacité multi-angles, la constance de la qualité et la gestion des données.

Grâce au fonctionnement coordonné d’un bras robotique multiaxial et de tournevis équipés de capteurs, DANIKOR réalise le serrage automatique des vis du tableau de bord à différentes positions et sous différents angles ; grâce à la surveillance multiparamétrique du couple, de l’angle et du temps, elle assure le contrôle de la qualité du processus ; et en intégrant un automate programmable (PLC) et un système de gestion de la fabrication (MES), elle enregistre et assure la traçabilité des données de serrage de chaque vis.

De l’exécution automatisée au contrôle qualité de l’ensemble du processus, DANIKOR s’engage à fournir aux équipementiers automobiles et aux fabricants de pièces des solutions de serrage intelligentes plus précises, plus efficaces et plus traçables.

Si vos postes d’assemblage de tableaux de bord, de garnitures intérieures ou d’autres composants de précision sont confrontés à des défis tels que le serrage de vis à angles multiples, une faible efficacité manuelle, une qualité de serrage instable ou une traçabilité difficile des données, contactez DANIKOR pour obtenir une solution d’automatisation de serrage intelligente et adaptée à vos besoins.