Directives pour la sélection d'une technologie de vissage

La technologie optimale pour vos applications de vissage

Les ingénieurs produits et processus connaissent bien cette situation : la technologie de vissage, connue pour être la technologie d'assemblage la plus complète, réserve souvent des surprises avec des variables d'influence n'ayant pas été prises en compte durant les phases de calcul et de conception. L'ingénieur ayant opté pour la technologie de vissage correcte dès la phase de planification dérive d'importants bénéfices de son choix judicieux.

Ce guide fournit une assistance et des conseils pour le choix du système de vissage approprié à des applications à caractère industriel.

DEPRAG propose une très vaste gamme d'outils d'assemblage pour les applications les plus diverses. Les outils pour l'assemblage de produits sophistiqués caractérisés par des exigences de sécurité des procédés élevées font l'objet d'autres considération que, par exemple, les marteaux piqueurs utilisés sur les chantiers.

LE BON OUTIL POUR VOTRE APPLICATION !


Présentation des différentes visseuses et leurs applications respectives


A : Technologie de vissage pour l'assemblage industriel

Pour l'assemblage industriel, DEPRAG propose une vaste gamme de produits, allant de la solution de base, les visseuses pneumatiques éprouvées NANOMAT , MICROMAT ou MINIMAT , jusqu'à la visseuse EC-Servo à commande électronique.

La classification de ces outils repose sur différentes critères, tels que

  • l'usage mobile ou fixe manuel
  • le mode d'entraînement pneumatique ou électronique
  • le modèle : droit, à renvoi d'angle, à poignée pistolet
  • les exigences en matière de fiabilité, de flexibilité, de documentation, etc.

Bien souvent, dans les applications industrielles, ce n'est pas seulement l'outil d'assemblage, mais le système de vissage tout entier qui doit être adapté à l'application, au processus de serrage et aux exigences de fiabilité spécifiques. En d'autres termes, tous les composants doivent être coordonnés : visseuses, instruments de mesure de couple et d'angle, système d'alimentation et même l'équipement complet du poste de travail manuel ou de l'unité d'assemblage automatisée.

Ceci vous fournit une première introduction à la sélection de l'outil de vissage approprié. Toutefois : Le choix d'une technologie de vissage adaptée à votre application ne peut se faire qu'en rapport avec une une analyse de points de fixation pertinente, (basée sur l'analyse des pièces à assembler).


B : Technologie de vissage pour applications spéciales

DEPRAG propose un choix d'outils pour les applications spéciales les plus diverses, tels que :

  • SENSOMAT
    Les visseuses avec limiteur de couple mécanique pour l'assemblage de vis par déformation, par découpe ou de vis autoforeuses.
    La vis est entraînée avec le couple maximal du moteur Le limiteur de couple se déclenche juste avant que la tête de vis arrive en butée, et la visseuse s'arrête exactement au couple prédéfini.
  • Visseuse à impulsions avec verrouillage automatique
    Les visseuses à impulsions hydrauliques pour l'assemblage rapide de vis sans aucune réaction de couple notable avec verrouillage de couple.
  • Visseuses à chocs
    Pour un serrage rapide dans une plage de couple comprise entre 90 et 1200 Nm
  • MINIMAT-T
    La visseuse à butée de profondeur avec arrêt précis à partir d'une profondeur prédéfinie ; utilisée pour le travail du bois et du plâtre
  • VARIOMAT
    L'outil polyvalent dans le travail du bois
  • Visseuse de RECYCLAGE
    L'outil flexible pour les opérations de réparation ou de recyclage qui simplifie le désassemblage des éléments de fixation.
  • Visseuses à tête plate
    La solution pour les applications dans des espaces confinés et pour des vis de taille M3 à M8.

Le choix d'un outil de vissage pour une application d'assemblage industriel en série est complexe. C'est pourquoi nous nous concentrerons dans les prochaines étapes de ce guide particulièrement sur ​​les visseuses suivantes.

SELECTION D'UNE TECHNOLOGIE D'ASSEMBLAGE EN FONCTION D'OBJECTIFS DE PRODUCTION

Il s'agit ici de déterminer la technologie d'assemblage correspondant à vos besoins de production. En cas de volume relativement faible, de cycles de vie de produits courts ou d'un grand nombre de variantes de produits, l'outil recommandé est une visseuse portative pour assemblage manuel.

Une telle visseuse peut être mise à niveau en parallèle à l'augmentation des volumes de production, par exemple à l'aide d'un système d'alimentation de vis automatique.

A l'inverse, des volumes relativement importants et des cycles de vie de produits longs nécessitent des processus d'assemblage automatisés. A cet effet, nous proposons des systèmes d'assemblage semi-automatiques ou entièrement automatiques.

En fonction de la variété de vos produits, nous proposons des unités de vissage mono-broches flexibles XY ou des unités de perçage multi-broches adaptées à un motif de trous spécifique.

SELECTION DU TYPE D'ENTRAÎNEMENT – ELECTRIQUE OU PNEUMATIQUE ?

Il existe essentiellement deux types d'entraînements différents : électrique ou pneumatique. Les visseuses alimentées par voie électrique ou pneumatique présentent des caractéristiques spécifiques qui déterminent leur sélection en fonction des exigences des différentes applications.

Les facteurs suivants sont à prendre en compte lors de la sélection :
Critère Entraînement électronique Entraînement pneumatique  
A : Flexibilité (paramètres de couple variables) élevée faible  
B : Fiabilité élevée moyenne  
C : Précision de couple élevée élevée  
D : Collecte de données et maîtrise statistique des procédés élevée moyenne  
E : Exigences de documentation élevée moyenne  
F : Coût d'achat élevé faible  
G : Coût de fonctionnement faible faible  
H : Disponibilité des moyens d'entraînement disponibles généralement disponibles  
I : Durée de vie élevée élevée  

Des facteurs ou combinaisons spécifiques influencent le choix du mode d'entraînement : l'absence d'alimentation en air comprimé est ainsi par exemple un facteur d'exclusion sans appel pour les outils pneumatiques. D'autre part, le besoin de flexibilité ou des paramètres de vissage variables sont des critères en faveur du choix d'une visseuse électrique programmable.

 

Critère A : Flexibilité

Si votre application exige la modification d'un ou plusieurs paramètres de vissage - couple, angle, vitesse, sens de rotation ou profondeur -, nous recommandons fortement le recours à un système de vissage à entraînement électrique. Les systèmes de vissage EC de DEPRAG (visseuses EC-Servo MINIMATet et visseuses EC NANOMAT, MICROMAT, et MINIMAT) permettent la libre programmation des paramètres ci-dessus. Les modifications de ces paramètres de vissage peuvent être facilement mises en oeuvre.

Si à l'inverse les paramètres de vissage demeurent constants, l'utilisation d'une visseuse pneumatique à verrouillage (visseuses NANOMAT, MICROMATou MINIMAT) est amplement suffisante.

 

Critère B : Sécurité des procédés

La sécurité des procédés est une notion très générale, qui a un effet décisif sur la portée et le coût du système de vissage sélectionné. Les exigences relatives à la sécurité des procédés doivent être clairement définies à l'avance.

Alors que certaines applications se contentent de la simple transmission de signaux OK/pas OK, d'autres exigent l'enregistrement, l'analyse et la documentation précise de toutes les étapes d'assemblage.

Les signaux OK/pas OK peuvent être fournis à la fois par des visseuses pneumatiques et électriques . En revanche, l'enregistrement, l'analyse et la documentation des étapes d'assemblage sont essentiellement l'apanage de systèmes de vissage intelligents à entraînement électrique et commande électronique . Notons qu'il est également possible d'avoir recours à des visseuses pneumatiques avec des capteurs de couple et d'angle intégrés .

Des fonctionnalités supplémentaires peuvent être nécessaires pour l'assemblage de pièces ayant une incidence sur la sécurité. Ceci peut par exemple impliquer la détection et l'évaluation des résultats d'un capteur de couple ou un besoin de redondance, tel que proposé par nos visseuses EC-Servo en lien avec l'utilisation d'un système de mesure de couple supplémentaire.

 

Critère C : Précision de couple

Les visseuses pneumatiques des séries NANOMAT, MICROMAT ou MINIMAT, toutes équipées d'un limiteur de couple mécanique de haute précision, offrent une précision déjà presque légendaire inférieure à ± 3 % d'écart-type – et ce sur des millions de cycles de vissages.

L'écart-type ne représente toutefois qu'une indication de la précision des visseuses DEPRAG. L'indice de capacité de machine Cmk est la valeur décisive pour déterminer l'aptitude d'un outil donné à un usage industriel. Lorsqu'elles sont utilisées dans des conditions appropriées, les visseuses DEPRAG avec limiteur de couple atteignent un coefficient de répétabilité supérieur à 1,67 à une tolérance de ± 10 % rapportée à 6 Sigma conformément à la norme ISO 5393. En d'autres termes, un coefficient de répétabilité de 1,67 correspond un taux d'échec de 0,6 par million de vis assemblées.

Les visseuses DEPRAG basées sur notre technologie EC ou EC-Servo font encore mieux : en fonction de la configuration et de la programmation des séquences de serrage, elles permettent une précision de couple inférieure à ± 1 % d'écart-type, ou, en termes d'indice de capacité de la machine, un coefficient de répétabilité ≥ 1,67 à une tolérance de ± 5 % rapportée à 6 Sigma conformément à la norme ISO 5393, et donc le même pourcentage d'erreur infime de 0,6 par million de vis assemblées, et ce pour une fenêtre de tolérance réduite de moitié.

 

Critère D : Collecte de données de fonctionnement et contrôle statistique des processus

Pour la collecte des données de fonctionnement et le contrôle statistique des processus, il est nécessaire de disposer de systèmes de vissage pouvant communiquer avec des unités de stockage de données. Ici aussi, les technologies EC ou EC-Servo offrent une solution clés en mains.

 

Critère E : Exigences de documentation

Les deux systèmes permettent l'enregistrement des valeurs de couple et d'angle atteintes. Alors que cette fonction est une fonction standard dans les visseuses EC et EC-Servo, les visseuses pneumatiques doivent être spécialement équipées de capteurs de couple et d'angle.
Les avantages économiques initiaux des solutions à entraînement pneumatique s'en trouvent ainsi réduits.

 

Critère F : Coûts d'investissement

Les nombreuses options et fonctionnalités des technologies EC et EC-Servo se reflètent dans les coûts d'investissement.

D'une manière générale, plus l'exigence d'un système de vissage (sécurité des procédés, fonctionnalité, etc.), plus les coûts d'investissement sont élevés.

Ici, la technologie d'entraînement pneumatique éprouvée présente des avantages évidents.

 

Critère G : Coûts de fonctionnement

Pour estimer le coûts de fonctionnement de manière réaliste, doivent être pris en compte, comme par exemple

  • la comparaison des coûts énergétiques entre l'électricité et l'air comprimé
  • frais d'entretien et de maintenance : alors que les visseuses pneumatiques peuvent généralement être entretenues par le personnel de maintenance interne, les visseuses EC doit être envoyées au fabricant.
  • coûts de formation du personnel (par exemple formation à l'usage du logiciel de vissage)
  • besoins d'étalonnage des instruments de mesure (norme de qualité EN ISO 9001)
  • résistance aux conditions externes (poussière, humidité, etc.)
  • Coût d'investissement

 

Critère H : Disponibilité des moyens d'alimentation énergétique

L'absence d'air comprimé est un facteur d'exclusion sans appel pour les visseuses pneumatiques.

 

Critère I : Longévité

Les visseuses DEPRAG sont conçues pour un usage industriel en continu et une grande longévité. Ceci s'applique indifféremment aux deux technologies d'entraînement.

LE BON MODELE POUR VOTRE APPLICATION

Les visseuses sont disponibles dans une variété de modèles.

C'est ainsi que les visseuses manuelles classiques avec axe de vissage vertical sont généralement droites, tandis que les visseuses à axe horizontale sont pour la plupart équipées d'une poignée pistolet. D'autres variantes incluent les visseuses à renvoi d'angle pour les espaces confinés ou des visseuses à couple élevé avec châssis cylindrique pour une installation au sein d'unités d'assemblage ou de solutions personnalisées.

COUPLE, ANGLE ET VITESSE

L'objectif d'un point de fixation vis est habituellement le raccordement de deux ou plusieurs composants à une force de précontrainte définie. Cependant, les méthodes directes pour mesurer la force de précontrainte atteinte ne sont pas rentables dans la production industrielle de masse.

A défaut, on utilise ainsi le couple comme facteur déterminant du processus de vissage. A cet égard, la précision des couples appliqués a un impact direct sur la force de précontrainte exercée, et par conséquent sur la qualité des opérations de vissage.

Plus l'outil de vissage est précis, et plus les points de fixation seront fiables. En parallèle au couple, on peut obtenir des informations sur l'angle de rotation en mesurant la distance angulaire entre une valeur de couple seuil et la valeur de couple final. Si les deux mesures (couple et angle) se situent dans les plages de tolérance spécifiées, on part du principe que l'assemblage a été effectué avec succès.

La vitesse de rotation est un autre facteur déterminant qui doit être défini : le vissage à grande vitesse de vis en plastique autoformantes peut par exemple produire une température de friction élevée susceptible d'influencer négativement la formation des flancs de filetage.

Les phénomènes de tassement, les textures de surface et la précision dimensionnelle des pièces à assembler, ainsi que la précision de positionnement des composants les uns par rapport aux autres ont eux aussi une influence sur le processus d'assemblage et doivent être pris en compte. Les phénomènes de tassement, tels qu'ils peuvent par exemple se produire en présence d'une pompe avec joint intégré, requièrent une approche particulière. Le recours à un processus de serrage à deux ou plusieurs étapes ou à des temps d'attente de couple peut aider à résoudre ce problème. D'autres approches peuvent être trouvées via la combinaison de différents paramètres de vissage. Le processus de mesure des forces de friction permet ainsi par exemple la détection de l'arrivée de la tête de vis en butée et par là le serrage final à l'aide des valeurs de couple et d'angle.

Les une analyse de points de fixation pertinente, sont idéales pour déterminer les paramètres de serrage nécessaires et les approches correspondantes.

CONSEILS EN APPLICATION

Plusieurs décennies d'expérience en matière de technologies de vissage, d'analyse professionnelle et de laboratoires de test (agréés DAkkS) et une équipe de spécialistes chevronnés se tiennent à votre entière disposition pour l'étude de vos applications.

Nos conseillers technique en Allemagne et dans le monde entier peuvent vous aider à définir votre cahier des charges sur site. N'hésitez pas à prendre contact avec l'un de nos représentants au sein du département correspondant.

Informations complémentaires :

Guide en PDF sur les technologies de vissage