Le fabricant de compresseurs Danfoss choisit PCI pour une solution d’usinage automatisée clé en main

Danfoss, groupe danois de plus de 40 000 collaborateurs au niveau mondial, réalise un chiffre d’affaires supérieur à 10 milliards d’euros. Il dispose à Reyrieux (Ain) du site Danfoss Commercial Compresseurs, spécialisé dans la fabrication de compresseurs pour l’industrie de l’air conditionné et de la réfrigération. Racheté par Danfoss en 1993 (ex : Maneurop SA), ce site produit près de 300 000 compresseurs chaque année, réalise un chiffre d’affaires d’environ 200 millions d’euros pour un effectif de 390 collaborateurs (+ 60 intérimaires en été). En 2022, face à un parc machines vieillissant, Danfoss décide d’opérer un saut technologique et choisit PCI pour la mise en place d’un processus d’usinage intégré. Les résultats obtenus sont tels qu’une seconde installation identique rejoindra bientôt l’atelier.

Une refonte complète du procédé d’usinage

Jusqu’alors, 6 machines-outils distinctes étaient nécessaires pour réaliser les différentes étapes d’usinage des pièces destinées aux compresseurs. Âgées de plus de 40 ans pour certaines, elles ne répondaient plus aux standards de sécurité ni aux exigences de qualité actuelles (projections de copeaux, lubrifiant au sol avec risques de chutes, nombreux ports de charges entre les différentes machines). 

Plusieurs constructeurs de machines-outils sont consultés. L’objectif est de gagner en répétabilité/qualité des process et en sécurité/ergonomie. 

Karl Lobry, directeur opérationnel : « Notre cahier des charges ne se limitait pas à l’étude et à la fourniture d’une machine de production. Il spécifiait clairement notre volonté de disposer d’un processus livré clé en main, capable d’assurer de manière totalement autonome l’approvisionnement et l’évacuation des pièces, tout en intégrant des changements de série automatiques, sans intervention humaine. D’un point de vue qualité, le processus devait également garantir une traçabilité complète des carters usinés. »

Ilot de fabrication des carters. Le centre d’usinage PCI METEOR TS (à droite), le robot FANUC permet le chargement et le déchargement des pièces, ainsi que les changements de série (mise en place des montages prise pièces), les convoyeurs d’approvisionnement des carters bruts et de déchargement des pièces usinées

PCI METEOR TS : une technologie intégrée, unique sur le marché

Le centre d’usinage METEOR TS de PCI se distingue par la conception bi-broche 5 axes du constructeur et également par la combinaison inédite de l’usinage et du rodage sur une seule machine, là où la concurrence propose deux équipements distincts.  Des essais d’usinage sont effectués afin de vérifier la faisabilité d’usinage et de rodage dans le respect des cotes du plan de la pièce à usiner. Les échanges entre Danfoss et PCI sont facilités en raison de la proximité géographique de PCI, argument de second plan mais qui a tout de même son importance.

Comme l’explique le directeur opérationnel : « Les avantages de la solution PCI sont multiples : pas de reprise des pièces, donc une parfaite tenue des cotes et de meilleures capabilités dimensionnelles et géométriques ; un seul et même process pour l’ensemble des usinages : les pièces rentrent brutes dans la machine et ressortent complètement usinées et prêtes pour l’assemblage ; la machine est plus compacte que celle proposée par les concurrents avec, à terme, 2 centres d’usinage bi-broches au lieu de 4 machines. Enfin, le PCI METEOR TS n’utilise qu’un seul lubrifiant (huile soluble) pour l’usinage et le rodage. Ce qui représente une avancée notable d’un point de vue environnemental. »

Il faut préciser que Danfoss est une entreprise résolument tournée vers la décarbonation de ses sites et l’amélioration de l’efficience énergétique de ses produits pour réduire l’impact CO2.

S’agissant d’un tout nouveau centre d’usinage développé par PCI, la gamme n’étant pas encore industrialisée, des ajustements techniques s’avèrent nécessaires.
« ll a fallu relever quelques défis et réaliser des modifications techniques, ajoute Karl Lobry. Malgré tout, la collaboration étroite entre PCI et Danfoss a permis de stabiliser le procédé et d’atteindre une qualité de production au micron. »

Aujourd’hui, les bénéfices sont multiples et conformes aux attentes initiales : amélioration de la sécurité et de la propreté, gain en ergonomie avec 2 portées au lieu de 10, des Cp/Cpk (indicateurs de capabilité) en adéquation avec les exigences qualité, le rodage est bien mieux maîtrisé -traits croisés, rugosité- et l’îlot est plus productif que le précédent.

Karl Lobry, directeur opérationnel Danfoss (à gauche) et Arnaud Sabia, directeur d'exploitation et du business development de PCI (à droite)

Un projet clé en main totalement automatisé

Au-delà de la machine, le bureau d’études de PCI conçoit l’ensemble du processus d’automatisation. Celui-ci repose sur un robot de chargement / déchargement des pièces via des convoyeurs, tout en assurant les changements de série conformément aux principes de la méthode SMED (Single Minute Exchange of Dies). Les convoyeurs d’approvisionnement sont équipés de palettes assurant une mise en place répétitive des pièces, ce qui facilite leur préhension par le robot. Les montages de prise de pièce (MPP) de la machine sont stockés dans un magasin vertical et conçus pour permettre des changements de série rapides (point zéro, système de préhension robotisé, etc.). Un système de gravure laser est étudié et mis en œuvre afin de garantir la traçabilité de chaque carter usiné, via un marquage par QR code.

« En synthèse, explique Karl Lobry, nous disposons aujourd’hui d’un processus entièrement autonome : les carters bruts entrent dans l’îlot et en ressortent usinés, prêts à l’emploi. Les changements de série s’effectuent en quelques minutes, sans intervention humaine, tout en assurant une qualité optimale dès la première pièce. » 

Enfin, l’intégration de ce nouveau processus a permis de faire monter en compétence les équipes de maintenance, méthodes et production de Danfoss, tout en contribuant à l’amélioration continue de la qualité des produits.

Carter 4 cyl usiné par la machine PCI

Un partenariat technique et humain exemplaire

Karl Lobry souligne les compétences des techniciens et ingénieurs de PCI concernant la mise au point du process, de l’automatisme à la robotique. Ainsi que leur savoir-faire en rodage, avec le développement de leurs propres outils, et en usinage pour atteindre des états de surface de grande qualité. Sans oublier la maîtrise interne de la fabrication des broches, point très important dans le cadre du SAV et de la maintenance des machines.

Danfoss n’avait pas fait d’investissement important dans le secteur de l’usinage depuis de nombreuses années. « Il était important de marquer le coup avec un choix technologique innovant, ajoute Karl Lobry. Ce nouveau procédé de fabrication est une vitrine pour l’entreprise. L’îlot est positionné stratégiquement à l’entrée de l’atelier, à première vue des clients qui nous visitent ».

Fort du succès de cette première installation, Danfoss a confirmé la commande d’une seconde machine PCI METEOR TS. Une décision qui illustre la confiance renouvelée dans la technologie PCI ainsi que la réussite d’un partenariat fondé sur l’innovation, la persévérance et la performance industrielle.

Compresseurs 1, 2 et 4 cyl équipés des carters usinés avec le process PCI