Automatisation du processus de rivetage

Un fabricant d'échelles utilise une riveteuse hydraulique personnalisée à quatre têtes qui pose simultanément quatre rivets de 0,1875 pouce de diamètre. Photo fournie par National Rivet & Manufacturing Co.

La formation orbitale de rivets ou de pièces tubulaires de grand diamètre nécessite parfois un assemblage spécial à trois têtes de rouleaux au lieu d'une panne. Photo fournie par ECI Spinnomatic LLC

Fin 2013, un fabricant de panneaux solaires a installé deux chargeurs automatiques GB8000 personnalisés pour accélérer la production de cadres de panneaux. L'unité alimente automatiquement les rivets vers l'outil de rivetage. Photo gracieuseté de Gage Bilt Inc.

Cette tête motrice pneumatique M-500 est intégrée dans un système de rivetage orbital entièrement automatisé. Photo fournie par Orbitform

Au cœur de cette cellule de travail se trouve le contrôleur de processus HPP25, qui garantit un rivetage cohérent même si la dureté des rivets varie. Photo gracieuseté de BalTec Corp.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, Rosie la Riveteuse a fait plus que simplement inciter les femmes américaines à soutenir l’effort de guerre en rejoignant le marché du travail. Elle a également fait prendre conscience au pays de l’importance du rivetage manuel pour construire une armée forte et gagner la Seconde Guerre mondiale. Aujourd'hui, des fabricants comme Airbus sont également conscients de l'importance du rivetage semi-automatique et entièrement automatique pour fabriquer des produits de qualité et optimiser la production.

Airbus fabrique les panneaux d'aile de la famille d'avions A320 dans son usine d'assemblage de Broughton, au Royaume-Uni, depuis 1997. Les panneaux sont assemblés dans des cellules de travail à l'aide de machines de rivetage électromagnétique basse tension (LVER).

Chaque cellule de travail se compose d'une machine et de deux fixations de panneaux d'aile. Fabriquée par Electroimpact, la machine installe des rivets anti-pression, des boulons de verrouillage de type moignon, des colliers légers proportionnés à rainure (LGP) et des boulons temporaires à tête affleurante dans la surface supérieure des panneaux d'aile. La machine est dotée de têtes de fixation séparées pour les côtés peau et longerons du panneau d'aile, qui sont orientés verticalement dans le luminaire.

Au début du processus, les têtes de fixation serrent l'assemblage de panneaux avec une force allant jusqu'à 2 000 livres pour éviter la séparation des composants et les bavures d'interface. Ensuite, une table navette utilise une broche pour percer le trou du rivet, et un rivet est acheminé à travers le tube jusqu'à la riveteuse électromagnétique.

La table navette insère le rivet dans le trou et mesure sa saillie. S'il est incorrect, le rivet est retiré. Si cela est correct, le rivet est formé par la riveteuse et la table navette fraise la tête du rivet à la bonne hauteur (à +0,002 pouce). Enfin, les têtes de fixation se desserrent et la machine se déplace vers l'emplacement de fixation suivant.

Pour Airbus et d’autres entreprises aérospatiales, des machines comme le LVER sont essentielles. Cependant, les fabricants non aérospatiaux n’ont pas besoin de réaliser un investissement d’équipement aussi énorme pour bénéficier des avantages du rivetage semi-ou entièrement automatique. Qu'il s'agisse d'installer des rivets aveugles dans des ustensiles de cuisine ou des rivets solides dans des composants de meubles, les assembleurs disposent de nombreuses options pour automatiser le processus.

Les industries automobile et aérospatiale ont été les premières à adopter la technologie du rivetage automatique.

Fran Cyr, présidente et trésorière de National Rivet & Manufacturing Co., affirme que l'entreprise a introduit une machine à riveter semi-automatique au début des années 1940. La machine est utilisée depuis longtemps par les constructeurs aérospatiaux et automobiles.

« Son fonctionnement fondamental n'a pas beaucoup changé depuis plus de 70 ans », note Cyr. « L'opérateur charge les pièces d'assemblage et active la machine en appuyant soit sur un bouton, soit à l'aide d'une pédale. Le rivetage prend un tiers de seconde et l’ouvrier retire la pièce finie.

Du milieu des années 1940 à la fin des années 1960, l'utilisation du rivetage semi-automatique par l'industrie automobile est restée minime, principalement pour les charnières de porte et les ensembles de verrouillage. Elle s'est quelque peu accrue avec l'arrivée des robots dans les usines au début des années 1970 pour suivre la production. Mais sa véritable phase de croissance, notamment le recours au rivetage entièrement automatisé, a commencé au milieu des années 1980.

Quelque 30 ans plus tard, les constructeurs automobiles s'appuient sur le rivetage semi-ou entièrement automatique pour assembler les composants des sièges, les mâchoires et garnitures de frein, les charnières de porte et les loquets de plancher et de capot. Les produits plus complexes comprennent les supports de transmission, les gâches de porte et de capot (reliant le fil de gâche à une plaque d'accouplement), les convertisseurs de couple et les goujons à rotule (joignant le goujon à rotule à une plaque d'accouplement).