L'automatisation du chevillage porte ses fruits

Ceux qui fabriquent beaucoup d'armoires savent que l'encollage et la pose de chevilles est un travail fastidieux et chronophage. Heureusement, il existe différents moyens de faciliter, voire d'automatiser cette étape du processus de production. L'option qui vous convient dépend bien sûr de votre processus de production spécifique. Chaque situation requiert une solution différente. Dans cet article, nous vous aiderons à faire le bon choix.

Un atelier flexible pour les constructeurs d'intérieur

Lorsqu'ils débutent, de nombreux fabricants d'armoires travaillent exclusivement avec une scie à panneaux ou un combiné, complétant la solution choisie par les outils manuels nécessaires. Pour ces entreprises, la précision et la rapidité du travail sont les principaux défis à relever.

En effet, la manipulation des gabarits de perçage nécessite une main expérimentée et exercée. Au fur et à mesure que les commandes affluent et que le rythme de production augmente, cette façon de travailler devient de moins en moins pratique. Des investissements s'imposent. L'achat d'une machine CNC avec table à poutre est souvent la meilleure option, car elle offre la plus grande flexibilité.

Mais quelles sont les solutions envisageables pour les entreprises qui ne souhaitent pas mettre plusieurs dizaines de milliers d'euros sur la table? Et surtout, comment automatiser à la fois le perçage et le chevillage? Nous examinons ci-dessous les différentes possibilités.

Machine semi-automatique pour le perçage et l'insertion de chevilles

Ce type de machine est conçu pour réaliser plusieurs trous horizontaux dans l'épaisseur du panneau et y insérer la colle et les chevilles correspondantes. Avec les modèles semi-automatiques, la machine comporte principalement une unité de perçage avec un grand nombre de broches qui couvrent toute la largeur de travail effective de la machine.

L'entraxe entre les broches est chaque fois de 32 mm. Après avoir placé les forets souhaités (position et diamètre) sur les broches, l'opérateur peut positionner la pièce sur la table avec précision grâce aux butées. Cette table est également réglable en hauteur, ce qui permet un réglage précis en fonction de l'épaisseur du panneau. La profondeur de perçage (longueur des chevilles) et la vitesse de perçage (panneaux de fibres, MDF, bois dur) sont réglables via le panneau de commande.

Le perçage vertical ou horizontal est suivi de l'insertion semi-automatique de la colle et de l'insertion des chevilles. Pour ce faire, l'opérateur doit régler la table de travail au niveau (supérieur) des six pistolets d'insertion de chevilles (ou plus) dont dispose la machine. L'opérateur s'assure du positionnement précis de ces pistolets et démarre ensuite le cycle en appuyant sur la pédale.

Le pistolet pneumatique injecte d'abord une dose parfaite de colle dans le trou percé et introduit ensuite les chevilles, amenées par un système de tri par vibrations. 

Machine à percer et à cheviller à commande numérique

De nos jours, les machines pour le perçage et l'insertion de chevilles de manière horizontale sont principalement achetées dans leur version à commande numérique. Cela permet d'éviter les temps de changement, ce qui constitue évidemment un avantage indéniable pour le menuisier qui fait du sur-mesure. Cette machine fait exactement la même chose que la variante semi-automatique, mais la commande sur trois axes (largeur, hauteur, profondeur) s'effectue de manière numérique via l'automate programmable.

Découlant de la logique de la commande numérique, cette machine ne comporte qu'une seule broche de perçage et un seul pistolet d'insertion de chevilles. Toutefois, en option, il est possible de prévoir plusieurs mandrins de perçage afin de pouvoir passer rapidement d'un diamètre de perçage à l'autre en appuyant sur un bouton ou de réaliser plusieurs perçages à la fois.

Dans une version légèrement élargie, cette machine peut également effectuer de petites opérations de perçage et de fraisage sur le dessus du panneau (verticalement), telles que les perçages de rangées, les perçages de construction, les charnières, etc.

Le programme de commande de cette machine est paramétrique. Dans sa forme la plus simple, la longueur du côté du panneau présenté constitue le point de départ. Si la longueur, déterminée par le faisceau laser, est comprise entre la mesure A et la mesure B, la machine sélectionnera automatiquement le programme d'usinage X. Par contre, si la valeur
est comprise entre la mesure B et la mesure C, la machine passe au programme d'usinage Y...

Bien entendu, il est essentiel que vous utilisiez également cette logique paramétrique spécifique dans votre programme de CFAO. Ainsi, vos armoires s'emboîteront toujours parfaitement! Dans une forme plus avancée, vous pouvez également connecter la commande de la machine directement au programme de CFAO via un câble réseau.

Ceux qui étiquettent les pièces après le sciage peuvent faire en sorte que le bon programme de traitement soit automatiquement introduit dans la commande par le biais d'un lecteur de codes-barres. Ces machines travaillent très rapidement (perçage et chevillage en une seconde seulement) et sont très simples à configurer. L'inconvénient est qu'en tant qu'opérateur, vous devez chaque fois tourner la pièce vous-même et la placer contre la butée.

Centres de perçage et de fraisage compacts et verticaux à commande numérique

La crème de la crème, cependant, ce sont les centres de perçage et de fraisage compacts, entièrement commandés de manière numérique, qui, contrairement aux types précédents, peuvent usiner les six côtés de la pièce en seulement deux cycles.

Ces centres d'usinage actuellement très populaires sont souvent équipés d'une table d'alimentation verticale ou inclinée. Cela permet de réduire la perte d'espace dans l'atelier. Ces machines combinent un prix (relativement) abordable avec une grande efficacité (réglage facile, résultats précis) et une plus grande flexibilité. Elles sont idéales pour une petite menuiserie ou comme machine auxiliaire dans un grand atelier.

Entreprises avec une plus grande capacité d'investissement

L'entreprise de menuiserie générale ou le constructeur d'intérieur disposant de plusieurs employés et d'un carnet de commandes bien rempli ne manquera pas d'investir dans une machine CNC flexible avec table à poutres. Il sera alors possible de calibrer, percer, fraiser et rainurer toutes les pièces de manière entièrement contrôlée par la CNC.

Mais qu'en est-il du chevillage? Outre les machines supplémentaires mentionnées plus haut, quelles sont les alternatives au collage et à l'insertion manuels?

Pistolet à chevilles autonome

De toutes les solutions présentées ici, le pistolet à chevilles autonome est celle qui nécessite le plus petit budget d'investissement. Pourtant, cette solution semble moins populaire en Belgique. Après l'usinage sur la machine CNC, l'opérateur empile les pièces qui doivent encore être munies de chevilles sur un chariot séparé.

Grâce au pistolet à chevilles autonome, il peut ensuite appliquer les chevilles en un rien de temps. A condition toutefois que les planches soient empilées proprement en un seul paquet. Ce dispositif très accessible combine un pistolet pneumatique (via une pompe à membrane) avec une alimentation pour la colle et une alimentation pour les chevilles (via un bac vibrant rotatif).

Un simple changement permet de traiter différents diamètres de chevilles. Lors du développement de ces pistolets d'insertion de chevilles, l'ergonomie de l'utilisateur a également été prise en compte. En effet, le pistolet est suspendu à un bras pivotant et peut être facilement réglé en hauteur.

Certains modèles sont également livrés avec un pistolet plus petit (et plus léger) qui permet uniquement de coller. Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser un pistolet plus lourd pour le collage sans chevillage, par exemple pour encoller un dos ou l'autre côté de la cheville.

Unité d'insertion des chevilles sur la machine CNC

Bien entendu, les constructeurs de machines ont également réfléchi à la manière d'insérer les chevilles sur la machine CNC proprement dite. Ce n'est pas facile, car le collage et l'insertion de chevilles nécessitent beaucoup de tuyaux et un bac vibrant. Inutile de dire qu'il est difficile de faire rimer ces composants avec une structure à portique mobile. Récemment, cependant, un système innovant basé sur de petites capsules de colle d'un diamètre de 8 mm a été mis au point.

Une unité spécialement adaptée sur la machine CNC pousse la cheville avec sa capsule de colle dans le trou. La cheville brise la capsule, libérant ainsi la dose parfaite de colle. Une solution très pratique , puisqu'il n'y a pas de nettoyage à faire!

Il faut prévoir un magasin limité (2 x 40 chevilles et 40 capsules de colle). Il est toutefois possible d'acheter plusieurs magasins supplémentaires et de les changer rapidement lors du chargement et du déchargement des pièces.

Machine à percer et à cheviller à commande numérique (bis)

Même pour les entreprises qui disposent d'une défonceuse à commande numérique avec table à poutres, une machine à percer et à cheviller horizontale 'simple' peut être la solution idéale. En effet, dans de nombreux ateliers, la fraiseuse classique est sur-sollicitée. Il est alors utile de disposer d'une deuxième machine capable de prendre en charge une grande partie de la production.

En outre, une machine à percer et à cheviller à commande numérique est capable de travailler beaucoup plus rapidement qu'une défonceuse traditionnelle. En fait, pour ceux qui pratiquent le nesting, il est absolument indispensable d'investir dans une machine à percer et à cheviller à commande numérique à part.

Parmi les autres avantages, citons la possibilité de fraiser des formes plus complexes et d'effectuer toutes les opérations de perçage et de fraisage nécessaires dans la partie supérieure de la plaque. Toutefois, l'une des principales limites de la plupart des machines de nesting est qu'elles ne permettent pas le perçage (pour chevilles) dans l'épaisseur des pièces. C'est pourquoi presque tous les ateliers où l'on pratique l'imbrication disposent également de machines de perçage et d'insertion de chevilles à commande numérique.

Toutefois, une tête de perçage étroite spéciale a été développée pour ceux qui insistent pour percer horizontalement sur la machine de nesting. Dans ce cas, on enlève par fraisage un peu plus de matériau lors du nesting pour permettre le perçage à l'horizontale. 

Constructeurs de corpus et grands fabricants de cuisines et d'armoires sur mesure

Les solutions flexibles mentionnées plus haut ne sont généralement pas assez rapides et efficaces pour les grands constructeurs de cuisines et d'intérieurs ou les fabricants qui se concentrent sur la fourniture de corpus car il faut toujours charger les machines manuellement.

Au niveau international, la tendance dans les très grandes entreprises est d'intégrer toutes les étapes de la production, du stockage des panneaux à l'assemblage des carrosseries, dans un ensemble fluide. La part d'intervention humaine doit être réduite au strict minimum. Pour répondre à cette demande, il existe des cellules d'usinage complètes qui peuvent effectuer tous les perçages nécessaires sur les six côtés du panneau en un seul mouvement et qui sont également capables de poser toutes les chevilles dans l'épaisseur du panneau.

Tous les autres types de quincaillerie peuvent également être appliqués de manière entièrement automatique. Ces cellules de production sont alimentées automatiquement par une station tampon qui peut stocker une grande quantité de pièces à traiter. Après le traitement, l'empilage automatique inverse a lieu dans un vaste tampon de sortie, dans lequel peut ensuite puiser la cellule suivante.

Marché belge: production à la pièce

Sur le marché belge, de telles cellules de production sont des exceptions majeures. La taille moyenne de la production par usine y est généralement trop faible pour justifier de tels investissements. En Belgique, le marché s'est concentré sur un modèle de production unique depuis un certain temps.

L'accent n'est donc pas mis sur des investissements de grande capacité extrêmement coûteux, mais plutôt sur des solutions relativement abordables et flexibles. Les grands fabricants belges de cuisines et d'armoires investissent généralement dans un centre de perçage et de fraisage à commande numérique, où les pièces sont finies en deux cycles.

Entre les deux cycles, la pièce peut être retournée automatiquement, ce qui élimine la nécessité d'une intervention de l'opérateur. Dans certaines de ces machines, la pièce est maintenue verticalement; dans d'autres, elle est placée horizontalement sur un convoyeur. La machine peut être très simple, mais elle peut tout aussi bien être personnalisée par l'ajout d'unités supplémentaires.

En collaboration avec Rogiers & Constant Philips