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Automatiser la taille de charpentes – oui, mais comment ?

De la taille de charpentes manuelle à l'automatisation - De plus en plus de menuiseries automatisent la taille de charpentes dans leur entreprise. Mais pourquoi ? Quels sont les arguments en faveur de ce changement ? Et, surtout, de quels facteurs faut-il tenir compte afin que la conversion apporte aux entreprises les résultats escomptés ?

  • WEINMANN Taille automatique, Centres de taille

    Dans la charpenterie, la WBS 140 WEINMANN se charge de pratiquement tous les travaux de taille. Foto: Dr. Joachim Mohr

  • WEINMANN Centres de taille, la préparation du travail

    Les données sont créées lors de la préparation du travail. Foto: Dr. Joachim Mohr

  • Centre de taille de charpentes WEINMANN

    La conception compacte des machines facilite leur positionnement dans l'atelier, comme dans le cas de Köfler Holzbau. Foto: Köfler Holzbau

  • Assemblage queue d'aronde centre de taille WEINMANN

    Les centres de taille permettent une multitude d'usinages, tels que la réalisation d'une queue d'aronde sur un chevron. Foto: WEINMANN

Article de "DER ZIMMERMANN", 5/ 2017.
Lecture de  DER ZIMMERMANN online.
Redacteur: Tamara Brumm 

La construction bois est en plein boom, les entreprises sont fortement sollicitées et ce développement semble perdurer. Mais ce qui semble être un développement positif, oblige les entreprises à respecter les temps de construction que les clients souhaitent. Les maîtres d'ouvrage exigent des temps de construction réduits et une qualité élevée et les entreprises doivent s'y plier afin de convaincre les clients et rester concurrentielles. A cela s'ajoute le problème du manque de personnel qualifié, un sujet qui préoccupe depuis longtemps le secteur de la construction bois. Il y a trop peu de main-d'œuvre qualifiée et il est de plus en plus difficile de trouver des collaborateurs adéquats.

Intégrer l'automatisation à l'entreprise

Modifications des processus de travail Des solutions pour les différentes exigences La valeur ajoutée dans la pratique Kienle Holz- & Ausbau se lance dans l'automatisation Pour C. Kienle, cette acquisition était une initiative audacieuse. Au regard de la bonne situation des commandes, l'investissement est justifié, d'autant plus que la rentabilité n'était pas le seul objectif. Pour lui, le plus important est de faire avancer l'entreprise et de concentrer le savoir-faire dans l'entreprise plutôt que de l'externaliser. « Nous pouvons offrir une qualité et une personnalisation supérieures à nos clients si nous contrôlons tout le processus et que nous l'optimisons ». La taille automatique offre de nombreuses possibilités aux entreprises, non seulement pour répondre à la capacité demandée mais aussi pour offrir une qualité élevée à des prix commercialisables et dans les temps requis.

Lors du passage à l'automatisation, certains facteurs doivent être pris en compte afin d'assurer une implémentation réussie de l'investissement dans l'entreprise. L'espace disponible joue un rôle essentiel car, dans la plupart des cas, les ateliers sont déjà construits, c'est-à-dire que la machine doit pouvoir s'intégrer facilement et nécessiter peu de place. Lorsque le projet inclut la construction d'un nouvel atelier, les fabricants des machines doivent être consultés puisqu'ils sont en mesure de donner des conseils pour des procédés de travail optimaux en lien avec l'automatisation. La logistique influence par exemple considérablement le positionnement des portes ou des grues d'atelier.

En outre, il convient de tenir compte des dimensions d'usinage requises. A ce sujet, il faut évaluer quelles sont les dimensions des éléments les plus grands. Par exemple, si un centre de taille de charpentes pour sections de petites dimensions suffit pour 90 % de toutes les pièces de construction, mais que les 10 % restants requièrent des sections plus grandes, une machine pour sections de grandes dimensions n'est peut-être pas indispensable. En fin de compte, l'investissement doit être rentable, il est important que l'entreprise évalue le rapport entre le capital supérieur éventuellement investi et la valeur ajoutée. La préparation des machines pour des sections maximales, par exemple, augmente les courses, ce qui entraîne une usure supérieure et des cadences plus longues. Enfin, pour la réalisation de sections plus grandes, il est possible d'envisager d'acheter des éléments, ce qui peut s'avérer plus rentable dans le cas d'une faible quantité de pièces de grandes dimensions. Les pièces de construction simples, telles que les lisses en sections plus grandes par exemple, peuvent être usinées à la main.

L'idée que l'automatisation entraînera la disparition de l'artisanat et de la tradition qui l'entoure domine souvent dans le monde de la charpente artisanale, qui est très liée à la tradition. C'est en réalité tout le contraire. Ces installations, grâce aux changeurs d'outils et à la technique dynamique à 5 axes, offrent une multiplicité extraordinaire d'usinages possibles, qui ne sont déjà plus réalisés à la main parce qu'ils sont trop complexes et, donc, trop chers. La taille automatique des poutres peut être utilisée tous les jours pour des usinages qui ne seraient pas rentables selon les techniques traditionnelles.
Les centres de taille de charpentes offrent au charpentier un poste de travail plus ergonomique et innovant, donc plus attrayant pour la formation et la profession. Au vu du peu de main-d'œuvre qualifiée disponible, c'est un point positif permettant d'attirer du personnel compétent.

Modifications des processus de travail

Naturellement, ceci comporte des modifications du processus de travail au sein de l'entreprise. Les données avec lesquelles la machine travaille sont créées par la CAO et transmises à la machine via une interface. Aujourd'hui, même les menuiseries les plus petites utilisent un système de CAO pour la planification, c’est-à-dire que les bases pour la préparation et l'assemblage automatisés des éléments de charpente sont déjà en place.

En principe, avec l'automatisation, le degré de détail de la planification CAO augmente encore un peu. La capacité nécessaire se décale également puisqu'elle augmente au poste de préparation par rapport à l'atelier. Mais les jeunes, qui ont grandi avec l'ordinateur, travaillent très volontiers avec, il est donc plus facile pour les entreprises de trouver du personnel pour la préparation du travail que pour l'atelier ou même le chantier. En plus, le degré supérieur de préfabrication entraîne une qualité supérieure et à temps de montage réduits sur le chantier.

Les données sont transmises directement du CAO à la machine, où elles sont traitées. Avec la taille automatique, le taux d'erreur est nettement plus bas car la mesure et le transfert manuel des plans sur la pièce de construction sont éliminés.

Lors de la première étape, les données sont créées dans les programmes de CAO. Pour ce faire, il est possible d'utiliser les programmes de CAO de branche courants. Les données WUP ou BTL créées sont transmises à la machine, affichées en 3D et l'ensemble des usinages est réalisé de manière automatique, qu'il s'agisse d'une queue d'aronde sur une coupe en biais ou de perçages en biais, par exemple. Sur la base de ces données, le déroulement de la production peut être planifié au poste de préparation ainsi que le calcul des tâches à prévoir. Si des modifications de dernière minute s'avèrent nécessaires, il est possible de les effectuer directement sur la machine afin d'éviter tout retard dans le flux de production.

Des solutions pour les différentes exigences

Naturellement, les exigences des entreprises de charpente concernant la technologie de taille varient. C'est pourquoi il existe différentes versions de centres de taille, qui diffèrent essentiellement du point de vue de la vitesse et des options d'usinage. Pour l'entreprise, il est important de savoir clairement quelle est la capacité nécessaire et quelles sont les exigences liées au produit. En fonction de la gamme de produits, l'accent peut être mis sur des performances de taille élevées ou sur une flexibilité accrue, ce qui dépend du nombre et du type d'usinages possibles.

Afin d'offrir aux entreprises la solution adaptée à chaque situation, les machines sont développées de sorte qu'il en existe une pour chaque exigence. On le remarque, notamment, sur les centres de taille de la série WB WEINMANN.

La scie de coupe WBS 120 est équipée d'une simple unité de fraisage et convient à des travaux de taille simples ainsi qu'aux découpes de cloisons. Des usinages simples, tels que des entailles, des mi-bois et des assemblages à tenons, sont également possibles.

Avec la WBS 140, une multitude d'usinages 5 axes sont possibles dans la taille ainsi que dans la coupe pour les constructions à ossature bois. Ainsi, cette version convient aussi bien aux petites qu'aux moyennes entreprises, qui nécessitent une grande flexibilité de l'usinage avec des performances de taille modérées.

Le modèle WBZ 160 est destiné essentiellement aux entreprises qui nécessitent une grande flexibilité d'usinage ainsi que des performances de taille élevées. Ce modèle permet un usinage quasi illimité des pièces de construction.

La WBZ 160 powerSIX convient aux performances élevées et offre une manutention aisée des pièces. Cette machine est équipée d'une unité d'usinage par le dessous qui permet d'usiner les 6 côtés des pièces en un seul passage sans devoir retourner la pièce.

Afin d'exploiter de manière rentable la technique de la machine et tirer profit de tout son potentiel, les collaborateurs qui devront utiliser la machine reçoivent non seulement une formation préalable en usine, mais ils bénéficient aussi d'un accompagnement à la production sur place, une fois la machine installée. Et l'assistance est toujours disponible pour toute question ultérieure.

La valeur ajoutée dans la pratique

La question de savoir comment exploiter complètement le centre de taille afin de couvrir les coûts préoccupe de nombreuses entreprises qui souhaitent automatiser la taille de charpentes. Surtout si l'on considère les mauvaises années que le secteur de la construction bois traverse. Les fabricants des machines peuvent rassurer les entreprises. Car, d'après des calculs et les expériences des clients, dans le cas d'une WBS 140 WEINMANN par exemple, 3 jours d'exploitation par mois suffisent à couvrir les coûts. Cela tient compte d'un financement sur 6 ans ainsi que des coûts de mains-d'œuvre pour un opérateur machine et un poste machine. En parallèle, la machine permet d'économiser sur la taille externe et d'accroître la flexibilité et la précision. Au sujet de son investissement dans une WBS 140, Ueli Köfler, directeur général de Köfler Holzbau, affirme : « La qualité des pièces de construction a augmenté alors que les temps d'usinage et les coûts de production diminuent. »

De nombreuses entreprises apprécient tant la valeur ajoutée apportée par l'automatisation du point de vue de la flexibilité et de la précision que le problème du travail à pleine capacité devient secondaire.

Kienle Holz- & Ausbau se lance dans l'automatisation

Kienle Holz- & Ausbau est une entreprise de charpentes qui, au vu des conditions favorables du marché et souhaitant orienter l'entreprise vers l'avenir, a fait le choix de l'automatisation de la production.

Au début, C. Kienle fabriquait ses maisons dans un petit atelier, ce qui fonctionnait bien. Mais avec l'accroissement de la demande, l'atelier est devenu trop petit, les livraisons et le transport sont devenus problématiques. A l'époque déjà, Christian Kienle imaginait le futur de son entreprise dans la construction de maisons en bois clé en main. C'est pourquoi il a transféré son entreprise dans une zone industrielle en 2015, il a investi dans un atelier qu'il a construit lui-même, dans une table de montage en kit et dans un WBS 140 WEINMANN. « Nous avons choisi la WBS 140 parce qu'elle est très compacte et qu'elle ne nécessite ni fondations spéciales ni sous-sol pour l'évacuation des matériaux. Un avantage réel pour nous qui nous sommes développés très rapidement et qui ne savons toujours pas quelle sera la disposition définitive de notre atelier. Ce n'est pas un souci avec cette machine parce que nous pouvons la déplacer à tout moment. »

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