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Davantage d'intelligence pour les logiciels

Mirel Scherer
- Les produits doivent faire face à une avalanche de contraintes pour assurer un usinage rapide et sans erreur. Du premier coup si possible.

L'usinage à grande vitesse (UGV) est une affaire complexe. Ce n'est rien de le dire. Il faut, en effet, acquérir la machine idoine, choisir les outils et les outillages adéquats et disposer des opérateurs les plus aguerris. Et lorsqu'on en est là, tout recommence : il est indispensable de disposer d'un système de FAO performant. Il doit programmer vite pour marcher du même pas que l'usinage. Il doit aussi utiliser les approches les plus efficaces. « Posséder un bon outil de CFAO ne suffit pas, il faut surtout le maîtriser correctement », souligne François Lhuillier, directeur technique de Realmeca.

Pour lui, un système de FAO puissant est essentiel dans la phase préparatoire de la production. « Il permet, par exemple, de visualiser l'exécution virtuelle de la pièce limitant ainsi les risques de collision, et facilite la correction d'erreurs d'usinage. » Ce qui peut offrir, selon Realmeca, une augmentation « de plus de 25 % » de la productivité. C'est loin d'être un novice qui parle : une vingtaine de machines UGV sont en utilisation permanente depuis seize ans dans les ateliers du fabricant de machines-outils pour des travaux de sous-traitance. Sans parler du centre de formation flambant neuf doté de dix machines UGV 3, 4 et 5 axes.

Expert en UGV au Cetim, Stéphane Guérin détaille l'intérêt des nouvelles stratégies d'usinage dans un ouvrage paru en septembre 2004 aux éditions Lavoisier. Il note, en particulier, l'arrivée de nouvelles techniques pour les opérations d'usinage d'ébauche destinées à évider les cavités de moules ou de poches profondes. « Jusqu'à présent, elles étaient réalisées à l'aide de fraises deux tailles qui se déplacent selon des trajectoires classiques, dit-il. Les nouvelles stratégies, comme l'ébauche par tréflage (ébauche en plongée, efficace pour les grandes profondeurs d'usinage avec des outils longs) ou l'ébauche trochoïdale (travail en hélice pour limiter le temps de passe d'outils) permettent d'obtenir des gains de productivité importants en usinage à grande vitesse. »

Les éditeurs de FAO ont bien reçu ce message. La plupart ont intégré dans leur logiciel la stratégie d'usinage trochoïdale : Delcam, Sescoi, Missler Software, SolidCAM, Concepts Infographiques, Cimatron, Open Mind, Tebis, etc. Les logiciels de dernière génération qu'ils proposent possèdent également de puissantes fonctions de simulation quand ils n'intègrent pas purement et simplement l'un des deux logiciels de contrôle existants sur le marché, à savoir NCSimul (Spring) et Vericut (CGTech).

L'injection d'un maximum d'intelligence dans le logiciel de FAO est d'ailleurs l'objectif constant des éditeurs. Missler Software propose dans la toute dernière version (octobre 2004) de son logiciel TopSolid CAM non seulement l'usinage trochoïdal mais aussi de nombreuses autres fonctions.

Une trajectoire sans rupture

« La gestion très fine de la quantité de matériau usiné ainsi que la capacité d'assurer une trajectoire d'outil hélicoïdale et sans rupture sont des avancées intéressantes pour les utilisateurs », souligne Jean-Pierre Lugarini, responsable du développement chez Missler Software. Tout comme la possibilité d'anticiper les trajectoires, de les arrondir pour assurer un maximum de souplesse. Pour lui, les approches de type zigzag, les usinages en opposition, les liaisons des passes en arc sont incontournables pour allier qualité et productivité.

La multiplication des machines UGV qui usinent sur 5 axes simultanés pose de nouveaux défis aux éditeurs qui doivent intégrer ce mode d'usinage particulier mais très intéressant pour la fabrication mécanique. Pouvoir terminer la pièce en seulement deux serrages offre en effet des économies importantes et un gain de qualité incontestable. Delcam ou Open Mind l'ont bien compris et intègrent des fonctions 5 axes évoluées.

Des fonctions automatiques

La course à la productivité n'est pas prête de s'arrêter comme le prouve également l'évolution du logiciel WorkNC de Sescoi. Pour les spécialistes de l'éditeur de Mâcon, « les géométries

profondes avec cavités étroites ont besoin d'un usinage 3+2 axes. Cela permet l'utilisation des outils courts, bénéfique dans le cas de matériaux durs comme l'acier ». Reste que la programmation 3+2 axes s'avère longue et, parfois, l'usinage est moins efficace car il est sans cesse nécessaire de redéfinir et de réorienter de nombreuses petites zones. Solution : l'usinage 5 axes. À condition que le système de FAO soit capable de calculer les mouvements sur les 5 axes sans collision et de prendre en compte la machine dans son ensemble. Qu'à cela ne tienne, le logiciel WorkNC de Sescoi propose une approche astucieuse récompensée par l'un des trophées du salon Industrie 2004 : la conversion automatique de n'importe quel parcours 3 axes ou 3+2 axes générés par WorkNC en un parcours 5 axes garanti sans collision. Sans avoir besoin de définir des surfaces et/ou courbes directrices, et avec la prise en compte des caractéristiques de la machine.

Il reste toutefois encore beaucoup de pain sur la planche pour les acteurs du monde de la FAO. Car, avec l'UGV, un vieux serpent de mer pointe à nouveau son nez : « La mise au point des bases de données offrant aux utilisateurs une expertise outil/matière constitue toujours une des voies royales à explorer », note Philippe Ledoux d'UGV Technologies. La preuve : les derniers travaux du Cetim et de la société Tool Technologies dans ce domaine.

LES DÉFIS

- Programmer toujours plus vite - Relier programmation, simulation et base de données outils/matière en un seul outil - Prendre en compte l'usinage à sec et l'usinage dur

IDENTIFIER LA QUANTITÉ DE MÉTAL RÉSIDUELLE

- La dernière version HyperMill d'Open Mind limite le risque de casse d'outils et réduit la quantité de matériau à usiner.

PROGRAMMATION 5 AXES

- WorkNC de Sescoi convertit automatiquement les parcours 3 axes en parcours 5 axes continus.

USINAGE EN HÉLICE

- PowerMill de Delcam utilise l'approche trochoïdale pour limiter le temps de passe de l'outil.

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