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La machine-outil touchée par le pragmatisme

De notre envoyé spécial, Mirel Scherer

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Hanovre, 14 - 21 septembre 2005. Pas de fioritures technologiques, ni de sophistication inutile : la principale manifestation mondiale des équipements de production a mis en avant les solutions propres à réduire les coûts.

Ouverture en fanfare pour la mondiale de la machine-outil (EMO). Dès le premier jour, elle a attiré des foules d'ingénieurs et de techniciens dans les halls d'exposition de Hanovre (Allemagne). Autre agréable surprise : la bonne santé des constructeurs de machines-outils dont certains n'ont pas hésité à s'exposer sur des stands gigantesques, à l'image d'un Mori Seiki, d'un Yamazaki ou de DMG. Ce dernier occupait à lui seul presque la totalité du hall 2.

Côté technologique, une myriade d'améliorations ponctuelles qui vont toutes dans le même sens : doper la productivité et baisser les coûts pour contrecarrer la concurrence des "nouveaux" pays à main-d'oeuvre bon marché.

Plusieurs pistes sont ainsi explorées par les constructeurs de machines-outils qui ne poussent pas la sophistication des équipements au-delà du juste nécessaire : l'automatisation, le regroupement de plusieurs types d'opérations sur la même machine voire l'association de plusieurs équipements en une cellule de fabrication.

1. L'automatisation en vedette

L'automatisation était omniprésente et souvent ces installations automatisées mettent en oeuvre des processus multiples comme le démontre le système Foba Vario S50 de Mitsubishi Electric. Il regroupe une machine d'électroérosion, un équipement de marquage laser et un magasin pour les pièces à usiner, mis au point par Erowa. Ce dernier, baptisé MultiTwin, améliore de 52 % le temps d'usinage, si l'on en croit le constructeur.

C'est ainsi que l'on revient aux bonnes solutions d'antan : les cellules flexibles. Pourvues de composants mécaniques, électroniques et logiciels de dernière génération, elles font merveille. Chiron a, ainsi, réunit quatre machines dans une cellule robotisée baptisée Quatrocell qui allie flexibilité et productivité avec un temps de changement d'outils copeaux à copeaux de 0,5 s.

C'est l'approche choisie également par Heller pour sa cellule RFK 300 destinée à l'usinage des vilebrequins qui dispose d'un système de chargement/déchargement efficace, ou par Hermle avec sa machine C20UP dotée d'un système de palettisation original. Chiffré à 160 000 euros, ce dernier transforme la cellule en un équipement qui peut travailler jour et nuit, en usinant les pièces sur leurs six faces et en changeant même de dispositif de prise de pièce... La première livraison de cette solution sera réalisée en novembre chez un fabricant de petites pièces pour la chirurgie.

Cross Hüller propose, lui, la StarLine, une installation dotée de centres d'usinage Star 500 et d'un portique de chargement/ déchargement de GSA Fibro qui, selon Nicolas Laplaige, responsable commercial, « réduit de 30 à 40 % les coûts d'investissement ». Autre équipement performant dans sa panoplie : le Twin Flex MD, un système qui dispose de 2 x 2 broches et d'un magasin d'outils de 32 places par broche, et peut usiner de A à Z un cube de 300 mm de côté. « Plus de 300 000 pièces par an peuvent être usinées avec ce système », indique Nicolas Laplaige. Pour améliorer encore la productivité de cette solution, le constructeur prévoit l'installation d'un robot de chargement/déchargement sur un portique. Dotée de deux pinces pour les pièces finies et de deux autres pour les pièces brutes, ainsi que d'un convoyeur, la future installation remplace, selon le spécialiste allemand, pas moins de cinq centres d'usinage !

Dixi, dont le nom est synonyme de très haute précision, a cherché les gains de productivité dans tous les coins et recoins. Résultat : une machine, la DHP 50 CPC, qui assure des états de surface proches de la finition manuelle et élimine le préréglage des outils. Cet équipement de 600 000 euros peut travailler jour et nuit grâce à un magasin de pièces brutes modulaire qui reçoit des pièces de tailles, formes et poids différents. Flexibilité et en-cours réduits sont au rendez-vous.

2. Une machine, plusieurs opérations

Réduction des coûts d'investissement : l'objectif est aussi dans la ligne de mire de constructeurs italiens tels que FPT. Il propose une machine à montant mobile latéral qui n'a pas besoin de fondation, la Ronin (du nom d'un samouraï costaud). Selon Massimo Torriglia, responsable de ventes de FPT, cette machine économise jusqu'à 70 % du coût de la fondation. « Elle est deux fois plus rigide que les équipements équivalents existants sur le marché grâce à sa morphologie surbaissée brevetée », affirme l'ingénieur. Moyennant quoi, la puissance est exploitable dans tout le champ de travail et la précision (volumétrique) est assurée dans toutes les directions d'usinage. Coût de ce concentré de technologie : 1 million d'euros.

La combinaison de plusieurs opérations différentes sur un seul et même équipement est une autre solution pour améliorer la productivité. Plusieurs équipements s'inscrivent dans cette tendance : le VSC 400 Duo WF d'Emag (tournage, fraisage, ébarbage des arbres pour boîte de vitesses), le Cublex de Matsuura (fraisage et tournage), la famille de centres de tournage de Mori Seiki (tournage, fraisage, etc.) qui réduit fortement les vibrations si nuisibles pour la qualité d'usinage, le Multus B300 d'Okuma avec un système anticollision maison...

Les constructeurs français ne sont pas absents de la bataille contre les temps improductifs comme le démontrait Huron avec ses deux nouveaux modèles de la famille K2X, le 20 et le 10 Five (5 axes), destinés aux pièces de formes complexes.

Parmi leurs nombreux atouts : une dynamique élevée et la possibilité d'usiner des métaux difficiles comme les aciers rapides 65 Hrc.

Realmeca, le maître de petits centres d'usinage à grande vitesse 5 axes très précis, exposait, lui, sur le stand de son partenaire allemand Spinner, une nouvelle machine, la RM7H. Une petite machine qui s'inscrit dans l'air du temps. En effet, la miniaturisation des produits pose un problème aux utilisateurs de machines-outils : comment fabriquer des pièces de plus en plus petites avec des machines dont la taille n'est pas ou plus adaptée ?

D'autres constructeurs ont donc montré à l'EMO qu'ils ont bien reçu ce message. À l'instar de Makino, avec ses petites machines dédiées aux micro-usinages. Sa Hyper 2J peut percer 3 800 trous sur une petite plaque d'acier. La Pyramid Nano de Kern s'inscrit elle aussi dans cette miniaturisation avec une précision de positionnement de ± 0,3 µm. Sodick également, avec des machines d'ultraprécision, à moteur linéaire. Même Yamazaki s'est penché sur ce problème en donnant naissance aux machines de la série UN qui ne mesurent que 695 mm de large.

Étonnante enfin, la micromachine d'électroérosion à cinématique parallèle Delta 3, développée par Agie en collaboration avec le Laboratoire de robotique de l'EPF de Lausanne (voir page 49).

3. Logiciel et commandes numériques

L'apport du logiciel à la bonne marche de l'usinage est, lui, de plus en plus important. Illustration avec le système mis au point par Alzmetall avec l'appui de l'Institut Fraunhofer pour améliorer la qualité du fraisage 5 axes. Une solution qui utilise la puissance de BSplines et le logiciel NC Profiler.

Les outils de FAO, eux, se perfectionnent avec la généralisation des modules permettant le passage automatique du 3 au 5 axes, le fraisage 3D, la gestion du posage multipièce, la simulation de la machine-outil, voire la mise au point des solutions destinées aux machines multifonctions. C'est ce que démontrent notamment Top Solid Cam 2006 de Missler, Work NC de Sescoi, Esprit de DP Technology, GibbsCam de Gibbs ou encore le logiciel NX Machining et NX Tooling d'UGS. Sescoi propose également des stratégies d'usinage adaptées aux matériaux durs, comme l'ébauche trochoïdale adaptative et le tréflage.

Foule de nouveautés également chez Delcam : module 2D très efficace, méthodes de perçage automatique, stratégies d'usinage de finition 3D et de fraisage d'ébauche en plongée (tréflage) évoluées...

Même processus pour les commandes numériques. La 840D de Siemens se métamorphose ainsi en une solution PC, la 840Di sl, qui intègre le réseau Profinet et la technologie client léger, tandis que GE Fanuc améliore l'interface homme-machine. Num poursuit, pour sa part, le développement de solutions dédiées pour sa commande Axium Power, comme celle destinée à la rectification cylindrique et de surface.

ENTENDU AU SALON

Beaucoup craignent que l'industrie ne déserte l'Europe de l'ouest. Nous démontrons qu'il reste encore de très beaux jours à ceux qui ont su se positionner sur des marchés de niche. » Claude Jean Mège Vice-président de Forest-Liné

VU SUR LE SALON

Pour réduire les coûts de production > Le VSC 400 Duo WF d'Emag regroupe deux machines multifonctions (tournage, fraisage, percage, etc.) en une seule cellule pour l'usinage des engrenages. Une solution qui allie flexibilité et productivité tout en réduisant la surface au sol de 50% par rapport à une installation classique.

Pour usiner jour et nuit > La machine C20UP de Hermle est dotée d'un système de palettisation original qui transforme la cellule en un équipement qui peut travailler jour et nuit, en usinant les pièces sur leurs six faces et en changeant même de dispositif de prise de pièce...

Pour usiner les métaux durs > Usiner à grande vitesse des matériaux durs : c'est l'objectif de Mikron avec ses centres d'usinage illustré, ici, dans la fabrication des implants en Titane pour la chirurgie des os du crâne.

Pour charger et décharger les pièces sans surveillance > La cellule de chargement pour tours prête à l'emploi de Fastems met en oeuvre un robot Fanuc M-16iT et s'installe en huit heures. Elle est destinée aux sous-traitants qui veulent faire travailler leurs machines sans surveillance.

Pour économiser l'espace au sol > Adapter la taille de la machine à celle des pièces usinées : c'est l'objectif de Yamazaki avec sa famille de centres d'usinage UN qui ne mesurent que 695 mm de large.

Pour robotiser l'usinage > Motoman et Flowdrill exposaient à l'EMO un des rares robots usineurs : un Motoman ES165N qui automatise le procédé du second, mettant en oeuvre un outil combinant rotation et pression pour percer les pièces métalliques. Une solution qui intéressera entre autres les constructeurs d'automobiles qui, pour le moment, ont mis en oeuvre la solution manuelle.

et aussi - La NRG 50 de Mikron qui automatise toujours plus l'usinage transfert . - La rectifieuse qui assure aussi du tournage dur de Tacchella Macchine.

- La Esagon de Parpas dotée d'une table fixe et tournante à la fois. - La Nanogrinder de KMT qui améliore la productivité des opérations de rectification de 50 % tout en divisant l'espace au sol par cinq...

L'USINAGE HIER, AUJOURD'HUI, DEMAIN...

- Röders, exposait une des rares, sinon la seule machine dotée d'une broche Fischer refroidie à l'eau par le centre et trois empreintes de moules pour démontrer les progrès de l'usinage à grande vitesse mais aussi le chemin qui reste à parcourir. « Il faut passer de la haute précision d'aujourd'hui (< 0,1 mm), à une qualité d'usinage qui élimine les opérations de polissage », précise Oliver Gossel, responsable R&D de la PME allemande. « Ce qui suppose une évolution sensible de la machine, de la commande numérique, des outils, etc. » Rendez-vous donc dans quelques années...

ILS ARRIVENT !

De consommateurs de machines-outils, les Chinois vont devenir des constructeurs aguerris ? - Cela est fort probable, surtout à long terme. Car ils apprennent vite comme le démontraient les deux stands réunis de l'EMO. Si le premier regroupait de constructeurs de machines manuelles des plus classiques, sur le second, on pouvait admirer une machine à commande numérique. Les premiers pas sont faits !

DÉCEPTION

- Annoncée comme une des surprises technologiques majeures de l'EMO, la fraiseuse UGV de Röders équipée d'une broche hydrostatique n'était pas encore prête. Le constructeur allemand a préféré continuer ses essais pour éliminer des petits problèmes de périphériques et mieux équilibrer les coûts. Toutefois, la broche Fischer, elle, était bien là, avec ses qualités indéniables dont une vitesse de rotation de 40 000 tr/min et une fiabilité à toute épreuve. Ce n'est cependant que partie remise car on chuchote, chez Röders, que la machine sera présente au salon Euromold 2005 de Francfort, en décembre prochain. À suivre...

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