Nous suivre Industrie Techno

La simulation au plus près de la machine

J.-F. P.

Sujets relatifs :

,
La simulation d'usinage, qui détecte aujourd'hui les erreurs de programmation et optimise les temps de cycle, s'approche de plus en plus de la réalité. Bientôt, elle pourra suivre en temps réel le comportement de la machine et adapter le parcours d'outils à l'environnement réel d'usinage. De quoi garantir la qualité des pièces, tout en baissant les coûts.

Aujourd'hui, la simulation d'usinage se retrouve à trois niveaux dans la chaîne numérique de la fabrication. Intégrée aux logiciels de fabrication assistée par ordinateur (FAO), elle aide le préparateur à affiner sa stratégie d'usinage, définir les parcours d'outils, les temps d'usinage, ainsi que les vitesses de coupe et d'avance. Si elle évite les erreurs de programmation et optimise les temps de cycle, elle reste loin de la réalité de la machine-outil, car elle se trouve en amont du post-processeur qui générera le code utilisable par la machine de production. On ne vérifie alors que le parcours théorique de l'outil de coupe sans tenir compte des enchaînements du programme dans sa globalité, ni de l'environnement machine. « Mais cela permet déjà de découvrir et de résoudre la plupart des problèmes courants », constate Laurent Lalliard, spécialiste des stratégies d'usinage au Cetim à Saint-Etienne. La plupart des outils de FAO du marché intègrent pour cela des modules spécifiques tiers tels ModuleWorks ou MachineWorks. Dassault Systèmes et Siemens PLM Software disposent, eux, de solutions propriétaires, issues d'acquisitions (respectivement Delmia et UGS) complétées par des développements internes.

Plusieurs niveaux de simulation

Le deuxième niveau de simulation d'usinage se retrouve dans des logiciels spécialisés tels Vericut de l'américain CGTech ou NCSimul du français Spring Technologies, qui ont le vent en poupe. Ces outils acceptent les programmes provenant de la plupart des logiciels de FAO du marché et disposent de bibliothèques de postprocesseurs permettant d'alimenter les directeurs de commandes numériques les plus courants. On simule alors ce qui entre dans la machine et le comportement réel de tous ses axes, ainsi que l'environnement de la zone de coupe et l'enchaînement des parcours constituant le programme complet. On est ainsi plus proche des moyens de production réels.

« C'est surtout intéressant pour les machines présentant un grand nombre d'axes, des fonctions multiples comme les mill/turn ou des cinématiques complexes, ainsi que les pièces à forte valeur ajoutée sur lesquelles on ne peut pas prendre de risques, comme on en rencontre dans le monde aéronautique », note Laurent Lalliard.

Mais attention, la simulation externe qui intervient après l'étape de la FAO, n'a le plus souvent aucune liberté pour modifier les stratégies choisies ayant déjà fait l'objet d'homologation par des organismes certificateurs. « On se contente juste de jouer sur les vitesses de déplacement hors matière, ainsi que localement sur les vitesses de coupe et d'avance pour optimiser la coupe, ce qui permet quand même de gagner de nombreuses heures d'usinage sur les pièces très complexes », remarque Gilles Battier, PDG de Spring Technologies.

Enfin, les constructeurs de machines-outils proposent aussi des possibilités de simulation au pied de la machine sur leurs directeurs de commande numérique. « Ce serait la situation idéale puisque l'on est sur la machine qui va usiner, mais on arrive très tard dans la chaîne de production et il est difficile de faire de la simulation off-line sans risquer de perturber l'usinage en cours », constate Laurent Lalliard.

Intégrer la machine réelle

Tous ces acteurs ont bien compris que la machine réelle sera au coeur de la FAO du futur qui intégrera forcément de la simulation d'usinage. Ils se rapprochent donc peu à peu de l'offre des éditeurs spécialisés. Mais ces derniers, forts de leur avance, préparent le futur. Ils travaillent sur l'ergonomie de leurs solutions et songent déjà à des portages sur des postes nomades (smartphone, tablettes...).

Ils intègrent aussi les notions de volume de copeaux enlevé par dent, de couple outil/matière, de vibrations et d'états de surface ou d'énergie consommée, afin d'optimiser l'usinage dans sa globalité.

« D'ici quelques années, la simulation d'usinage suivra même ces paramètres en temps réel grâce aux capteurs implantés sur la machine et sera capable d'intervenir sur le programme pour éviter toute détérioration de la qualité de la pièce en cours d'usinage, le tout en liaison avec le logiciel de pilotage de la production MES présent dans l'atelier et l'ERP de l'entreprise bien sûr », prédit Gilles Battier.

Les cycles réduits de 20 %

c La filiale polonaise d'Hispano-Suiza, qui dispose de moyens d'usinage ultramodernes au service de l'ensemble des entités du groupe Safran, s'est lancée voici un an dans un vaste programme d'optimisation de ses opérations d'usinage, pour gagner en capacité et réduire les coûts. « Nous avons repassé à la moulinette des logiciels NCSimul et Optitool de Spring Technologies, les gammes de nos pièces en titane et en Inox demandant de 5 à 12 heures d'usinage. En jouant sur certaines trajectoires, sur les parcours hors matière, sur la gestion des outils, ainsi que sur les vitesses de coupe et d'avance, nous avons gagné en moyenne de 15 à 20 % sur nos temps de cycle, en poussant nos machines vers leurs limites, tout en améliorant la qualité des pièces », explique Norbert Quémerais, responsable R&D pour les procédés de fabrication.

100MILLIONS DE DOLLARS

C'est la valeur du marché mondial des logiciels de simulation d'usinage en 2010. Soit 10 % du marché global des logiciels de FAO.

LES ÉDITEURS SPÉCIALISÉS SUR LE MARCHÉ

Pour la simulation de trajectoires FAO : Cimatron ; Dassault Systèmes ; Delcam ; DP Technology ; Gibbs CAM ; IMS ; MachineWorks ; MasterCam ; Missler Software ; ModuleWorks ; PTC ; Sescoi ; Siemens PLM Software ; Tebis ; Vero... Pour la simulation dans l'environnement machine et du couple outil/matière: CGTech ; Icam Technologies ; Roboris ; Spring Technologies...

vous lisez un article d'Industries & Technologies N°0943

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2012 d'Industries & Technologies

Bienvenue !

Vous êtes désormais inscrits. Vous recevrez prochainement notre newsletter hebdomadaire Industrie & Technologies

Nous vous recommandons

RGPD : les technos pour respecter la réglementation

RGPD : les technos pour respecter la réglementation

C'est un tournant majeur pour bon nombre d'entreprises ayant des activités numériques. Plus aucune fuite de données[…]

CYBERSECURITE : LE SECTEUR ÉNERGÉTIQUE SOUS TENSION

CYBERSECURITE : LE SECTEUR ÉNERGÉTIQUE SOUS TENSION

Enedis se mobilise après le passage d'Irma

Enedis se mobilise après le passage d'Irma

Le quantique entre dans l'ère industrielle

Le quantique entre dans l'ère industrielle

Plus d'articles