Améliorer la qualité

Le 07 octobre 2009

Ecart. Avec un système d'usinage adaptatif, Beneteau vérifie si les contours des bateaux sont conformes à la maquette numérique.
© D.R.

DOSSIER

Usiner plus vite, c'est bien, mais il faut aussi fabriquer la bonne pièce. Et, du premier coup si possible. Résultat ? Les moyens de contrôle, lasers et autres palpeurs, se multiplient sur les machines-outils. « Avec des systèmes de plus en plus automatisés et rapides, l'anticipation d'une casse d'outils ou d'un incident dans le fonctionnement de la broche devient indispensable », estime Christophe Desplatz, spécialiste de techniques de production au Cetim (Centre technique des industries mécaniques). Message reçu par les constructeurs d'équipements de contrôle. Tels les lasers et autres palpeurs, que proposent des fournisseurs comme Blum ou Renishaw. Ou encore le système de M et H, une division d'Hexagon Metrology, qui permet un contrôle de la pièce pendant l'usinage avec une transmission de l'information à la commande numérique via une liaison infrarouge ou radio. « On peut ainsi détecter les écarts avant de finir la pièce et la retoucher pendant qu'elle est encore fixée sur la machine », souligne Denis Diemert, le directeur de M et H France. Dans le cas de pièces complexes et coûteuses, les moules par exemple, on peut réduire sensiblement les temps de production.

VÉRIFIER AVANT DE FABRIQUER

L'éditeur de FAO Delcam va plus loin en proposant une solution d'usinage adaptatif grâce à ses logiciels PowerMill, PowerShape et PowerInspect OMV. « L'utilisateur compare avant la fabrication, la forme du brut d'usinage avec le modèle CAO, qu'il modifie s'il constate des différences par une opération de morphing », précise Bruno Gubala, le directeur commercial de Delcam France. Le morphing (réalisé avec PowerShape) permet d'appliquer une déformation globale sur les modèles CAO et de reconstruire la pièce palpée en tenant compte de sa géométrie réelle. Les rebuts sont ainsi de moins en moins nombreux.

Beneteau fabrique des prototypes sans défaut

Les bateaux de rêve ne tolèrent aucun défaut de forme. A La Roche-sur-Yon, en Vendée, le groupe Beneteau le prouve avec ses prototypes de bateaux, dont les ponts et les coques peuvent mesurer jusqu'à 25 mètres de long. Des éléments usinés sur deux machines de grande dimension CMS pouvant fonctionner 24 heures sur 24. Seul problème : l'écart entre le modèle CAO et le brut d'usinage, qui est une source d'erreurs importantes. « D'autant plus, que la forme de ces bateaux est devenue au fil du temps de plus en plus complexe », explique Benoît Meriau, le responsable de l'informatique industrielle. Impossible donc de la traiter manuellement. Le constructeur vendéen a fait appel au système d'usinage adaptatif de Delcam. « Son logiciel PowerInspect détermine avant l'usinage, grâce à un laser et à un palpeur Renishaw fixés sur la tête d'usinage de la machine, si les contours des bateaux sont conformes à la maquette numérique », précise l'expert.

« Il suffit après de recaler les formes avec PowerShape pour usiner juste avec PowerMill. Avant il fallait les corriger manuellement. Une corvée. » Résultat : un mois suffit à trois personnes pour la modélisation d'un pont au lieu de six mois à cinq ou six personnes auparavant. De plus, les designers et les concepteurs ont plus de temps pour peaufiner leurs modèles...

INTERVENIR TOUT DE SUITE EN CAS DE DÉRIVE

La qualité peut également être améliorée en ne donnant pas un seul moment de répit aux robots qui équipent les machines-outils. Démonstration dans l'usine de sous-traitance du constructeur allemand de machines-outils pour la microfabrication, Kern, située à Murnau, près de Munich. L'un de ses centres d'usinage Evo est doté d'un robot Fanuc, qui charge et décharge les palettes. Les ingénieurs de Kern y ont ajouté une machine à mesurer 3D, la DuraMax de Zeiss. Pendant que l'Evo travaille, le robot présente les pièces finies à la machine à mesurer. On peut ainsi intervenir immédiatement s'il y a une dérive dans le fonctionnement de la machine.

Enfin, les logiciels de simulation comme Vericut de CGTech ou NCSimul de Spring Technologies améliorent la qualité de surface des pièces en détectant à l'avance les éventuelles anomalies. « L'expérience démontre que l'on peut gagner jusqu'à 35 % sur le temps d'usinage grâce à la simulation », considère Philippe Deniset, le directeur de CGTech France. Des outils qui se mettent à la portée de PME, financièrement parlant. Spring Technologies annonce ainsi une version préparamétrée de son logiciel pour simuler une seule machine. Son coût : 6 000 euros...

"Agir sur la coupe"

Trois questions à François Bagur, directeur de Bagur Consulting

Où en est-on en matière de réduction des coûts d'exploitation ?
Pendant dix à quinze ans, les professionnels de l'usinage se sont surtout attachés à améliorer l'environnement de la machine (automatisme, commande....). Les aspectsliés à la coupe ont été beaucoup moins traités. Or, ils constituent une source de profit, ce que démontre notre méthode Coumat.

De quoi s'agit-il ?
Basée sur le couple outil-matière, cette méthode exprime les limites du fonctionnement d'un outil dans une matière et pour un fluide de coupe donnés. L'évolution des matériaux peut ainsi déterminer le changement du type d'équipement. Exemple : le décolletage, confronté à l'usinage de matériaux de plus en plus durs, devra renoncer un jour ou l'autre à ses tours à cames classiques. On peut constater aussi, qu'il vaut mieux privilégier l'usinage à grande vitesse avec des coûts minimum par pièce, que de prolonger la durée de vie des outils de coupe qui compte pour très peu dans les coûts de production.

Quels sont les bénéfices pour l'entreprise qui applique votre méthode ?
La réduction du temps d'usinage varie de 10 à 30 % et celle du coût des outils de coupe de 10 à 15 %. Nos interventions s'appliquent, pour un tarif qui varie de 2 000 à 50 000 euros, aussi bien aux fabrications unitaires qu'aux grandes séries, aux grandes qu'aux petites.

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