EMO: DES MACHINES-OUTILS À TOUT FAIRELes constructeurs de machines-outils présentaient à Milan des machines plus polyvalentes que jamais. Une évolution qui ne s'arrête pas à l'usinage, les machines de tôlerie devenant de plus en plus universelles.

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EMO: DES MACHINES-OUTILS À TOUT FAIRE

Les constructeurs de machines-outils présentaient à Milan des machines plus polyvalentes que jamais. Une évolution qui ne s'arrête pas à l'usinage, les machines de tôlerie devenant de plus en plus universelles.



Deux tendances de fond ressortent de cette XIeEmo, dans le domaine de la coupe. La première concerne la multiplication du nombre d'axes sur les tours, et l'utilisation toujours plus importante des outils tournants (fraises, forets, tarauds...) dans le but de réaliser le plus possible d'usinages sur la même machine. Derrière cette tendance se cache en fait un objectif bien précis: réduire au minimum les temps improductifs, en éliminant, en particulier, toute manipulation de pièce entre deux opérations d'usinage. Tous les constructeurs (ou presque) exposaient à Milan des équipements à trois, quatre, cinq, six axes, et même plus. A l'image de Schaublin, par exemple, qui présentait sur son stand un nouveau tour, le 110CNC-R, équipé d'une broche de reprise pour usiner les pièces (barre ou ébauche) sur leurs deux extrémités sans intervention humaine. Ce tour de haute précision, à banc incliné, est également équipé d'outils tournants et d'une deuxième tourelle porte-outil pour l'usinage complet de pièces de révolution en barre ou à partir d'ébauche, en petite et moyenne séries. Même évolution chez Index, sur sa gamme RatioLine. Ses machines disposent d'une broche et d'une contre-broche pour réaliser les deux côtés de la pièce, et de deux tourelles de quatorze postes pouvant recevoir des outils rotatifs de perçage et de fraisage. Le constructeur allemand propose en outre un axe Y (en option) pour étendre encore plus les possibilités d'usinage de ses machines, et réaliser en particulier des opérations de fraisage décalées par rapport à l'axe Z. Le tour B42 S2M Quattro exposé sur le stand Biglia disposait également d'un axe Y, d'une double broche et d'une double tourelle. Cette machine se différencie toutefois de ses concurrentes par le positionnement original de la tourelle inférieure. Grâce à cette particularité, il est possible d'utiliser les outils de la tourelle inférieure pour usiner les pièces, indifféremment sur la broche de reprise comme sur la broche principale. Résultat: les temps d'usinage sont réduit de 20 à 30%. Emco est même allé jusqu'à intégrer deux tours en un pour doubler la capacité de production de la machine. Présenté pour la première fois à l'EMO, son centre de tournage, l'Emcoturn425, est ainsi équipé de deux broches principales, de deux broches de reprise et de deux tourelles revolver avec outils tournants. La deuxième tendance de fond concerne l'accroissement des vitesses de coupe, avec comme corollaire une plus grande productivité des machines. Des vitesses qui peuvent atteindre plusieurs dizaines de milliers de tours par minute, suivant les opérations d'usinage et les matériaux usinés. Cette tendance était surtout visible dans le fraisage. Okuma était en effet l'un des rares constructeurs à présenter un tour standard quatre axes, LU15-2SC, équipé d'une électrobroche tournant à 10000tr/min (22kW de puissance). Utilisée pour réaliser des opérations de tournage dur, cette machine accepte des diamètres de pièces jusqu'à 150mm. En revanche, dans le domaine du fraisage, la grande vitesse a fait une percée remarquée à Milan. La plupart des constructeurs présentaient ainsi un ou plusieurs modèles de machines équipés d'électrobroches. Deux manières d'appréhender cette technologie de coupe se distinguaient cependant sur le salon. La première consiste, pour certains constructeurs, à équiper une machine standard d'une broche grande vitesse et éventuellement d'un nouveau directeur de commande plus performant. C'est le cas de Cincinnati, qui propose, en option, deux broches grande vitesse (10000 tr/min, 15000 tr/min) sur ses centres d'usinage de la gamme Magnum. Des CU qui sont plutôt dédiés, dans cette configuration, à l'usinage de pièces en alliage léger ou en matériaux composites. De la même façon, Rambaudi a équipé son centre de fraisage, le Ramcenter 800HS, d'une électrobroche tournant à 16000tr/min (7,5kW de puissance) pour l'adapter à la grande vitesse. Une machine dont les vitesses d'avance ne dépassent toutefois pas les 10m/min. De son côté, Mikron propose une solution intermédiaire sur sa frai-seuse universelle UMS600 en l'équipant de deux broches, l'une standard (6300 tr/min) et l'autre à haute fréquence (32000 tr/min). Une manière originale de passer progressivement à la grande vitesse sans disposer obligatoirement d'une machine entièrement dédiée à cette technologie. L'intérêt de ces solutions est surtout d'ordre économique. Pour quelques dizaines de milliers de francs supplémentaires, il est possible d'usiner à 10000 tr/min ou 15000 tr/min. En revanche, les performances des machines, notamment les vitesses d'avance en travail, restent limitées, car la construction de la machine n'a pas été prévue pour accepter de fortes accélérations. Aussi, pour bénéficier pleinement de tous les avantages que peut apporter la grande vitesse, certains constructeurs de fraiseuses et de centres d'usinage ont préféré concevoir de nouvelles gammes de machines spécifiquement dédiées à cette technologie. C'est le cas d'Huron Graffenstaden avec son nouveau modèle de fraiseuse baptisé EX. La structure du bâti, les paliers à billes, le système de guidage, la commande numérique..., tous les organes de la machine ont été étudiés et testés pour supporter des vitesses d'avance de 30m/min et des accélérations de 3m/s2. La tête a été spécifiquement conçue à partir d'une broche très compacte Fischer pour délivrer une puissance de 25kW à 14000 tr/min ou 24000 tr/min et un couple important à basse vitesse. Chez Fidia, c'est carrément toute la gamme de machines Digit qui a été conçue dès le départ pour usiner à grande vitesse. Une gamme qui comprend aujourd'hui trois modèles: le 218 (courses: 2000x1000x800mm), le 165 (1000x600x500) et le dernier sorti, le 633 (600x350x300). Dans leur version standard, ces trois modèles disposent d'une électrobroche de 25kW tournant à 42000tr/min équipée d'une commande pneumatique pour le déblocage de l'outil et d'un dispositif de réglage automatique de la température.

Tôlerie, des ensembles de plus en plus complets

Montée en cadence pour gagner en productivité, intégration des fonctions pour usiner des pièces finies et accélérer la mise en production, la tôlerie n'échappe pas aux exigences auxquelles sont confrontées les machines dans le domaine de la coupe. Les poinçonneuses ont gagné en cadence et en précision grâce à l'introduction de CN plus performantes et aux progrès de l'asservissement du marteau et de la lecture de la position du vérin. Poinçonneuse hydraulique de 30tonnes de puissance de frappe, la Vipros358 du constructeur japonais Amada faisait pour ces raisons une apparition remarquée en Europe. Une machine qui s'adresse à la tôlerie fine, puisque l'épaisseur de travail est limitée à 3millimètres. "Cette poinçonneuse est remarquable pour sa cadence et sa précision, souligne Pascal Sobczak, responsable export d'AmadaSA. Il est possible de travailler à 900coups/minute avec un niveau de précision de positionnement du marteau de 1centième de millimètre et une précision de 5centièmes sur la pièce." Autre particularité, la table fixe, équipée d'une brosse sur laquelle la tôle se déplace. "Ce qui explique la limitation en épaisseur mais a permis d'augmenter la cadence", explique Pascal Sobczak. Le constructeur américain Strippit présentait, avec la Fabri-Center 1250MH, une machine tournée vers les fortes épaisseurs. D'une puissance de 30tonnes capable de travailler la tôle jusqu'à 9,5mm, la machine est qualifiée par son constructeur de "machine de charge". "Cette poinçonneuse a été conçue pour un usage intensif, indique Gérard Buisson, directeur de la filiale française. Elle est capable de déplacer à pleine vitesse, jusqu'à 81mètres par minute, des pièces de 380kg!" Son poids, 18tonnes, la situe dans la catégorie "poids lourds", avec la capacité de travailler la tôle jusqu'à 9,5mm d'épaisseur dans un format de 1250x2000mm sans repositionnement. Rapide (jusqu'à 550coups par minute par pas de 1,6mm), précise (un dixième sur la pièce finie), la machine peut être couplée avec un système de découpe laser ou plasma. Elle est pilotée par une commande numérique GE Fanuc de 128Ko de capacité mémoire, mais Strippit envisage une commande par PC pour le début de l'année prochaine. "Cela permettra d'introduire des programmes d'autodiagnostic et de multiplier par mille la capacité mémoire", explique Gérard Buisson. Un besoin d'augmenter la productivité de l'industrie du poinçonnage que l'on retrouve sur la ligne de poinçonnage et de coupe à longueur du fabricant finlandais Toolsystem. Un ensemble composé d'un dérouleur de bobine, d'un redresseur et d'un système électronique d'amenage à rouleau; de deux têtes de poinçonnage; enfin, d'une cisaille hydraulique. Le tout, pour produire en juste-à-temps des pièces destinées au montage, sans stockage intermédiaire, à une cadence de production moyenne de trois pièces par minute. "L'innovation présentée au salon, explique Roland Chevalier, responsable d'Arlamatic (distributeur en France), réside dans la connexion du système DAO (radian) et de la commande numérique (Siemens Sinumerik 810). Il est prévu que tous les systèmes compatibles Windows soient connectables." Un exemple d'intégration qui va dans le sens de la flexibilité et de la réduction du temps de lancement de production. Un besoin, particulièrement vif pour la production en petites séries, auquel répondait également Finn-Power avec Shear Genius, une machine qui intègre et automatise chargement, poinçonnage et cisaillage. La poinçonneuse hydraulique de 30tonnes est rapide (1000coups/minute en grignotage, 450coups/minute en poinçonnage), avec une précision du dixième. "Mais l'intérêt réside dans la combinaison avec la cisaille, qui permet une économie de matière de 15 à 20%", estime Philippe Beauplat, responsable technico-commercial de Finn-Power en France. La machine, équipée d'une commande numérique Siemens Sinumerik 32bits, bénéficiera de l'introduction de nouvelles commandes numériques 840D.

Les machines hybrides deviennent de vrais centres d'usinage

Usinage au laser, poinçonnage, taraudage, formage, les machines de tôlerie sont en passe de devenir de véritables centre d'usinage. Mazak en faisait à l'occasion de l'EMO la démonstration en annonçant le Laser Center 48, machine disponible en Europe dès la fin de l'année. "Il s'agit, fondamentalement, d'une machine de découpe laser équipée pour former et tarauder. Notre stratégie est de déplacer des applications du poinçonnage vers la découpe laser", avertit Xavier Rouchaud, directeur des ventes de Mazak Nissho Europe. Application: la tôle fine, jusqu'à 3mm d'épaisseur. Vitesse de découpe laser: 5000mm/min pour un acier d'une épaisseur de 1,2mm, avec une précision du contour découpé de 0,05mm. L'innovation réside dans la possibilité de réaliser sur la machine des opérations de contre-perçage, d'étirage, d'emboutissage, de taraudage ou encore de repoussage. Sur une installation équipée, en plus de la tête laser CO2 de 1kW, de trois stations de taraudage et de cinq outils de formage. La découpe laser monte en puissance, en vitesse, en fiabilité. Les installations évoluent vers des machines monoblocs compactes, intégrant la source laser et le refroidisseur. En réponse aux besoins des chaudronniers, les machines gagnent en surface de travail (jusqu'à 2x6 m) et en puissance (une demande est apparue pour les 2500watts et plus). Une évolution qui concurrence le plasma et l'oxycoupage, voire le poinçonnage pour les opérations nécessitant de la précision pour des épaisseurs de l'ordre de 6mm. Haco présente ainsi, avec la Fly XLB de sa filiale Elas, une machine dotée d'une source laser de 3150watts. Objectif, les aciers inoxydables (de plus de 10mm d'épaisseur) et les alliages aluminium de forte épaisseur (plus de 6mm dans des conditions industrielles, précise Claude Kluzinski, directeur commercial d'Elas). A souligner, l'agrandissement de la table (1500x4300) et l'intégration d'une commande numérique à écran graphique permettant de visualiser la découpe. Quant à la vitesse de déplacement, Haco vient de franchir la barre des 100mètres/minute (105 sur la Fly XLB - indiquant pour certaines pièces un gain de productivité de 20%). Avec son installation Bistar équipée d'une tête laser de 2800watts, Bystronic s'inscrit dans ce mouvement vers les fortes puissances. Sa découpe laser était équipée d'un système inédit de chargement/ déchargement des feuilles de tôle. Du chargement à la dépose des pièces et du squelette, toutes les opérations sont automatisées à partir d'une mémorisation des différents plans de découpage ou des paramètres machine ou laser. Le fabricant suisse a développé un axe rotatif pour l'usinage des tubes et prévu la possibilité de munir son laser d'un équipement de soudage, transformant une machine à simple table en véritable centre d'usinage automatique. Côté machines combinées ponçonnage-découpe laser, Trumpf introduisait la Trumatic 600Laserpress. Une installation développée sur la base de la poinçonneuse Trumatic500, sur le bâti de laquelle est installée une source laser de 2200watts. Avec une force de poinçonnage de 220kN à 600coups/minute quant à la cadnece, le constructeur allemand présente une machine rapide (108mètres/minute de vitesse d'axes) et précise (repositionnement de la tête laser à 0,03mm). Eric Gallou, chef des ventes de Trumpf en France, insiste sur la fiabilité de sa machine: moins de huit heures de maintenance préventive pour 3400heures de fonctionnement, précise-t-il. La machine est également équipée d'une fonction "softpunch" d'asservissement de la vitesse de descente de l'outil pour réduire l'impact sonore du choc sur la tôle lors du poinçonnage. Un gain qui, selon Trumpf, atteint 5 à 8 dB selon les conditions de travail.

Les presses se plient à la précision

Ce qui importe, c'est la précision du pliage. Amada Schiavi présente une presse-plieuse de 100tonnes, la SFB 100-30, dont l'originalité réside dans le tablier inférieur. Réalisé en matériau composite, ce tablier est relié au châssis par deux cylindres blocs. Une solution qui permet au tablier inférieur de se déformer sous charge parallèlement au coulisseau lorsque le tablier supérieur travaille. "Ainsi, l'angle reste constant sur toute la longueur du pliage", assure Pascal Sobczak, responsable export d'Amada SA. La programmation de la presse se fait en mode graphique jusqu'à six axes, et les butées arrière sont motorisées. Deux traits caractéristiques de l'évolution des presses-plieuses. Chez LVD, la précision du pliage est assurée par le système Easy-Form. Un palpeur additif suit la tôle pendant le pliage et mesure son élasticité. Les informations digitales sont envoyées à l'unité de contrôle numérique, qui va corriger, par des impulsions transmises au coulisseau, le retour élastique de la tôle. Ainsi, en mesurant et en adaptant la force et l'angle de pliage au cours d'opérations, un processus en boucle fermée permet une correction automatique à chaque pièce. "Il n'est plus nécessaire de faire plusieurs pliages d'essai et de les vérifier l'un après l'autre pour trouver l'angle de pliage correct. Le système est particulièrement adapté aux opérations de sous-traitance, aux petites séries", estime Geert Casselmann, directeur marketing de LVD. Sur l'EMO, le système Easy-Form équipait une presse-plieuse PPEB de 1350kN et de longueur de travail 3050mm. Une machine à six axes au niveau de la butée arrière, commandés par CN. Trumpf insistait sur la vitesse de déplacement des butées de sa presse-plieuse Trumablend V85 L, 30mètres/minute. Autre point fort de la machine, un temps de changement d'outils réduit par le système de bridage automatique adopté, qui permet le retournement des outils et des matrices. Une onzième édition de l'EMO finalement riche en perfectionnements, les constructeurs entendant occuper au plus vite le terrain alors que la reprise se confirme. et Philippe DESFILHES



le premier multibroche à commande numérique

Gildemeister Italiana,filiale de DMG, présentait en première mondiale un nouveau modèle de tour multibroche entièrement numérisé. Le GM 67 CN allie la productivité d'un multibroche avec la flexibilité d'un centre de tournage à commande numérique. Sa construction intègre un barillet à trois broches, une contre-broche, trois tourelles douze positions et deux tourelles deux positions. D'après le constructeur, ce nouveau type de tour permet de produire autant que quatre ou cinq tours monobroches et se place en concurrent des tours huit broches. Le GM 67 CN est plus particulièrement conçu pour l'usinage de pièces aux formes complexes en moyenne et grande séries.



Des outils attachés à la productivité

Le tournage dur, l'usinage à sec et l'usinage à grande vitesse sont des usinages exigeants pour les outils."A des duretés supérieures à 40, voire 45 HRc, l'industrie de l'automobile veut remplacer des opérations de rectifieuses par des opérations de tournage dur, explique Christian Kagennar, directeur général de Kennametal Hertel France. En conséquence, le marché des nitrures de bore (CBN) se développe." Mais l'usinage à grande vitesse tenait encore la vedette chez Kennametal, avec la nuance KCD 25, revêtue d'une couche de cristal polycristallin. Une nuance qui vient compléter les inserts diamant brasé du fabricant. "Pour une productivité dix à cent fois plus élevée, indique Christian Kagennar. Avantage par rapport aux inserts, la technique de revêtement diamant du KCD25 permet des opérations complexes de maîtrise des copeaux, le bourrage étant considérablement réduit." Autre nouveauté chez Kennametal Hertel, le nitrure de Silicium Kyon 3500, qui permet d'usiner à sec à des vitesses de coupe pouvant atteindre 1200mètres/minute dans la fonte. Un usinage qui se développe, notamment en Allemagne, en raison des contraintes environnementales liées à l'utilisation des liquides de coupe. Le groupe israélien Iscar faisait quant à lui état de sa montée en puissance dans le domaine du fraisage avec ses fraises et plaquettes Heliquad à quatre arêtes de coupe hélicoïdales. "Ces plaquettes sont capables d'effectuer un usinage d'épaulement à 90°, explique Gilles Sitruk, attaché de direction d'Iscar France. La configuration conique du râcleur de chaque arête de coupe améliore la qualité de surface. Sur le salon, le fabricant lançait une nuance, IC 328, revêtue PVD TiCN sur un substrat P45-K40. Polyvalente, celle-ci répond à des applications difficiles (coupes interrompues, gorges très fines, lubrification problématique...). A conditions d'usinage équivalentes, cette nuance assure, selon son fabricant, un gain de durée de vie de l'outil de 10%. Son revêtement de quelques micromètres d'épaisseur permet de conserver l'acuité de la plaquette. Un intérêt notamment pour le décolletage et la réduction des bavures. Sandvik

présentait, outre sa gamme d'outils et de plaquettes carbure, un système complet d'outillage modulaire, le Coromant Capto. Caractérisé par un accouplement en forme de cône polygonal, ce système est adapté au tournage, au fraisage, au perçage et à l'alésage, comportant dans son programme plus de 1 500 outils. Le cône polygonal est maintenu dans l'unité de serrage par une force de plusieurs tonnes.Ce qui permet aux faces de contact de transmettre des couples élevés dans

les deux directions tout en conservant une excellente résistance aux forces de flexion. Jeu commun d'outils pour l'ensemble des machines, réduction des temps morts grâce au changement rapide, manuel ou automatique: deux atouts pour standardiser l'outillage et gérer les outils sur les centres de tournage. Et gagner sur le temps d'usinage effectif, le paramètre à réduire in fine pour augmenter sa productivité.



Les commandes numériques montent encore en régime

La onzième EMO fut aussi l'occasion pour les fabricants de commandes numériques de montrer qu'ils s'ouvrent enfin au monde extérieur. Fini, les langages de programmation ésotériques, les calculateurs "maison" et les architectures fermées! La plupart des fournisseurs présents à Milan exposaient enfin des équipements plus simples à utiliser et plus facilement connectables à tout système informatique déjà présent dans l'industrie (réseau Ethernet, systèmes de FAO...). C'est le cas de la CNC Acramatic 2100 de Cincinnati Milacron, qui tourne dorénavant sous WindowsNT. Cette toute nouvelle commande numérique va également disposer dans les prochains mois de processeurs Pentium plus puissants.Fidia s'est associée avec Siemens pour travailler en commun à l'élaboration de sa nouvelle génération de CNC, baptisée M30. Deux processeurs sont intégrés dans cette commande numérique, un Motorola 32bits pour les calculs de trajectoires et un Pentium 64bits pour gérer l'interface graphique. Mazak a également choisi l'ouverture avec ses deux nouvelles CNC Mazatrol M-Plus pour le fraisage et T-Plus pour le tournage. Dorénavant, la programmation d'une pièce pourra être réalisée aussi bien en langage conversationnel qu'en langage EIA/ISO. Résultat: les programmes utilisés sur une machine Mazak pourront être réutilisés sur toute autre machine à commande numérique. Le salon a été également l'occasion de constater la montée en puissance des commandes numériques. Compacité et modularité des éléments, polyvalence devant

les machines, réponse à l'usinage à grande vitesse (les microprocesseurs actuels sont cent fois plus rapides qu'il y a six ans!). Trois facteurs qui balisent l'évolution des commandes numériques. Siemens faisait un pas en avant dans ces trois directions. Sa commande de contournage 32bits 840D intègre un automate programmable (Simatic S7) dans un module de 50millimètres de largeur, lequel s'insère dans le convertisseur (Simodrive 611D). Jusqu'à présent, la CN et le variateur de vitesses étaient séparés et reliés numériquement. "Le point fort de notre nouveau système, explique Klaus Stellwag, de Siemens France, réside dans son homogénéité, du bureau d'étude jusqu'à la programmation de la machine." L'interpolation de type Nurbs adoptée permet de gagner sur les trajets d'outils, ce qui réduit les temps d'usinage, d'environ 60% pour le fraisage trois axes, en améliorant la qualité des surfaces et des formes. Un temps de traitement des pièces nettement raccourci également pour le fraisage cinq axes. Exemple à l'appui, l'usinage d'une pièce automobile test chez Mercedes. Le trajet optimisé permet de fabriquer la pièce en trente-trois minutes, temps qu'il faut comparer aux cinquante-huit minutes nécessaires auparavant à Mercedes avec sa machine Maho équipée d'une CN Siemens conventionnelle. Chez Num, l'évolution conduit également à la compacité, avec les nouvelles commandes Num 1020 et 1040. "Il s'agit, explique Gilles Prod'homme, d'élargir notre gamme vers les petites machines, avec des performances de commandes 32bits. La Num 1040 est notamment tournée vers les utilisations mono-axes, de plus en plus répandues." Autre caractéristique de ces nouvelles commandes, leur polyvalence, puisqu'elles sont adaptées aux tours monobroche, fraiseuses trois ou quatre axes, aux rectifieuses planes ou cylindriques et aux machines à bois. Une version spécifique étant prévue pour le pilotage d'applications diverses de positionnement et de process - découpe industrielle, chargement, assemblage, perçage... GE Fanuk présentait quant à lui la version modernisée de ses commandes numériques 16-B/18B. "L'intégration du processeur Risc 16bits a permis d'accélérer la vitesse d'exécution, souligne Pascal Boillat, directeur de la filiale suisse du groupe. Le temps d'instruction de l'automate programmable de base est ainsi passé de 1 à 0,1µs." D'autre part, un prototype de démonstration faisait fonctionner le nouveau moteur linéaire haute vitesse du GE Fanuc. "Ce moteur permet un usinage très rapide avec de petits blocs, explique Pascal Boillat. De l'ordre de 2000 blocs à la seconde avec une vitesse machine qui peut atteindre 120mètres/minute."

USINE NOUVELLE N°2506

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