Simuler l’usinage et bien au-delà…

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Les logiciels de fabrication assistée par ordinateur (FAO) sortent de leur champ d’application traditionnel. Leurs fonctions n’avaient pas beaucoup évolué depuis leur apparition dans les années 1980. Avec l’arrivée des logiciels de simulation, tout s’accélère. À tel point que, aujourd’hui, la limite entre FAO et simulation de fabrication s’estompe. Dans les deux cas, il s’agit de simuler un enlèvement de matière sur une pièce brute pour obtenir une pièce finie. Mais la FAO consiste à définir une stratégie d’usinage (trajectoires d’outils, nombre de passes, vitesses d’avance…), alors que la simulation d’usinage est une représentation virtuelle du programme qui sera exécuté sur la machine. Un logiciel FAO travaille sur le fichier de conception assistée par ordinateur (CAO) de la pièce, sans tenir compte de la géométrie de la machine-outil, tandis qu’un simulateur d’usinage exécute le programme de commande numérique Iso qui sera injecté dans la machine, où chaque mouvement est décomposé et réparti sur les différents axes de la machine. Or ces deux activités se retrouvent de plus en plus souvent associées au sein d’une même suite logicielle. Pour preuve, le partenariat conclu début 2014 entre deux?éditeurs français. TopSolid, le logiciel de CAO-FAO de Missler Software, peut désormais être livré avec le module de simulation d’usinage NCSimul de Spring Technologies [lire page 38]. Grâce à cet accord, les industriels disposent désormais d’une?chaîne logicielle complète, de la conception à la simulation. Mais le monde de la FAO ne lorgne pas qu’en direction de la simulation. Entre autres nouveautés, les logiciels récents peuvent communiquer avec des robots, proposer un suivi en temps réel de la fabrication ou encore intégrer l’impression 3 D.

Former les robots

Les machines-outils n’ont cessé de gagner en complexité ces dernières années. Les tours et fraiseuses simples, à 2 ou 3?axes, ne sont plus la norme. Ils sont remplacés par des centres d’usinage mixtes, qui mêlent tournage et fraisage et comptent jusqu’à?5 axes. Dans les logiciels FAO, le post-processeur, c’est-à-dire l’algorithme qui décompose les trajectoires en ordres compréhensibles par les différents moteurs de la machine, joue un rôle de plus en plus prépondérant. Il détermine la qualité d’une solution de FAO, et les éditeurs doivent proposer des post-processeurs pour tous types de machines et, depuis peu, pour les robots. « Certains industriels usinent des pièces directement entre les pinces du robot, donc les logiciels FAO doivent être capables de générer du code pour les robots en plus du code ISO », lance Christian?Arber, le PDG de Missler Software (210?salariés, 27,5?millions d’euros de chiffre d’affaires).

S’ils gagnent en complexité, les logiciels de FAO et de simulation deviennent aussi plus réalistes. Ils ne se contentent plus d’afficher un cylindre transparent pour illustrer l’outil. « Nous représentons désormais tout l’environnement de la pièce, notamment le système de bridage et la broche de l’outil », indique Romain?Pitette, le responsable produit Solid Edge chez Siemens PLM Software.

Optimiser le geste des opérateurs

Côté usages, la FAO s’emploie désormais jusque dans l’atelier. Longtemps réservés aux ingénieurs des bureaux d’études et bureaux des méthodes, les logiciels savent depuis peu s’adresser aux opérateurs. En effet, Siemens PLM Software, Spring Technologies et Autodesk ont lancé l’an passé des fonctions de détection de collisions. Il s’agit de prévenir tout risque de choc entre la pièce et la machine, lorsque l’opérateur effectue des réglages ou exécute un programme pour la première fois. Quand l’opérateur fait bouger la machine manuellement, le logiciel lui indique dans quel sens il peut avancer sans risque. Spring Technologies va encore plus loin avec des fonctions de suivi de production en temps réel, depuis une?tablette. « Les opérateurs savent à tout moment où en est la machine. Ils peuvent en suivre plusieurs simultanément et anticiper les changements d’outils, ce qui leur fait gagner beaucoup de temps », insiste Olivier?Bellaton, le directeur général de l’éditeur français (100?salariés, 10?millions d’euros de chiffre d’affaires).

Intégrer l’impression 3 D

Le lancement par DMG Mori d’une machine-outil hybride, à la fois imprimante 3 D et centre d’usinage 5?axes, n’est pas passé inaperçu. « Nos logiciels doivent pouvoir générer des programmes pour ces machines d’un nouveau genre, car un?client qui achète ce type d’équipement dernier cri a besoin de la chaîne logicielle correspondante », commente Christian?Arber. Le monde de la FAO qui, par définition, s’appliquait uniquement à l’enlèvement de matière, ou fabrication soustractive, s’intéresse donc de près à la fabrication additive. Spring Technologies et Altair (2 200?salariés, 300?millions d’euros de chiffre d’affaires) réfléchissent à?un module spécial pour simuler les procédés de fabrication additive. « Dans ce domaine, il existe déjà des fonctions pour faciliter la conception, comme les outils d’optimisation topologique qui dessinent la pièce en fonction des contraintes à encaisser, mais demain nous pourrons simuler ce qui se passe pendant la fabrication, à l’échelle de la matière », assure François?Weiler, le directeur marketing Europe du Sud chez Altair.