La machine-outil transfigurée par l’intelligence artificielle

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Machines d'usinage Par  Mirel SCHERER Publié le  03/12/2021
La machine-outil transfigurée par l’intelligence artificielle
La famille de machines d’électroérosion CUT P Pro dispose d’un générateur intelligent qui améliore la qualité de surfaces usinées. (photo GF Machining Solutions)
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Bardées de capteurs évolués, les nouvelles machines-outils sont devenues de véritables centres opérationnels pilotés par des systèmes informatiques capables d’acquérir et traiter les données en temps réel. Ce qui permet d’adapter les conditions d’usinage pour réussir une production sans aucun aléa et assurer une maintenance préventive ou prédictive.

Les visiteurs du salon EMO 2021, en octobre dernier à Milan (Italie), ont découvert des machines-outils dotées de solutions informatiques et électroniques d’une nouvelle race. Plusieurs constructeurs sont entrés de plein pied dans l’ère de l’intelligence artificielle (IA). Objectif : réussir un usinage parfait du premier coup. Facile à dire, difficile à faire. Pourquoi ? « Il faut transformer les données machine en informations métier », répond Bernard Mauclère, chef de produits machine-tool systems chez Siemens. « Or, les données d’usinage restent d’habitude dans la commande numérique. Pour les exploiter convenablement, il faudrait extraire ces informations et les transformer en données métier-process. On pourrait ainsi créer la pièce virtuelle pour voir si elle est bonne ou non. Et remédier les erreurs, ce qui devient très intéressant dans le cas de pièces chères (aéronautiques ou autres). » L’utilisateur pourra également déduire des représentations du comportement mécanique de la machine et détecter son usure. « Mais attention, il faut réussir ce processus sans être intrusif, pour ne pas ralentir la machine », avertit le spécialiste.

Situés localement et reliés à la commande numérique de la machine, les systèmes edge computing  (comme le Sinumerik edge, de Siemens) font ce traitement localement ou constituent une passerelle vers le cloud ou les systèmes IT. « L’edge computing constitue le smartphone de la machine-outil, capable d’assurer plusieurs applications différentes », précise Bernard Mauclère. « Comme la collecte de données d’usinage. Ou celles, à forte valeur ajoutée, pour assurer l’amélioration de la qualité, de la santé machine (collecter des dérives, anticiper) ou l’optimisation du process. »

La Mazatrol SmoothAI comporte un package de logiciels d’IA, de jumeaux numériques et d’automatisation industrielle. (photo Mazak)

Le constructeur allemand Emag propose ainsi le système EDNA Core (un PC industriel) et EDNA Neuron 3DG composé de capteurs qui assurent une vaste collecte de données. Renvoyées au tableau de bord EDNA Lifeline, ces informations permettent aux responsables de production de les traiter à l’aide d’une série d’applications. Ces derniers peuvent ainsi prévoir les quantités de pièces produites par équipe, connaître en temps réel les temps de cycle des machines ou des lignes, et la durée de vie restante des outils, faire un audit sur l’état de la machine, assurer la surveillance de l’entraînement et de la broche… Dix-septième génération de commande numérique, la Mazatrol SmoothAI, conçue par Mazak, comporte un package de logiciels d’IA, de jumeaux numériques et d’automatisation industrielle.

Réduction sensible du temps de programmation

Une solution qui permet l’acquisition et le traitement en temps réel des données d’usinage. « L’utilisation de l’IA permet un apprentissage intuitif et le choix de meilleures stratégies d’usinage en fonction de l’application à partir du modèle 3D créé par la CAO (conception assistée par ordinateur) », affirme Bruno Wozniak, directeur commercial de Mazak France. « On peut ainsi réduire de 90 % le temps de programmation. L’opérateur dispose de plusieurs fonctions intelligentes, comme la fonction broche qui assure un contrôle adaptatif de ce dispositif essentiel de la machine. Et élimine les vibrations en permettant l’ajustement des paramètres d’usinage en fonction des informations transmises par les capteurs. Autre fonction, l’AI Thermal adapte automatiquement l’usinage aux changements de température pendant l’usinage, tandis que grâce à Mazatrol Twins, l’utilisateur dispose d’une machine virtuelle pour peaufiner le programme d’usinage au bureau des méthodes. »

L’intelligence artificielle se retrouve également chez d’autres constructeurs comme GF Machining Solutions, qui a doté sa famille de machines d’électroérosion à fil CUT P Pro d’un générateur intelligent. Ce dernier améliore la qualité de surfaces usinées (Ra de 0,08 µm et précision de ± 2 µm). Ou WFL qui a dévoilé, à l’EMO 2021, le centre de tournage M20. Un équipement doté d’un système de capteurs situé au plus près de l’arête de coupe. Baptisé ICOtronic, il fournit des informations fiables sur le processus d’usinage. « Ce qui permet d’améliorer le process et d’augmenter la productivité des machines », assure Alexandre Peter, responsable de ventes du constructeur autrichien. Même démarche chez Okuma avec le Connect Plan, qui offre selon ses concepteurs une amélioration de 50 % de la productivité de l’atelier. Qui dit mieux ?

La machine-outil transfigurée par l’intelligence artificielle
Mirel SCHERER Vieux routier journaliste de la machine-outil, toujours à l'affût de la meilleure solution qui changera la vie des ateliers mécaniques.

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