Simuler pour sécuriser l’usinage complexe

La simulation CN et la gestion de l’outillage sécurisent les projets à haute valeur ajoutée. Découvrez le témoignage de l’entreprise Major Tool, qui a choisi le logiciel Vericut.

La simulation d’usinage et l’attention portée aux paramètres d’outillage ont permis à Major Tool d’entreprendre des projets ambitieux avec ses machines complexes.

Les grandes pièces produites en Inconel et en JBK-75 (un alliage fer-nickel apparenté à l’A-286) chez Major Tool peuvent valoir plus que le salaire annuel d’un opérateur. Avec des coûts de matériaux aussi élevés, les rebuts sont inacceptables. Les opérateurs et les programmeurs doivent donc s’assurer de la réussite d’un programme avant de l’exécuter. L’atelier s’appuie donc fortement sur sa suite logicielle, tirant parti du logiciel de TDM Systems pour concevoir des ensembles d’outils et testant ses programmes de pièces à l’aide du logiciel de simulation Vericut.

Une vision globale pour les machines de grand format

Major Tool n’a jamais connu de défaillance catastrophique qui l’a poussée à rechercher une suite logicielle. Au début des années 2000, la direction a simplement réalisé que la combinaison de pièces de grande valeur, de programmes non testés et d’une gestion hasardeuse de l’outillage conduirait à un désastre. Cette anticipation permet de garantir la pérennité de l’entreprise et lui donne même un avantage concurrentiel.

Ce constat n’a fait que s’accentuer au fil des années, à mesure que le service d’usinage de l’entreprise a adopté des machines de plus en plus complexes. Il s’agit notamment de plusieurs fraiseuses à portique à grande vitesse à cinq axes de Gruppo Parpas, dont l’une a une course de 20 mètres sur l’axe X et dont plusieurs sont jumelées dans le cadre d’une cellule de fabrication flexible ; d’un tour vertical à tourelle Schiess Froriep Spheromill avec une capacité de table de 140 000 livres (63 502,9 kg) ; d’une machine multitâche Mazak Integrex e670 ; et d’un grand tour-fraise à portique Dorries Scharmann Schiess FZG6.

Pour gérer efficacement les équipements de son service d’usinage, Major Tool a équipé ses machines d’un système de surveillance de la production en temps réel, en installant des écrans sur chaque machine et chaque poste de travail pour fournir des rapports d’état sur les travaux en cours. L’entreprise déploie également des sondes Renishaw pour faciliter le réglage et effectuer des mesures en cours de processus, afin de garantir que les pièces, petites et grandes, respectent les tolérances nécessaires.

C’est également à ce stade que le logiciel d’outillage et celui de la simulation entre en jeu. Major Tool utilise le logiciel de gestion d’outils TDM Systems et les bancs de réglages de Zoller pour créer des ensembles d’outils avec des paramètres de réglage. L’atelier utilise également le logiciel de simulation Vericut, allant même jusqu’à exiger la simulation de chaque travail dans le département d’usinage avant qu’il ne soit envoyé sur une machine.

La simulation de jumeaux numériques apporte des avantages physiques

La simulation de chaque tâche a conduit l’atelier à créer ou à obtenir des jumeaux numériques de tous ses outils, pièces et machines-outils. Si l’obtention de la technologie des jumeaux numériques pour les nouvelles machines est souvent aussi simple que de demander les modèles informatiques des machines au moment de l’achat, l’obtention du niveau de vraisemblance approprié pour les machines plus anciennes a nécessité l’extraction des fichiers d’archives des machines à partir des contrôleurs et leur importation dans Vericut. Cela permet au logiciel de travailler avec une réplique exacte des paramètres de fonctionnement des machines, des macros personnalisées, des valeurs de décalage et d’autres données.

Major Tool utilise plusieurs fraiseuses à portique à grande vitesse à cinq axes de Gruppo Parpas, dont l’une a une course de 20 mètres sur l’axe. (photo Major Tool and Machine)

À l’aide de ces données, les programmeurs de Major Tool peuvent simuler des programmes de pièces. Les fonctions de détection des collisions indiquent si le programme risque de provoquer des collisions avec le dispositif, la table ou la broche. Les programmeurs utilisent des paramètres et des zones pour détecter les endroits les plus exposées au risque de collision.

La fonction Auto-Diff du logiciel permet également de comparer le modèle coupé au modèle en stock. Si le programme usine au-delà de la version prévue ou laisse plus de stock que nécessaire, Vericut mettra en évidence ces zones pour une révision du programme. La résolution de cette comparaison peut être aussi faible que 0,001 pouce (0,0254 mm), selon Brandon Lee, responsable de l’usinage chez Major Tool, bien que la plupart des projets de Major Tool aient une tolérance comprise entre 0,001 et 0,005 pouce (0,0254 à 0,127 mm).

Préparer la réussite de l’outillage

Toutes les simulations du monde ne serviront à rien si l’outillage n’est pas configuré de la même manière que dans Vericut. La solution de Major Tool à ce problème est double : un logiciel et des puces RFID.

Pour chaque pièce, les ingénieurs en outillage de l’atelier créent un ensemble d’outils caractéristique par caractéristique dans TDM Systems et l’importent dans la FAO Siemens NX de l’atelier. Ces données servent de base à un fichier TLS, qui comprend des paramètres spécifiques à l’outil, tels que la longueur et le diamètre de la jauge. Les opérateurs peuvent télécharger ce fichier en même temps que le programme de la pièce, en palpant les outils pour les comparer au fichier TLS. Récemment, Major Tool a installé des puces RFID sur ses porte-outils afin de rendre ce processus plus efficace. Ces puces permettent aux bancs de réglages Zoller de télécharger les numéros d’identification des outils, les décalages de longueur et de diamètre, les données d’usure et d’autres informations de réglage directement sur le porte-outil. Lorsqu’il est inséré dans une machine, le contrôle peut alors lire la puce RFID et ajuster les paramètres en conséquence, une aubaine pour les machines automatisées et à grande vitesse. La machine peut également télécharger des informations sur les puces, ce qui constitue un moyen simple de suivre l’usure de l’outil.

Une formation qui laisse peu de place au hasard

Pour s’assurer que ses programmeurs peuvent utiliser pleinement les logiciels à leur disposition, Major Tool demande aux nouveaux employés de passer du temps dans le service de programmation pour s’acclimater à l’ensemble des logiciels. Les nouveaux venus suivent ensuite une formation en ligne de quatre jours par l’intermédiaire de Vericut. À l’aide d’exemples et de didacticiels, les nouveaux programmeurs apprennent à utiliser les principales fonctions du logiciel, ainsi qu’à importer de nouvelles machines et de nouveaux processus dans le logiciel.

« Vericut est devenu indispensable chez Major Tool pour garantir que le processus d’usinage des pièces de grande valeur est sûr et réalisable, déclare Chad Eastman, ingénieur d’applications CAO/FAO. Il a permis à Major Tool d’économiser un nombre incalculable d’heures et d’argent en raison de problèmes de configuration imprévus, de pannes de machines et de parcours d’outils inopérants. Le fait de disposer de cette technologie pour préplanifier et vérifier les processus, aide les programmeurs à transmettre les programmes CN à l’atelier en toute confiance et avec moins de nuits blanches. »