I. Contexte industriel et défis liés à la mesure
La plupart des ébauches destinées aux composants de machines de construction sont produites par fonderie, forgeage ou moulage sous pression. Ces ébauches présentent des surépaisseurs d'usinage irrégulières : au sein d'une même ébauche, certaines zones présentent des surépaisseurs importantes tandis que d'autres n'en présentent quasiment aucune. Cette propriété intrinsèque soulève les principaux problèmes suivants :
Risques élevés de collision d'outils et de surcoupe en raison de la grande fluctuation de la marge de dégagement.
Les pièces moulées-forgées, affectées par le retrait, la déformation et l'usure des matrices lors du moulage, du forgeage et du moulage sous pression, présentent des écarts systématiques entre les tolérances réelles et les valeurs théoriques des plans. Les opérateurs ne peuvent régler les corrections d'outils qu'approximativement, en se basant sur leur expérience. Une tolérance locale excessive provoque un contact direct entre les outils ; une tolérance insuffisante entraîne un usinage incomplet. Les contacts entre outils, le surusinage et les rebuts sont fréquents lors de l'usinage de pièces moulées-forgées.
L'efficacité d'usinage est limitée par des paramètres de coupe conservateurs.
Pour éviter les collisions d'outils, les opérateurs ont tendance à adopter des paramètres de coupe conservateurs et à réduire la profondeur de passe. Une plus grande variation de la tolérance d'ébauche implique des paramètres encore plus conservateurs. Par conséquent, les performances de coupe ne peuvent être pleinement exploitées et le débit de la machine-outil est limité par le risque de collision d'outils.
L'alignement manuel ne permet pas de compenser la déformation de l'ébauche.
Les ébauches moulées-forgées présentent des déformations inhérentes. Les boîtiers et les compartiments de formes complexes sont particulièrement difficiles à aligner après serrage. L'alignement manuel à l'aide d'un comparateur prend de plusieurs minutes à plus de dix minutes par pièce. Le niveau de compétence des opérateurs est très variable et un mauvais alignement entraîne directement la mise au rebut des pièces.
II. Solution : Sonde pour machines-outils série DMP
Pour pallier les difficultés liées aux variations de surépaisseur et à l'alignement manuel, le palpeur de la machine-outil de la série DMP utilise un système de détection par contact, une communication optique ou sans fil omnidirectionnelle et des algorithmes de pré-scan intégrés. Avant l'usinage, il identifie automatiquement la surépaisseur réelle et ajuste dynamiquement le système de coordonnées d'usinage, permettant ainsi à l'outil de couper en fonction de l'état réel de la pièce, et non plus uniquement selon des données théoriques issues d'un dessin.
Pré-numérisation des feuilles vierges en machine pour l'identification automatique de l'allocation réelle
Avant la première passe, la série DMP effectue un balayage tactile rapide des principaux éléments de l'ébauche afin de mesurer la répartition réelle du surépaisseur sur toutes les zones. Elle déclenche des alarmes automatiques en cas de surépaisseur pour éviter tout impact de l'outil rigide ; les zones de surépaisseur insuffisante sont détectées en amont pour éviter un usinage inefficace.
Compensation dynamique du système de coordonnées d'usinage pour éliminer les impacts des fluctuations de tolérance
À partir des résultats de pré-scan, la sonde corrige automatiquement le système de coordonnées de la pièce et les décalages d'outil, alignant ainsi la référence d'usinage sur la position réelle de l'ébauche. La dérive de la référence due à la déformation de l'ébauche et au décalage de serrage est compensée automatiquement en quelques dizaines de secondes, éliminant ainsi les alignements manuels répétés à l'aide d'un comparateur.
Répétabilité du déclenchement unidirectionnel : ≤1 μm (2σ)
Le stylet offre une répétabilité de déclenchement unidirectionnelle ≤ 1 μm (2σ) , fournissant une référence fiable pour l'évaluation des tolérances d'usinage. Les résultats du pré-balayage pilotent directement le réglage du décalage d'outil, éliminant ainsi les risques de sur-usinage liés à une mauvaise estimation des tolérances et aux rebuts de pièce qui en résultent.
III. Avantages de la mise en œuvre
Précision de mesure fiable
La répétabilité ≤1 μm (2σ) fournit une référence fiable pour l'estimation de la surépaisseur. Les résultats du pré-balayage permettent un réglage direct du décalage de l'outil, réduisant considérablement les risques de sur-usinage et de sous-usinage.
Mesure à haute vitesse
Le pré-scan et l'alignement automatiques réduisent le temps d'opération manuelle de plusieurs minutes à quelques dizaines de secondes. Plus important encore, les opérateurs n'ont plus besoin d'appliquer des paramètres de coupe conservateurs par crainte de collision d'outils, ce qui permet à la machine-outil de retrouver son efficacité de coupe nominale.
Valeur globale supérieure
Les ébauches moulées et forgées sont des composants de grande valeur ; la mise au rebut d'une seule pièce peut engendrer des pertes se chiffrant en milliers, voire en dizaines de milliers d'unités monétaires. La série DMP évite les collisions d'outils et le surusinage grâce à un pré-balayage intégré, réduisant ainsi le taux de rebut des ébauches. Alternative locale aux palpeurs haut de gamme européens, elle offre des performances de mesure stables, des coûts d'acquisition et de maintenance réduits, ainsi que des droits de propriété intellectuelle indépendants pour le matériel et le logiciel, garantissant un fonctionnement économique et sans souci.
