Solution intégrée de préréglage d'outils et de machine à frettage KELCH V9xx-S
Dans la fabrication de composants aérospatiaux, la précision des outils est directement transmise à la pièce, qu'il s'agisse des rainures en queue d'aronde des disques de turbine, des trous de fixation des carters ou des contours des nervures. Tout faux-rond ou écart de longueur d'un outil affecte directement le rendement. La station de travail KELCH V9xx-S intègre la mesure des outils, le serrage par frettage thermique, le préréglage des longueurs et le refroidissement des porte-outils, offrant ainsi une capacité de pré-usinage des outils « en une seule étape, processus entièrement contrôlé » pour les ateliers d'usinage de précision aérospatiaux.
1. Contexte industriel et défis liés à la mesure
L'usinage de pièces aérospatiales est un processus de fabrication de haute précision, exigeant une tolérance zéro. Les matériaux difficiles à usiner, tels que les alliages de titane et les superalliages, sont extrêmement sensibles à l'état des outils. Une seule pièce mise au rebut peut entraîner des dizaines d'heures de temps machine perdues et des pertes se chiffrant en dizaines de milliers d'euros. La précision et la maîtrise de la phase de préparation des outils déterminent directement le rendement final de l'usinage CNC.
Actuellement, les ateliers aérospatiaux sont confrontés aux principaux problèmes suivants en matière de prétraitement des outils :
La fragmentation des processus entraîne des erreurs cumulatives
Après la mesure sur un dispositif de préréglage d'outils, les outils sont transférés vers une machine de frettage pour le serrage, puis renvoyés au dispositif de préréglage pour un nouveau contrôle. Chaque transfert entre les trois machines introduit de nouveaux écarts. Le jeu de fixation, les incohérences des références des machines et les impacts liés à la manipulation sont amplifiés pour des tolérances de l'ordre du micron.
Faible cohérence dans la mesure des outils complexes
Les alésoirs, les têtes angulaires et les fraises de forme présentent des géométries de coupe irrégulières. Le réglage traditionnel des outils repose largement sur l'expérience de l'opérateur. Des variations de quelques microns peuvent apparaître sur un même outil selon les équipes et les opérateurs, ce qui suffit à provoquer des vibrations ou la rupture de l'outil lors de l'usinage de cavités profondes en titane.
2. Solution : KELCH V9xx-S
Le V9xx-S élimine les erreurs accumulées dans les flux de travail multi-machines grâce à un système intégré comprenant une base monolithique en granit, une commande multi-axes servo entièrement automatique, une unité de frettage inductive intégrée et le logiciel de mesure EASY.
Structure monolithique en granit assurant une stabilité au niveau du micron
Les systèmes de préréglage d'outils traditionnels sont composés de plusieurs éléments assemblés, où les glissières, le socle et les interfaces avec le sol constituent autant de sources potentielles de déformation. Le V9xx-S utilise une structure monolithique en granit moulé, largement éprouvée en métrologie et en fabrication de précision. Grâce à sa forte inertie thermique, il est insensible aux variations de température de l'atelier et à la génération de chaleur interne. Associé à un excellent amortissement des vibrations, il garantit une stabilité de base submicronique sur le long terme.
Système servo CNC + logiciel intelligent pour la mesure standardisée d'outils complexes
Le système est équipé d'un entraînement 5 axes et d'une commande servo CNC 4 axes, ainsi que d'une caméra industrielle CCD à objectif télécentrique, garantissant une répétabilité de ±2 μm . Le logiciel EASY offre un guidage graphique par image, permettant aux utilisateurs de créer des programmes de mesure automatiques en sélectionnant simplement les contours des outils. Des routines de mesure dédiées aux alésoirs et aux têtes d'angle résolvent les problèmes de cohérence liés aux outils non standard utilisés dans l'aérospatiale. La fonction d'apprentissage (Teach-in) convertit les tâches complexes en programmes standardisés.
3. Résultats de la mise en œuvre
Précision améliorée
Avec une répétabilité de ±2 μm, le faux-rond et les dimensions axiales après frettage et préréglage sont maîtrisés dans les limites de tolérance, permettant un usinage direct sans essai. Le rendement de première passe des opérations critiques telles que le fraisage en queue d'aronde des disques de turbine et l'alésage des carters est considérablement amélioré.
Amélioration de l'efficacité
Un seul opérateur, depuis un poste de travail unique, réalise l'intégralité du processus, du chargement à l'extraction de l'outil refroidi, remplaçant ainsi le flux de travail traditionnel à deux machines et trois postes (préréglage de l'outil + machine de frettage). Le refroidissement et la mesure s'effectuent en parallèle, réduisant considérablement le temps de cycle de production des outils et le temps d'inactivité des machines.
