Comment l'usinage va changer dans l'industrie 4.0

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L'industrie 4.0 est en marche. Aucun doute là-dessus maintenant. De grandes entreprises et même des pays entiers investissent déjà dans cette initiative et les résultats semblent prometteurs. L'industrie 4.0 est un nouveau concept de fabrication qui utilise toutes les technologies informatiques pour fournir une méthode de production automatisée plus efficace. Ce concept va influencer de nombreux types de processus et d'équipements de fabrication modernes. L'une des branches les plus avancées de la fabrication est la technologie d'usinage CNC. Voyons comment les méthodes d'usinage modernes et les machines-outils vont être influencées par le changement imminent du paradigme de fabrication.

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Prise de décision avec le Big Data

L'un des points majeurs de la prochaine industrie est ce qu'on appelle le Big Data. La taille de la base de données et la capacité de l'ordinateur à stocker et à traiter les informations ont tellement augmenté qu'il est désormais possible de conserver toutes les informations sur les travaux en cours et antérieurs d'un atelier d'usinage CNC donné en un seul endroit. De plus, les ordinateurs et les réseaux de neurones pourront analyser les données d'usinage stockées pour améliorer les paramètres de coupe, le serrage, le choix de l'outil de coupe, etc. Ils pourront ainsi conseiller le machiniste et rendre son travail plus facile et plus efficace. .

Maintenance préventive

Les outils d'usinage tels que les centres de fraisage 5 axes, les tours, les rectifieuses-outils, etc. seront tous équipés d'une multitude de capteurs et les systèmes de surveillance des mégadonnées garantiront que ces informations sont recueillies en ligne pendant que les outils du machiniste fonctionnent. Cela a beaucoup d'avantages. Tout d'abord, les capteurs peuvent estimer la tolérance et lorsque l'outil devient trop usé, ils peuvent compenser cela en modifiant les coordonnées de la pointe ou le diamètre de la fraise.

Mais ça va plus loin. Supposons que l'une des pompes pneumatiques présente un petit défaut. La pompe fonctionnait comme prévu, mais au fil du temps, elle s'est usée plus rapidement. Les capteurs peuvent estimer la pression fournie par cette pompe et voir ce qu'elle sort de la grille normale avant qu'elle ne devienne complètement inutilisable. Ainsi, le machiniste peut commander un substitut à l'avance et le remplacer avec juste un court temps d'arrêt de la machine-outil au lieu de le voir mal fonctionner et éventuellement subir plus de dommages.

Collecte de données pour améliorer la planification des processus

Ce n'est pas une information largement connue, mais les machines-outils ne coupent en fait les alliages métalliques que pendant 25 à 40 % de leur temps de disponibilité. 60 à 75 % du temps qu'ils passent à attendre que ces pièces usinées arrivent de l'opération précédente. La technologie des machines-outils de l'industrie 4.0 implique que tous les équipements seront unis par un seul système de gestion numérique et fonctionneront comme une seule cellule. Si le système de gestion connaît les opérations nécessaires à la fabrication de la pièce et en fait de toutes les pièces de l'atelier d'usinage, il peut calculer différentes tournées de flans à une vitesse phénoménale. Il peut ajuster les itinéraires une fois qu'une nouvelle pièce est ajoutée et créer essentiellement un système automatisé de fabrication intelligent. Le pourcentage de coupe réelle et donc l'efficacité augmenteront considérablement.

Contrôle de qualité automatisé et virtuel

Le contrôle de la qualité a toujours été une question compliquée, vous deviez garder votre propre laboratoire avec des outils de mesure de haute précision ou externaliser ces opérations, et cela nécessite du temps et des ressources supplémentaires. Lorsque la nouvelle révolution technique qui amène l'Industrie 4.0 arrivera, les machines-outils seront équipées de nombreux capteurs et il sera possible d'estimer la tolérance de la pièce, son état de surface, sa dureté et d'autres caractéristiques en évaluant les données fournies par les capteurs tandis que les machines-outils couper le blanc. Cela réduira également le temps de contrôle global, car la pièce sera évaluée sans qu'il soit nécessaire d'interrompre le processus de fabrication.

Fourniture d'atelier d'usinage automatisé

La gestion entièrement automatisée de l'atelier d'usinage présente de nombreux avantages. Certaines étapes ont déjà été franchies pour une gestion complète des ressources avec les systèmes de ressources d'entreprise dans le cadre de la gestion du cycle de vie des produits, mais il reste encore des améliorations à apporter. Un temps d'arrêt considérable de la production se produit lorsque les matériaux et autres fournitures ont été commandés pour un projet et que vous attendez l'expédition. Ce temps d'arrêt peut être évité si vous savez quel type de matériel vous avez et lequel d'entre eux sera nécessaire pour le prochain projet. Les réseaux de neurones qui géreront les ateliers de fabrication pourront faire les deux. Ils peuvent surveiller les stocks d'approvisionnement et ils peuvent prédire quels matériaux et quels outils seront nécessaires pour fabriquer une pièce dès que son modèle ou sa conception arrivera à l'atelier d'usinage. Ils peuvent même former la nomenclature et passer une commande automatisée auprès des fournisseurs. De cette façon, tout l'atelier d'usinage ne sera pas en attente en raison de pénuries d'approvisionnement. Ils arriveront juste à temps lorsque le système de fabrication sera configuré pour usiner la nouvelle pièce.

Usinage des nuages

Les systèmes de fabrication assistée par ordinateur (FAO) et les technologies cloud en tant que parties de l'internet des objets permettront aux ingénieurs et aux machinistes d'accéder à distance à différents types de machines-outils et de les configurer pour des opérations à distance. De nouveaux services d'usinage en ligne verront le jour lorsque le client n'aura qu'à télécharger un modèle CAO de sa pièce et qu'il n'aura ensuite qu'à attendre qu'il soit livré à sa porte. Fini les discussions avec les ingénieurs et les longues heures passées à attendre que les brouillons soient approuvés. La fabrication deviendra la même chose que les achats en ligne, seul chaque produit est personnalisé.

Nouveaux systèmes de fabrication automatisés

Lorsque l'industrie 4.0 arrivera, l'automatisation des machines et l'intégration des systèmes atteindront des niveaux tels que l'aménagement de l'atelier d'usinage devra être modifiéh. Des équipements de fabrication robotisés seront intégrés au processus d'usinage pour charger/décharger, serrer desserrer les ébauches, vérifier la qualité des pièces, changer les outils de coupe, etc. Une machine-outil (ou quelques-unes) associée à un système de gestion virtuel avec l'équipement robotique peut former une cellule dite de fabrication qui peut fonctionner sans le machiniste, il suffit de lui fournir des métaux et des composites pour l'usinage.