Booster l'efficacité de production : 5 avantages clés des centres d'usinage CNC

Dans la fabrication de production, l'efficacité est reine. Toute opportunité de réduire le temps de production obtient une attention immédiate.

Les machines CNC sont un outil important pour automatiser la production de pièces mécaniques pour augmenter le débit tout en maintenant une qualité constante. Les centres d'usinage CNC jouent un rôle critique dans l'efficacité d'un atelier d'usinage.

Cet article explique cinq grands avantages des centres d'usinage CNC et partage quelques insights expérimentés d'un leader de l'usinage CNC.

1. Performance

Vitesse. Beaucoup de ce qui pilote l'efficacité est la vitesse. Les hautes vitesses réduisent les tâches de temps de cycle des machines CNC. Un exemple est le mouvement de la broche vers la position d'origine pour changer d'outils et puis positionner l'outil de coupe précisément où il doit être avant la coupe.

À quelle vitesse vont les machines CNC ? Les avances maximales et vitesses rapides peuvent dépasser 2 300 pouces par minute (ipm), ce qui est plus vite que trois pieds par seconde.

Selon plusieurs facteurs (matériau de la pièce, outil, trajectoire, profondeur de coupe), les avances de coupe peuvent dépasser 300 ipm, une estimation pour le fraisage de surfacage d'aluminium. De plus, toutes les fonctions sont faites — y compris la machine localisant répétitivement toutes les caractéristiques — dans une fraction de millimètre.

Précision. Quand une pièce doit atteindre des objectifs de tolérance serrés, l'usinage de précision est souvent la réponse. Les machines CNC, dues à leur conception et construction, peuvent couper aussi précisément que 0,001". C'est littéralement couper un cheveu en quatre. De plus, comme mentionné, c'est accompli à des vitesses incroyables.

Répétabilité. Fonctionnant à partir d'un programme informatique qui contrôle le processus d'usinage avec constance et précision, une machine CNC répète de façon fiable toutes les étapes. Côté opérations quotidiennes, les problèmes de répétabilité impliquent plus souvent la rigidité de la pièce et du maintien de pièce ou l'usure de l'outillage, pas typiquement la performance de la machine.

2. Flexibilité

Programmable. L'opération de base de l'usinage CNC est claire : la machine est programmée pour traiter la pièce en utilisant différents outils. Les ingénieurs utilisent souvent un logiciel de conception et fabrication assistées par ordinateur 3D visuel (CAO/FAO) qui génère du G-code, qui tourne sur la machine CNC. Les programmes sont téléchargés vers, et renvoyés depuis, une machine CNC à distance par les ingénieurs ou l'équipe de production.

Adaptable par Configuration. La configuration est le processus de conversion d'une machine CNC pour lancer une nouvelle pièce. Les dispositifs, qui maintiennent les pièces dans la machine pour le traitement, sont conçus pour chaque pièce, et ils sont interchangeables. Aussi interchangeables, les outils de coupe sont sélectionnés pour produire de manière optimale chaque pièce. Donc, au début d'un nouveau travail, outils, dispositifs, et programmes sont changés, rendant les machines CNC flexibles pour produire différentes pièces. Une flexibilité additionnelle est réalisée en ayant plusieurs machines du même type, n'importe laquelle ayant la capacité de lancer une pièce donnée.

Types et Tailles. Les machines CNC viennent en différents types — un tour fait tourner la pièce avec un outil fixe (super pour pièces cylindriques) tandis qu'une fraiseuse fait tourner un outil pour couper. Bien que les machines CNC et palettes (où le dispositif siège) soient petites ou grandes, elles sont très similaires quand il s'agit de programmation et opérations. Il y a typiquement une machine la mieux adaptée pour des pièces allant de petites à grandes.

3. Automatisation

Changeurs Automatiques. Une machine CNC change d'outils en utilisant un changeur d'outils automatique (COA). Avec le programme contrôlant l'outillage et les processus, la machine commence les caractéristiques de coupe avec une fraise à surfacer et, quand finie avec cet outil, change automatiquement pour un autre outil, similaire à une perceuse à main.

Beaucoup de machines CNC incluent deux palettes qui sont échangées avec un changeur de palette automatique (CPA). Une palette est accessible par l'opérateur (pour chargement, déchargement, traitement, etc.) pendant que l'autre est dans la zone de coupe. Cela améliore l'utilisation de la broche, car la machine coupe pendant que l'opérateur traite, décharge, et charge les pièces.

Dispositifs Hydrauliques. Les systèmes hydrauliques sont souvent incorporés pour serrer, desserrer, et supporter la pièce. Les pièces sont serrées — dans la même séquence exacte à la même pression — d'une simple pression sur un bouton. Ces dispositifs améliorent la répétabilité, la constance, et l'efficacité de chargement… tout très nécessaire en usinage de production.

Fonctionnalités de Disponibilité. Les déchets de matière (généralement sous formes de copeaux et rognures) sont enlevés automatiquement par un convoyeur, et le liquide de refroidissement est séparé pour réutilisation. La machine CNC suit aussi l'usure et l'utilisation des outils, avec le moniteur d'outil alertant un opérateur CNC quand un outil devrait être remplacé. La disponibilité est augmentée en restant en avant des problèmes et en tournant jusqu'à la durée de vie d'outil attendue.

Standardisation des Configurations. Le processus de configuration CNC peut être formalisé pour produire des changements manuels constants. Une liste de contrôle de configuration définit chaque étape, couvrant dispositifs, programmes, outils, et premier article. Bien que pas « automatisé », formaliser le processus manuel assure la constance.

4. Adaptabilité

Capacité Outils. La capacité d'outils standard est typiquement autour de 20 à 60 outils, selon le type de machine CNC, mais cela peut être 100, 200, ou plus si la pièce est complexe. Une grande matrice d'outils (240+ outils) est aussi utilisée quand on lance plusieurs pièces avec des caractéristiques variables, ce qui élimine le besoin de changer d'outils.

Automatisation Palette. Un système de pool de palettes déplace les palettes dans et hors d'une machine CNC, permettant de lancer plusieurs pièces/palettes tout en éliminant la répétition de configuration manuelle. Chaque pièce peut être configurée manuellement une fois et puis changée de manière autonome.

Broches Différentes. Il y a des broches à haut couple bénéfiques pour couper le fer et matériaux durs et des broches à haute vitesse qui fournissent des taux d'enlèvement de matière maximum et les meilleures finitions de surface. Assortir la broche au besoin est critique pour maximiser l'efficacité.

Capteurs Casse-Outil. Pour maintenir le contrôle qualité et prévenir les défauts de production inaperçus, les capteurs touchent l'outil pour mesurer et vérifier la longueur. Trop court ? L'outil est probablement cassé. À cause de leur capacité à détecter les pannes d'outils, ces capteurs peuvent être standard dans les centres d'usinage CNC horizontaux.

Liquide de Refroidissement Haute Pression. Utilisé dans les machines pour lancer certains outils, le liquide de refroidissement haute pression aide à créer une coupe constante en enlevant les copeaux, ou déchets, d'une pièce.

Portiques et Robots. Pour automatiser davantage le traitement des pièces, de l'équipement additionnel peut être ajouté à une machine CNC. Portiques et robots peuvent être interfacés pour soulever, charger, décharger, et traiter davantage les pièces, incluant le déplacement de pièces des dispositifs CNC vers et depuis les conditionnements ou convoyeurs.

Palpage. Utilisé en configuration et aussi pendant la production de pièce pour vérifier la pièce, les palpeurs aident aussi le programme de coupe à être décalé contre la mesure du palpeur. Par exemple, si les tolérances d'usinage sont difficiles à contrôler depuis un maintien de pièce seul, une caractéristique de moulage peut être trouvée précisément par palpage.

5. Base d'Approvisionnement

Héritage et Évolution. Les machines CNC sont connues pour leur fiabilité, tournant deux décennies ou plus sans problèmes majeurs. La technologie actuelle pousse l'innovation, avec les fournisseurs introduisant régulièrement de nouvelles fonctionnalités de machine, et ajoutant plus de surveillance machine et diagnostics à distance.

Concurrence du Marché. Dans un marché hautement compétitif, les fabricants de machines CNC se poussent mutuellement à continuer d'améliorer et d'ajouter des fonctionnalités tout en maintenant les coûts bas.

Partenariats Manufacturiers. Les ateliers d'usinage CNC développent généralement de forts partenariats avec les fournisseurs, qui apprennent à connaître les besoins de base et modèles d'affaires des ateliers. Quand des demandes d'automatisation ou de personnalisation de machine surgissent, les fournisseurs sont souvent prêts à offrir des solutions, aidant les ateliers à grandir pour mieux servir les besoins des clients.

Pour maximiser davantage votre efficacité — et utiliser l'usinage CNC à son plein potentiel — connectez-vous avec un leader de l'industrie : Stecker Machine. Contactez Stecker aujourd'hui avec une demande de devis (RFQ) ou vos questions de production uniques.

À propos de l'auteur

Matt dirige les équipes Ressources Humaines et Marketing de SMC. Il a travaillé pour Stecker Machine sur des projets couvrant la fabrication CNC, la robotique, le marketing entrant, et le leadership. Il aime appliquer son parcours d'ingénieur à tout défi commercial.