Busch Precision s'étend vers l'usinage de composants de grande taille

La direction de Busch Precision (Milwaukee, Wisconsin) voulait tirer parti de ses 90 premières années de réponse aux besoins d'usinage de précision individuels — surtout ceux pour machines-outils et autres équipements lourds — pour inclure les composants plus grands et plus complexes nécessaires pour l'équipement de construction, les machines agricoles, les vannes, la production d'énergie et le nombre croissant d'autres grands produits d'aujourd'hui.

Il y avait des défis à relever, notamment remplacer la croyance de longue date de l'entreprise que la CN de machine-outil était trop complexe, trop chère et trop inflexible pour les petites séries de l'entreprise, par la reconnaissance que la CN de nouvelle génération peut impliquer une programmation plus facile et une opération simplifiée ; et trouver des machines-outils capables de traiter de grandes pièces avec les mêmes précisions qu'elle avait pour l'usinage de précision personnalisé de pièces de plus petite taille.

Busch Precision pensait pouvoir résoudre ces problèmes. « Dans nos années d'évaluation d'équipements pour clients, nous avons évidemment de nombreuses opportunités de « rentrer à l'intérieur » de tous types de machines-outils construites par des entreprises du monde entier », dit George Grove, président. En résultat, il ajoute, ses gens savent combien de force et rigidité est construite à l'origine dans les différentes machines, et quelles machines peuvent absorber de lourdes charges de copeaux sans perdre en précision sur des pièces grandes et complexes.

Alors que Busch Precision développait sa nouvelle stratégie pour des opérations d'usinage automatisé à plus grande échelle, elle s'est concentrée sur deux besoins : des machines CNC simples à programmer et opérer, tout en offrant la polyvalence nécessaire à un centre de services d'usinage sous-traitant ; et des machines-outils avec la rigidité et la force pour produire de grandes pièces avec une précision précise et uniforme sous les forces de coupe continues expérimentées avec l'opération automatique.

Pour ce faire, l'entreprise a décidé d'ajouter un tour vertical (VTL) avec table de 2134 mm de diamètre, balayage maximal de 2438 mm, hauteur maximale sous rail de 2134 mm, moteur d'entraînement de table de 75 ch et capacité de charge de table de 125 tonnes à 200 tr/min maximum, de Giddings & Lewis (Fond du Lac, Wisconsin). Également ajouté était un centre de production horizontal type table G & L G50-T, qui a une table de 1,83 × 4,27 m, axe X de 4267 mm, axe Y de 2921 mm, axe W de 1829 mm et 914 mm de course de broche en axe Z. Bientôt à installer est un VTL encore plus grand avec diamètre de table de 3505 mm, balayage maximal de 4572 mm et hauteur maximale sous rail de 2438 mm et moteur d'entraînement de table de 73,5 ch. La capacité de charge de ce VTL est de 250 tonnes à 126 tr/min maximum. Les trois machines opèrent automatiquement avec une commande numérique G & L NumeriPath 8000.

« Ces combinaisons de taille de machine, force et opération automatique nous aident à gagner de nouveaux contrats que nous ne pouvions même pas considérer par le passé », dit le gestionnaire des services clients de Busch Precision, Mike Mallwitz. « Dans d'autres cas, les nouvelles technologies nous permettent de livrer de grandes pièces usinées de précision à nos clients beaucoup plus vite qu'auparavant. »

Typique de ce dernier est l'énorme turbine de pompe. Le temps total de tournage pour enlever plus de 180 kg de copeaux de cette pièce en acier moulé a été réduit de plus de 30 %. Les opérations d'ébauche sont effectuées à une vitesse de coupe constante de 145 m/min, à une tolérance de ±0,05 mm.

Lorsque l'entreprise a voulu trouver des machines-outils capables d'étendre ses capacités d'usinage de précision aux grandes pièces, elle a cherché une machine avec la rigidité structurelle qu'elle savait nécessaire.

Citant les VTL comme exemple, M. Mallwitz dit : « De nos années d'expérience dans la fabrication de pièces de machines-outils, plus la réparation et la reconstruction de machines-outils, nous ne pensons pas qu'un VTL fabriqué à partir de membres de machine séparés puisse fournir la rigidité dont nous avons besoin. » Il explique que l'intégrité structurelle totale est particulièrement critique pour maintenir des précisions précises sous les charges de copeaux plus lourdes et aux taux de production plus élevés de l'usinage CNC sur grandes pièces.

La profondeur de force et rigidité de machine que M. Grove et M. Mallwitz identifient comme leur premier fondamental est incarnée dans la structure des deux nouveaux VTL. Une fonderie Meehanite forme la base colonne monobloc avec cuvette circulaire intégrale. De plus, des nervures radiales forment une configuration en A qui fournit une base solide pour l'assemblage de palier de table ; transmission d'entraînement de table et colonnes verticales à double triangle.

Solidement supporté par les doubles colonnes, un rail transversal massif et une tête de rail permettent le déplacement complet du bélier à gauche et à droite du centre. Le réglage de la hauteur du rail transversal est infiniment variable, en utilisant l'élévation motorisée et le serrage sur les guides de colonne avec une force de 355 860 N. La position du rail transversal sur le VTL 4572 mm de Busch Precision est aussi programmable et inclut le nivellement automatique du rail.

Pour maximiser l'utilisation de la rigidité et de la résistance à la torsion de cette structure de machine, le VTL 2438 mm a un bélier de tête de rail en acier forgé d'environ 200 mm carré qui parcourt jusqu'à 1,37 m. Le VTL 4572 mm a un bélier de plus de 267 mm carré avec presque 1,83 m de course maximale.

Les deux VTL de Busch Precision incluent aussi un changeur d'outils automatique monté sur rail, matrice 12 pour le VTL 2438 mm et 20 pour le VTL 4572 mm. Les gros volumes de copeaux que ces machines CNC enlèvent continuellement des grandes pièces sont gérés avec une combinaison de système de coolant par inondation, double porte de protection contre les copeaux plus convoyeur et élévateur à copeaux automatique positionnés dans une tranchée sous la machine.

Avec la CNC NumeriPath 8000 conçue spécifiquement pour les applications machines-outils, Busch Precision utilise les commandes Type II pour sous-routines, palpage et autre programmation. Chacune de ses stations opérateur NumeriPath a aussi un ordinateur personnel intégré. « Parce que la CNC NumeriPath est plus sophistiquée, certains pensent qu'elle est une commande plus complexe », note le gestionnaire de production Peter Gies. « En fait, une fois que vous comprenez comment NumeriPath fonctionne, et ce que le logiciel Giddings & Lewis peut faire, vous réalisez qu'il est vraiment simple et convivial tout au long. Essentiellement, c'est la façon dont la CNC NumeriPath comprend l'information de programme que vous y mettez. »

En conjonction avec ses capacités avancées de CNC et programmation, Busch Precision utilise le palpage de pointe d'outil qui vérifie automatiquement la longueur et le rayon d'outil, et permet de remettre les corrections d'outil à zéro automatiquement. Les trois machines de l'entreprise utilisent aussi le système de jaugeage en cours de processus NumeriProbe de Giddings & Lewis pour inspecter automatiquement la position de la pièce et ajuster les corrections de longueur d'outil basées sur une dimension de pièce palpée. En résultat, le temps précédemment requis pour les étapes « coupe-et-essaie » a été éliminé.

De plus, le VTL 4572 mm de Busch Precision et son centre de production horizontal incluent chacun un système de surveillance de durée de vie d'outil qui utilise le logiciel Giddings & Lewis pour surveiller automatiquement le temps préprogrammé pour l'utilisation effective de chaque outil. Quand la durée de vie préprogrammée de l'outil a expiré, l'outil peut être remplacé automatiquement par un autre outil du même type, ou une autre action peut être prise.