Tournage continu efficace avec tours-fraise avancés

L'attrait évident de la plateforme tour-fraise est la possibilité d'usiner complètement les pièces en une seule prise. Les avancées en logiciel FAO permettent désormais aux machines tour-fraise équipées d'une tête de fraisage à axe B d'effectuer le tournage de finition des profils intérieurs et extérieurs des pièces en utilisant un seul outil de coupe. Ce nouveau cycle de finition de tour peut couper continuellement le long des profils intérieurs et extérieurs en une seule passe avec un seul outil, éliminant le besoin d'utiliser une série d'outils de tournage aux géométries différentes.

Suivre le contour

En juin 2007, un essai de coupe par contouring axe B a été réalisé avec succès au centre technique de Mori Seiki à Los Angeles sur une machine tour-fraise NT3150. Les coordonnées dans le code NC étaient sorties pour le centre de la pointe d'outil en utilisant la fonction RTCP (Rotate Tool Center Point) de la commande Fanuc de la machine. La fonction RTCP, qui doit être utilisée pour le cycle de contouring, fait tourner l'outil autour de son point de contrôle plutôt qu'autour du point de pivot de l'axe B.

Le cycle de contouring axe B est basé sur le cycle de contouring SolidTurn d'Esprit. La différence majeure est que la technologie axe B offre un contrôle total sur le choix des stratégies de rotation de l'axe B et les limites d'angle autorisées.

Les utilisateurs peuvent adopter deux stratégies pour gérer l'orientation de l'outil tout au long de l'opération de tournage. La première consiste à maintenir un angle d'attaque constant entre l'outil et la surface de la pièce. Ainsi, l'outil maintient l'angle d'attaque initial par rapport au profil usiné. Cet angle initial dépend de l'orientation originale de l'outil dans la tête axe B et de l'orientation du premier élément du profil. Au fur et à mesure que la pente du profil change, la tête axe B incline l'outil en conséquence pour maintenir le même angle d'attaque relatif à la surface de la pièce. L'inclinaison totale de l'outil est limitée par une plage d'angles d'attaque définie par l'utilisateur en plus de la détection automatique de collision pièce/outil du logiciel. Cette stratégie produit les meilleures conditions de coupe en maintenant l'angle optimal entre l'outil et la surface usinée. Elle nécessite cependant un mouvement presque constant de l'axe B, ce qui peut générer des surtrajets.

La seconde stratégie de rotation axe B consiste à minimiser la rotation de l'outil en l'inclinant seulement quand nécessaire. Cette stratégie maintient l'orientation initiale de l'outil jusqu'à ce qu'il atteigne une surface qui ne peut être usinée avec l'outil dans son orientation actuelle. Ce n'est qu'alors que l'outil s'incline autant que nécessaire pour usiner la surface dans les limites d'angle axe B définies par l'utilisateur. Cette stratégie, utilisée lors de l'essai de coupe mentionné, limite la rotation de l'axe B aux zones qui ne peuvent être usinées à un angle d'outil traditionnel.

Les deux stratégies sont facilement vérifiables et l'utilisateur peut afficher les vecteurs d'axe d'outil à l'écran pour déterminer la meilleure stratégie pour une géométrie de pièce donnée. L'utilisateur a un contrôle total sur la plage de rotation de l'axe B pendant toute la coupe. Une façon de limiter l'angle de l'outil est de limiter la rotation totale autorisée de l'axe B en appliquant des angles minimum et maximum définis par l'utilisateur. Alternativement, pour un contrôle encore plus serré, des angles d'attaque minimum et maximum définis par l'utilisateur définissent la plage autorisée de l'angle d'attaque local de l'outil.

Prévention des collisions

La détection de collision intégrée empêche une collision entre la pièce et l'outil lors du calcul du parcours d'outil. Au lieu de se fier uniquement à la géométrie d'outil définie, la détection de collision utilise une silhouette de l'outil modifiable par l'utilisateur. La forme de la silhouette dépend de la géométrie réelle de l'outil et de valeurs de dégagement définies par l'utilisateur pour l'avant et l'arrière de l'outil. Un dégagement supplémentaire peut être ajouté autour de l'outil pour éviter la possibilité que l'outil gouge le matériau en usinant des profils ayant un angle similaire à l'avant ou l'arrière de l'outil.

Les programmeurs n'ont plus besoin de créer plusieurs programmes avec les méthodes traditionnelles. Une seule opération de contouring axe B finira un profil complet sans s'arrêter pour changements d'outils. L'élimination des changements d'outils économise de précieuses secondes dans le temps de cycle global et élimine aussi la possibilité de marques de témoin où un outil finit et un autre commence.

À propos de l'auteur : Ann Mazakas est directrice des communications techniques chez DP Technology.