Module d'optimisation de pointe offrant une précision sur matériaux difficiles

La plupart de ceux qui ont travaillé dans un atelier d'usinage pendant un certain temps ont à un moment donné assisté à un salon professionnel ou à une journée portes ouvertes d'un distributeur de machines-outils. Là, ils voient des démonstrations en conserve de machines CNC occupées à tailler des morceaux de laiton, d'acier doux ou d'aluminium en porte-cartes de visite et jeux de morpion. Bien que ces cadeaux soient amusants, ne serait-il pas rafraîchissant de voir de vraies pièces être usinées, préférablement à partir d'un matériau difficile à usiner ?

C'est ce qui s'est passé au Okuma Winter Showcase, un événement annuel que le constructeur de machines organise pour 600+ participants. À l'événement, les participants ont été traités à plus de deux douzaines de machines-outils CNC sous tension, la plupart faisant des copeaux. Celles-ci incluaient un MU-8000V LASER EX super multitâche avec dépôt de métal laser et le GENOS M460V-5AX, un centre d'usinage vertical de style trunnion à cinq axes offrant une haute productivité, une petite empreinte et un prix sorprenantment bas.

Il y avait aussi un tour LB3000 EX-II avec détection de vibration d'alimentation en barre, un centre tour-fraisage MULTUS B300II avec manipulation de pièces par robot collaboratif, des centres d'usinage horizontaux MA-500HII et double colonne MCR-A5CII et une machine multitâche MULTUS U3000.

Une gamme impressionnante, c'est certain, mais il y avait une démo qui avait un grand nombre de participants à l'événement qui parlaient, même ceux responsables de sa mise en place. « C'était plutôt cool à voir, surtout quand vous considérez que nous coupions du titane, un matériau très dur et difficile à usiner », a dit l'ingénieur d'applications Okuma Lee Johnston.

Il parle de la démonstration impliquant Force de CGTech, un module d'optimisation de programme NC basé sur la physique qui fonctionne dans le logiciel phare de simulation de chemin d'outil VERICUT de l'entreprise. En travaillant avec des représentants de CGTech et Sandvik Coromant, Johnston a programmé un support en titane Ti-6Al-4V étant fait pour un client aérospatial, puis a optimisé ses chemins d'outil avec VERICUT Force.

« Nous avions la même démo sur deux étaux et les avons exécutés côte à côte, un avec le programme standard et un qui était optimisé », a dit Johnston. « Nous avons réduit le temps de cycle d'une heure à juste sous 40 minutes, et vous pouviez aussi entendre et voir la différence dans la façon dont les outils coupaient et dire que le programme optimisé était plus facile sur la machine. C'est probablement la meilleure chose qui soit arrivée à la programmation depuis les chemins d'outils trochoïdaux. »

Le spécialiste produit VERICUT Pete Haas a expliqué que Force fonctionne en analysant le chemin d'outil NC, évaluant les conditions de coupe changeantes et augmentant ou diminuant l'avance pour atteindre l'épaisseur de copeau idéale pour tout matériau donné. Comparé aux systèmes FAO et calculatrices d'usinage en ligne, qui tentent de déterminer l'épaisseur de copeau moyenne et basent l'avance sur celle-ci, Force calcule l'avance optimale pour chaque ligne individuelle de code d'usinage.

« Comme exemple, pensez à conduire au travail chaque matin », a dit Haas. « Vous rencontrez des sections droites, des courbes, et des virages serrés, et devez ralentir ou accélérer selon les conditions de la route. L'usinage implique aussi des conditions constamment changeantes, mais certains systèmes FAO ne tiennent pas compte de cela. Ils génèrent une seule avance qui peut être trop agressive sur les virages serrés et trop lente sur les lignes droites. Force, d'autre part, utilise la physique pour calculer coupe-par-coupe à travers les conditions changeantes et déterminer les avances optimales. »

Le résultat, selon Haas, est un temps de cycle grandement réduit, une durée de vie d'outil améliorée, une meilleure qualité de pièce et moins d'usure sur les machines-outils CNC. Cela fonctionne sur n'importe quel matériau et n'importe quelle machine, et peut même être utilisé sur des programmes hérités.

Johnston n'était pas le seul surpris par les capacités de Force. Même l'ingénieur support technique CGTech Chris Davala — quelqu'un avec 20 ans d'expérience comme machiniste et programmeur qui travaille maintenant avec les clients VERICUT à travers le pays — a dit que la démo était un révélateur. « Pour être honnête, j'étais un peu sceptique », a-t-il dit. « C'était ma première expérience pratique avec le produit, et ce n'est pas que je n'avais pas foi dans les gens qui l'ont développé, mais il y avait des affirmations audacieuses faites sur les gains potentiels. Je peux vraiment dire qu'après avoir vu Force en action, ça m'a fait un croyant. »

C'est une chose facile à dire pour quelqu'un employé par le développeur du produit. Mais le spécialiste MTS de Sandvik Coromant Richard Howard, qui a travaillé aux côtés de Davala et Johnston pour mettre en place la démo, le confirme. Il a fourni les outils de coupe et porte-outils utilisés pour la démo et a spécifié les paramètres d'usinage initiaux.

« En tant que spécialiste d'outillage, je suis extrêmement impressionné par à quel point le logiciel Force est "juste" », a-t-il dit. « CGTech a fait un travail incroyable d'optimisation de programmes tout en prenant en considération les géométries d'outillage et les charges résultantes. Quiconque s'intéresse à une efficacité plus haute et à prolonger la durée de vie d'outil devrait regarder ceci. »

Quiconque est familier avec la technologie de machine Okuma pourrait considérer Force comme inutile. C'est parce que le contrôle OSP offre des fonctionnalités avancées telles que Machining Navi, SERVONAVI, Super-NURBS et la technologie d'usinage adaptatif. Comment un logiciel tiers peut-il faire performer une machine-outil de premier ordre encore mieux ? Il y a plusieurs réponses :

• Force a la capacité de diviser le code NC en plus petites bouchées, ajustant les avances pour maximiser l'épaisseur de copeau et la garder constante.
• Ses capacités d'optimisation sont proactives, pas réactives, donc tout le monde sait à quoi s'attendre avant d'appuyer sur le bouton de démarrage de cycle.
• Les problèmes de performance sont clairement identifiés en amont et le programmeur peut examiner les graphiques Force qui illustrent les forces de coupe projetées, l'épaisseur de copeau, les avances, la déflexion d'outil et plus.

Pour de nouveaux matériaux, nouvelles machines-outils et coupeurs, ou même de nouveaux programmeurs, Force élimine le travail d'essai qui se produirait autrement.

Le résultat est un programme NC qui est à la fois plus sûr et plus prévisible, avec un faible risque de bris d'outil ou de pièces rebutées. Les opérateurs ont plus de confiance. L'usinage sans surveillance est effectué avec confiance. Les marges de profit sont améliorées. Et les chemins d'outils optimisés Force « sauvent beaucoup de temps pendant l'ébauche », a dit Howard de Sandvik Coromant. Les pièces sont usinées plus vite et les outils de coupe durent plus longtemps.

Haas l'a résumé ainsi : « Les graphiques Force fournissent aux programmeurs NC des informations utiles qu'ils n'avaient jamais eues avant. Ils peuvent rapidement et facilement visualiser ce qui se passe coupe-par-coupe alors que l'outil traverse le matériau et c'est maintenant possible de visualiser les forces excessives, les paramètres de coupe inefficaces, le taux d'enlèvement de matière, la consommation d'énergie, le couple et la déflexion d'outil. Les graphiques Force exposent aussi les opportunités d'amélioration des conditions de coupe. Avec un clic sur le graphique Force, l'utilisateur est amené à l'emplacement exact dans le programme et à la fenêtre de révision graphique pour une analyse plus approfondie. Le résultat final est l'utilisation complète de l'outil de coupe et de la machine-outil. »

Lee Johnston d'Okuma a été d'accord. « À l'événement nous coupions du titane et avons vu une amélioration significative, mais je pense que Force est tout aussi approprié pour usiner des matériaux plus faciles comme l'aluminium, et pour d'autres travaux à usage général. J'ai hâte de l'utiliser sur de futurs projets. »