Machinistes à l'épreuve du futur : Maîtriser les compétences de programmation pour l'automatisation

La programmation est au cœur de beaucoup de l'usinage d'aujourd'hui. Se tenir à jour et s'engager dans l'apprentissage tout au long de la vie sont essentiels, quel que soit l'endroit où l'industrie se dirige. Le programmeur de machine du futur est-il un développeur de code, un intégrateur de systèmes ou un activateur d'intelligence artificielle ?

À quel point l'usinage deviendra-t-il automatisé à l'avenir ? À quel point les fonctions d'usinage deviendront-elles « en boîte » ou « basées sur les fonctionnalités » ?

Certains affirment qu'il devra aller davantage dans la direction basée sur les fonctionnalités pour tenir compte de la pénurie attendue de compétences. L'automatisation se produit — mais elle nécessite une intervention humaine pour maintenir, dépanner et programmer. L'industrie deviendra-t-elle complètement gérée par l'automatisation ? Pas probable.

« Il y a une excellente analogie du lave-vaisselle que quelqu'un m'a soumise : de mon vivant, je ne crois pas que vous verrez jamais votre lave-vaisselle se décharger automatiquement car il y a une expertise et une complexité qui entrent dans le chargement et le déchargement », dit le Dr Thomas Kurfess, professeur et titulaire de la chaire distinguée HUSCO/Ramirez en puissance hydraulique et contrôle du mouvement au Georgia Institute of Technology, dans une Q&R avec Better MRO.

« La même chose vaut pour les machines — nous devons rendre les machines plus faciles à utiliser en aidant le programmeur à faire des choix tels que quel outil utiliser et quelles orientations programmer en modes 5 axes continus complets », explique le Dr Kurfess.

Les langages de programmation eux-mêmes peuvent évoluer pour tirer davantage parti de la puissance de calcul dans les unités de traitement graphique, ou GPU, comme on en voit dans les systèmes de jeu haut de gamme. Certains usinages pourraient devenir plus faciles — mais pour rester au top des compétences et gagner un salaire net plus élevé, la programmation et une compréhension profonde de la technologie n'ont jamais été aussi importantes pour les machinistes.

Better MRO parle à des initiés de l'industrie et du monde universitaire sur la programmation — et d'autres compétences et technologies affectant l'industrie.

Défis de la programmation CNC aujourd'hui

Les stratégies de coupe, le refroidissement, les logiciels FAO, les machines-outils et de nombreux autres domaines de l'usinage évoluent constamment. Et l'intégration de toutes ces choses pour leur permettre de travailler ensemble évolue aussi.

La technologie n'est pas toujours sur la même timeline : le logiciel FAO peut ne pas être prêt pour la dernière innovation de machine ou d'outil de coupe, donc c'est au programmeur de comprendre comment manipuler et affiner au mieux les géométries nécessaires, explique Ronnie Brittain, instructeur CNC au NASCAR Technical Institute, qui fait partie de Universal Technical Institute.

« Je pense que l'un des plus grands défis auxquels les techniciens CNC font face aujourd'hui est d'essayer d'intégrer l'automatisation dans le processus », dit Brittain. « Alors peut-être que vous avez un robot ou un chargeur portique qui charge ou décharge une machine en déplaçant une pièce d'ici à là. Il doit aussi être capable de communiquer avec une machine-outil CNC. Ces deux langages de programmation sont assez différents. »

Brittain a également travaillé pour un constructeur automobile hautement automatisé et a vu de première main comment les techniciens robotiques et les programmeurs CNC devaient travailler ensemble pour résoudre les problèmes d'intégration des systèmes.

« Il semble que de plus en plus d'entreprises essaient de faire en sorte que ce soit un travail d'une seule personne … Donc ils demandent aux machinistes de comprendre davantage et d'améliorer leurs compétences et de comprendre comment faire fonctionner les choses ensemble, entre robots, CNC et toutes les différentes machines qui existent », dit Brittain.

La robotique fait son chemin dans les petits ateliers de sous-traitance aussi — principalement pour aider à suivre les demandes de production et à faire fonctionner les machines 24/7 en capacité « lights-out », dit Brittain. Cela nécessite un ensemble de compétences de programmeur différent pour créer ce genre d'automatisation.

« Le défi auquel nous faisons face dans la fabrication, spécifiquement dans la programmation aujourd'hui, est la variabilité … Quand je regarde le ratio outils-géométries, il y a un nombre infini de façons de couper des pièces », dit Jason Ray, PDG de Paperless Parts. « Beaucoup de gens pensent qu'il y a tant de géométries uniques de pièces et tant de variables de géométrie différentes. Je dirais qu'il y en a beaucoup, mais généralement les ateliers de sous-traitance se spécialisent. »

Ray pense que l'industrie commencera à voir de plus en plus de données et d'apprentissage automatique appliqués à des ensembles de données standardisés, tels que les trajectoires d'outils et les géométries, ce qui rendra les choses plus faciles.

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Les opportunités dans les données machine et la valeur de la répétabilité

Dans un avenir proche, les données devraient aider à piloter les décisions commerciales qui rendent la vie des ateliers de sous-traitance plus facile et plus efficace. Ce n'est pas que les données elles-mêmes soient quelque chose de nouveau pour la fabrication.

« [L]es fabricants ont longtemps été confrontés à d'énormes quantités de données circulant dans leurs organisations », écrit Eric Fogg, cofondateur de MachineMetrics, dans un article de blog. « Le défi, cependant, a été d'identifier un moyen pratique d'exploiter ces données pour qu'elles puissent être transformées en avantage concurrentiel — au lieu de simplement rester sur des serveurs à prendre de la place. »

L'expérience, plutôt que les données, guide la prise de décision et les avantages concurrentiels pour la plupart des ateliers de sous-traitance aujourd'hui, dit Ray.

« C'est parce que les données n'ont pas vraiment été accessibles auparavant, parce qu'elles ont été très cloisonnées. Mais à mesure que nous avançons vers des solutions cloud, nous allons pouvoir regarder à travers les données et regarder à travers les stratégies d'usinage pour savoir qu'un outil de coupe spécifique performe d'une manière spécifique et qu'une machine spécifique est à une vitesse de broche spécifique », dit Ray.

Ça commence à arriver. Ray pointe un autre exemple : BlueSwarf effectue une analyse des vibrations de machine — ce qui peut aider à identifier les signatures harmoniques et aider les fabricants à mieux comprendre les capacités spécifiques et uniques des machines sur le plancher d'atelier.

« Je crois que vous allez commencer à voir ces blocs Lego similaires à la façon dont vous avez vu l'interaction humaine avec le code et les extraits de code Python. Ces blocs Lego vont commencer à être plus prolifiques. Vous allez avoir des gens les utilisant de plus en plus quand les mêmes stratégies de coupe sont applicables », dit Ray.

Allez plus loin. Voyez comment la demande augmente. Lisez « Programmation CNC : Les compétences avancées sont en demande. »

Combler votre propre fossé de compétences : La valeur des compétences techniques et de la programmation

Les compétences technologiques et techniques peuvent vraiment aider les machinistes d'atelier de sous-traitance d'aujourd'hui à gagner plus. L'usinage à bouton-poussoir est venu et parti. Qu'est-ce qu'il faut pour gagner plus aujourd'hui et dans le futur ? La poursuite continue de la connaissance technique.

« Un employé hautement qualifié avec une grande quantité de connaissances technologiques devient un atout énorme pour la plupart des ateliers, non pas parce que le propriétaire a envie de déverser de l'argent dans votre poche ; loin de là », écrit Colin Gilchrist, consultant Mastercam et expert en programmation CNC, dans un post sur LinkedIn Pulse. « Vous devenez un atout pour eux en leur faisant gagner plus d'argent. Et vous faites gagner plus d'argent à un atelier en produisant des pièces mieux et plus vite que l'atelier d'à côté. Je gagne le salaire élevé que je gagne parce que j'ai beaucoup de compétences que les autres n'ont pas ; ma connaissance me rend précieux. »

Gilchrist a écrit un certain nombre d'articles sur LinkedIn partageant son expérience et ses connaissances — avec un flair pour expliquer ce qu'il faut pour séparer vos compétences du lot.

Il parle souvent de la valeur de l'apprentissage tout au long de la vie et de l'importance du travail d'équipe dans les équipes d'usinage. Il n'hésite pas non plus à parler des compétences technologiques nécessaires, y compris l'apprentissage du G-code, M-code et Macro B, qui est le langage de programmation pour les commandes de machine.

Macro B permet aux machinistes de « stocker et récupérer des variables » incluant les longueurs d'outil, les valeurs de compensation de rayon de coupe, les décalages de travail et les paramètres de réglage.

« L'utilisation de Macro B et l'écriture de logique dans votre programme vous permettront de faire des choses comme « boucler jusqu'à ce qu'une condition soit remplie » ou « sauter vers un autre emplacement quand une condition est remplie », note Gilchrist. « Dans de nombreux cas, vous pouvez configurer un test pour vérifier les problèmes sur la machine et déclencher une alarme pour vous alerter d'un problème ou d'un crash potentiel. »

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