Chargeurs de barres longues : améliorer l'efficacité du tournage automatisé

Les chargeurs de barres longues sont des chargeurs conçus pour alimenter les machines de tournage en barres de matière dans un processus automatisé pour un traitement plus rapide. Dans l'industrie de la machine-outil, les chargeurs de barres sont des machines auxiliaires pour l'alimentation automatique en matière première sur tours CNC, centres de tournage-fraisage, ou centres de tournage. La pièce usinée est coupée et de nouvelles matières doivent être alimentées continuellement sur les lignes de production par les chargeurs, normalement automatiques.

Fonctions des chargeurs de barres

Les chargeurs de barres longues ont de nombreuses fonctions. Les chargeurs normaux sont utilisés en opération sur tours CNC pour alimenter automatiquement des matériaux (barres) depuis le mandrin de serrage entraîné par la broche. Ils servent de substitut au tire-barre sur tours NC ou CNC. Le mandrin est monté directement sur la tourelle du tour ou sur le porte-barre pour meilleure stabilité. Selon la classification des mécanismes d'alimentation, il existe deux versions de chargeurs selon la structure de la machine : départ sur axe X (généralement rayon) ou axe Z (phase broche). Les chargeurs peuvent être conçus et modifiés par les fabricants.

Le carter externe est critique pour le processus. Le boîtier et la coque peuvent être en fer, aluminium ou acier ; les mors supérieurs en acier cémenté pour résister aux barres. Si la barre a des composants spécifiques moins durables, fragiles ou tendres, les mors doivent être traités séparément ou remplacés selon les circonstances.

Histoire et développement

Selon l'histoire du tour, le développement des chargeurs a débuté avec l'introduction des tours à commande numérique vers les années 1980, où les volumes de production excédentaires rendaient l'alimentation manuelle trop lente pour le marché mondial en plein essor. Les tours ont évolué pour permettre une production économique de petites et moyennes séries. Le chargeur assurait les mouvements d'introduction des barres sans opérateur sur site pour alimenter la machine à chaque besoin. Avec la commande numérique informatisée (CNC), il fut possible d'assurer la fiabilité des opérations individuelles : déplacement tourelle vers matière, ouverture mandrin, introduction matière, fermeture mandrin, retrait tourelle avec tire-barre. Les chargeurs sont des accessoires d'automatisation critiques pour l'inventaire des machines à tour.

Intégration accrue avec les barres brutes

Comme chaque voiture est conçue pour la route, chaque transmission a besoin de charge. Les barres brutes (bar stocks) sont une forme courante de métaux purs utilisés pour produire pièces et produits métalliques. Disponibles en variété de formes et longueurs d'extrusion : rond plein, rectangulaire, carré, hexagonal. Une barre se caractérise par une section transversale convexe invariante (tuyaux, profils angulaires, diamètres variables ne sont pas des barres brutes). Elles sont traitées par sciage, tournage, fraisage, perçage, rectification pour produit final, souvent très différent du brut. Les chargeurs doivent donc être flexibles.

Dans certaines applications, le processus est partiellement automatisé par équipement spécialisé alimentant les machines de traitement ou lignes de production connectées et coordonnées. L'automatisation d'usine entière réduit la dépendance à la main-d'œuvre, laissant les gestionnaires du temps pour modifications et ajustements. L'application des chargeurs est large et profonde.

Comment fonctionnent les chargeurs de barres ?

Pour procédures ordinaires, la plupart des matériaux métalliques produits par aciérie ou usine d'aluminium sont formés en bandes continues de diverses tailles et formes. Ces bandes sont coupées à intervalles réguliers et refroidies pendant une période spécifique, chaque segment devenant une pièce de barre brute.

La formation de la barre métallique peut s'analoguer à la fabrication de pâtes : extrusion de pâte en sections transversales variées même taille/diamètre, coupe en longueurs, séchage en forme consolidée. Sections transversales variant du simple barreau/tube à extrusions élaborées. Même situation pour la gestion des barres métalliques. Formes courantes : barre ronde pleine (aussi appelée tige), barre rectangulaire (incluant barre carré, cas particulier côtés égaux), barre hexagonale (souvent hex bar). Ces trois formes dominent le secteur industriel. Tubes et tuyaux sont similaires mais centres creux, traditionnellement pas appelés « barres » dans les usages industriels. Le fonctionnement des chargeurs de barres ressemble à celui des chargeurs de tubes, avec similarités. Un produit « barre creuse » est essentiellement un tube avec diamètres extérieur/intérieur personnalisables.

Chargeurs de barres longues et autres accessoires

Les chargeurs de barres longues sont considérés accessoires pour centres tour-fraise ainsi que tourelles motorisées, outils vifs, chariots, broches, guidages, axes, etc. Précisément, un tour-fraise diffère légèrement d'un fraisage-tour par la structure mais pas les fonctionnalités, car les machines-outils modernes sont conçues pour tâches chevauchantes sous concept de polyvalence. Un tour-fraise est un centre d'usinage essentiel pouvant tourner mais cette fonctionnalité est reconnue comme fonction attachée plutôt que principale. Un tour-fraise CNC dérive de l'idée de centres d'usinage.

Le terme « centre d'usinage » décrit une grande variété de machines de perçage/fraisage CNC avec accessoires critiques mais parfois optionnels : magasin d'outils, changeur d'outils automatique, machine de mesure tridimensionnelle, tables multi-axes, etc. Si les chargeurs de barres longues sont considérés partie support, leur soutien au processus dépend de l'arrangement des directions de la machine de tournage. Il existe machines verticales et horizontales, déterminant l'installation et le placement des chargeurs.