Nakamura-Tome SC-100X²: made for «Swiss production»
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Le SC-100X² de Nakamura-Tome a tout juste fait son apparition et il attire déjà tous les regards sur soi. Apprenez-en plus sur les particularités techniques de cette machine dans l'article suivant du magazine spécialisé «Schweizer Maschinen Markt».
Ce nouveau centre de tournage-fraisage fait entrer la technique de fabrication dans une nouvelle dimension. Outre l’axe Z, la contre-broche dispose d’un axe X, ce qui ajoute ainsi des possibilités de fabrication par superposition extrêmement efficace, en plus de l’usinage simultané avec la tourelle supplémentaire. L’alliance d’une technique de commande exceptionnelle et d’une construction de machine-outil géniale rend tout cela possible.
Matthias Böhm, rédacteur en chef du SMM
Le Nakamura-Tome SC-100X2 est un centre de tournage-fraisage très dynamique, avec contre-broche et tourelle supplémentaire ; l’usinage sur l’avant et l’arrière peut s’effectuer avec la même tourelle. Impossible? Pas du tout! Ce concept de machine-outil génial permet à la contre-broche de se déplacer sur 2 axes (X/Z) et effectuer ainsi un usinage à l’arrière et à l’avant en temps masqué avec une tourelle.
Richard Huber, responsable Produits Machines-outils: «Nakamura-Tome est l’un des rares fabricants au monde à proposer une telle solution sur le marché. Ce que cela apporte? Une productivité plus élevée dans un espace réduit, pour des coûts plus faibles.»
Lors d’un entretien avec le MSM, Mathias Zavratnik (directeur des ventes) a déclaré: «Le processus de fabrication par superposition semble extrêmement complexe, mais la programmation, comme indiqué plus haut, est très simple. C’est là que réside tout le génie. Mais revenons à votre question du développement de ce concept. Pour les pièces que nous pouvons à présent usiner avec ces temps de cycles sur le Nakamura-Tome SC-100X2, il fallait auparavant de grosses machines (à cause de la deuxième tourelle X/Z). Grâce à sa contre-broche X/Z, le SC-100X2 n’a besoin que d’un deuxième barillet fixe pour fabriquer des pièces bien plus complexes. La taille de la machine s’en ressent : elle fait à peine plus de 6 m².»
Passage de barre : 51 mm – 11 kW
Une chose après l’autre: le Nakamura-Tome SC-100X2 est prévu pour un diamètre de composant maximal de 195 mm pour une longueur de tournage de max. 400 mm. La broche principale (passage de barre de 51 mm) et la contre-broche possèdent respectivement une puissance de 11 kW et 7,5 kW à 6 000 tr/min. La machine dispose d’une tourelle supérieure à 12/24 postes, qui peut se déplacer dans les directions X/Z et Y, pour un usinage à l’avant et à l’arrière (superposé). Des outils entraînés peuvent être utilisés sur tous les postes. La deuxième tourelle stationnaire (inférieure), avec 9 postes non entraînés et préhenseur, se charge de l’usinage simultané à l’arrière sur la contre-broche grâce à son déplacement X/Z.
Principe de fabrication par superposition
Si peu d’usinages à l’arrière sont effectués sur la contre-broche, cette dernière est la pièce maîtresse du Nakamura Tome, le pendant polyvalent de la broche principale, car elle peut se déplacer dans les directions X et Z, ce qui permet d’exécuter des processus de fabrication par superposition.
Mais qu’est-ce que cela signifie vraiment? Pendant que l’avant de la pièce est usiné de manière classique sur la broche principale par la tourelle (24 postes et jusqu’à 12 outils entraînés) qui procède aux contours sur les axes X et Z, la tourelle dispose d’un deuxième outil pour l’usinage sur l’arrière, sur la même position d’outil. Pour usiner le contour requis sur l’arrière, la contre-broche doit tout d’abord synchroniser ou compenser le processus d’usinage sur l’avant tout en effectuant le processus d’enlèvement de matière à l’arrière.
Programmation très simple
Cela paraît très compliqué, et ça l’est sur le plan technologique. Néanmoins, la programmation des processus superposés est aisée pour l’opérateur de la machine. Il doit seulement programmer les valeurs CNC pour l’usinage complet du composant, comme d’habitude.
La commande du Nakamura-Tome s’occupe du reste, c’est-à-dire de la synchronisation des axes de la tourelle avec la contre-broche.
R. Huber: «L’opérateur est guidé par le logiciel très simple d’utilisation du Nakamura-Tome. La conversion des programmes à trajectoires simples à multiples peut être géré par glisser-déposer. Les calculs s’effectuent en arrière-plan.»
Et maintenant, la question que tout le monde se pose: pourquoi un tel procédé?
R. Huber: «C’est simple: le gros avantage de la fabrication par superposition, c’est une réduction des temps de cycle de 40% par rapport au modèle SC-100, et ce sans deuxième tourelle X/Z. L’usinage synchrone par superposition apporte un gain de productivité pour un espace réduit. Le rendement de la machine augmente. Avec le Nakamura-Tome, nous obtenons des temps de cycle légèrement inférieurs à ceux des centres de tournage-fraisage avec une deuxième tourelle X/Z. De telles machines sont plus imposantes et l’investissement est supérieur. Grâce à ses dimensions compactes, le Nakamura-Tome s’intègre très bien dans les structures existantes, pour optimiser le rendement productif sur une surface réduite.»
Autre point fort : la productivité exceptionnelle de la fabrication de polygones
Lors de la fabrication des surfaces polygonales, ou à plusieurs arêtes, le Nakamura-Tome permet un tournage de polygones extrêmement efficace grâce à l’axe X/Z de la contre-broche. Condition préalable à ce processus de fabrication : des machines de tournage et des outils, ainsi qu’une commande CN compatibles avec des accouplements de broche synchrones (broche principale et contre-broche avec axe C jusqu’à 600 tr/min). En principe, de telles surfaces peuvent également être fraisées avec la tourelle, mais cela prend beaucoup de temps. Comparée au fraisage, la durée du processus peut être réduite de 50 à 90 %.
Fabrication par oscillation pour une optimisation du bris des copeaux
La sécurité des procédés avant tout. Le bris des copeaux est l’un des aspects essentiels de nombreuses situations d’usinage pour maintenir une sécurité des processus élevée. Le Nakamura-Tome dispose ici de la fonction d’usinage par oscillation. Elle permet de superposer les trajectoires avec une amplitude faible, assurant ainsi la sécurité du bris des copeaux. C’est un avantage indéniable pour un enlèvement de matière sûr des matériaux ayant tendance à générer des copeaux trop longs. L’activation du processus d’enlèvement par oscillation peut être réalisée par tourelle et sur un axe. La fréquence d’oscillation et l’amplitude (recul) peuvent être adaptées au processus de manière optimale par la commande.
R. Huber: «L’enlèvement de copeaux par oscillation s’est avéré être une méthode parfaite pour les matériaux générant de longs copeaux. Il permet, là où les méthodes classiques échouent, de garantir la sécurité des processus.»
Protection contre les collisions intégrée
Le Nakamura-Tome dispose également d’une fonction de détection de la surcharge. Dès que le dispositif de protection contre les collisions détecte une surcharge, il absorbe la majeure partie du choc et protège ainsi la machine. En l’espace d’une milliseconde après l’impact, la direction d’avance du servomoteur s’inverse et la machine s’immobilise par un arrêt d’urgence.
Conclusion : Un concept de tour génial, présenté pour la toute première fois en Suisse sur le Swiss Production Forum de Zurich.
Nakamura-Tome SC-100X²
Centre de tournage CNC / 2-tourelle
Cette machine a été fabriquée avec une énergie 100% renouvelable.
