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JX-200 : Centre de tournage et de fraisage pour pièces complexes - denture incluse – Walter Meier Solutions

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JX-200 : Centre de tournage et de fraisage pour pièces complexes - denture incluse

10 juin 2022

Le fabricant japonais de machines-outils Nakamura-Tome a maintenant positionné la petite sœur de la JX-250 : la Nakamura-Tome JX-200.

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Avec ce centre de tournage et de fraisage parfaitement adapté à l’industrie de fabrication suisse – entre autres la technique médicale et l’industrie horlogère – les ingénieurs de développement ont développé une machine multitâche qui occupe une position de pointe du point de vue de l’usinage et de l’utilisation. Les ingénieurs japonais ont intégré le progiciel CNC « NT Smart X », qui crée directement les données CNC à partir des données CAO 3D, ce qui constitue un point fort en matière de technique logicielle.

Directement de la CAO au copeau, c’est ce que promet le fabricant du nouveau centre de tournage-fraisage Nakamura-Tome JX-200, mais nous y reviendrons. Une taille de pièce maximale pour un encombrement minimal, une précision maximale et une production 24h/24 et 7j/7 avec un minimum d’efforts de la part de l’opérateur, telles sont les conditions dans lesquelles les concepteurs japonais de Nakamura-Tome ont développé le nouveau JX-200. La taille maximale des pièces est de D = 325 mm et L = 1058 mm. Entièrement automatisée à partir de la barre (D = 60 mm, 80 mm en option) ou par manutention intégrée des pièces (palette), la surface d’installation est de 4110 x 2’987 mm.

Point fort : une tête de fraisage puissante et courte

Le point fort du nouveau centre de tournage-fraisage JX-200 Nakamura-Tome est, outre la broche principale et la contre-broche puissantes, la tête de fraisage extrêmement courte « NT Smart Cube » : avec une puissance allant jusqu’à 15 kW et n = 18000 1/min, elle assure sur le centre de tournage-fraisage une performance élevée en termes d’enlèvement de copeaux. Grâce à sa construction très courte, la tête de fraisage la plus courte de sa catégorie de puissance selon le fabricant, il reste beaucoup de place entre les broches pour la fabrication simultanée et donc les pièces à usiner.

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Sur l'image, la manipulation intégrée des pièces, par exemple lorsque la fabrication se fait à partir de barres, les pièces finies peuvent être déchargées de manière entièrement automatique.

Les points forts de la construction de machines-outils japonaises

Mais reprenons les choses dans l’ordre : Richard Huber, chef de produit, Walter Meier Fertigungslösungen AG, déclare au SMM : « Les centres d’usinage Nakamura-Tome sont parfaitement adaptés au marché suisse. Leur flexibilité, leur structure de performance, la sécurité des processus, y compris la précision, correspondent aux exigences de nos clients. De mon point de vue, l’arrière-plan est le marché domestique japonais très exigeant de Nakamura-Tome, à commencer par l’industrie automobile jusqu’à l’industrie de sous-traitance fortement positionnée, qui n’est pas sans ressembler à la place industrielle suisse : précision, sécurité des processus, perfection, y compris une culture de service bien positionnée au-dessus de la moyenne, sont des modèles de technique de fabrication. Ce qui caractérise la Suisse en Europe du point de vue de la technique de fabrication, caractérise le Japon en Asie. Chez Nakamura-Tome, par exemple, d’importants composants de machines et éléments de guidage sont toujours grattés à la main afin d’obtenir une précision géométrique parfaite de la machine-outil et une qualité des pièces à usiner sur celle-ci.

Usinage complet

La JX-200 est proposée dans sa version de base avec broche principale (max. 18,5 kW, 4.500 1/min) et contre-broche (max. 15 kW, 4.500 1/min) ainsi que la broche de fraisage déjà mentionnée et une tourelle (jusqu’à 24 outils). La tourelle dispose en standard d’un axe Y supplémentaire. La distance entre les deux broches est de 1.250 mm. Il est ainsi possible d’usiner des pièces d’un diamètre maximal de 325 mm et d’une longueur maximale de 1058 mm. L’appui de la pièce sur la tourelle peut se faire soit par pointe de centrage, soit par lunette, les usinages pouvant être réalisés sur la face frontale ou radialement par la broche de fraisage.

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La JX-200 permet également d'effectuer des usinages simultanés avec la broche de fraisage et la tourelle pour augmenter la productivité. La tête est indexable par pas de 5° par denture Hirth.

La broche de fraisage ne mesure que 349 mm de long.

La tête de fraisage intégrée « NT-Smart Cube » présente une longueur de 349,1 mm et est entraînée par un moteur puissant allant jusqu’à 15 kW, qui permet déjà en standard le fraisage à une vitesse allant jusqu’à 12 000 tr/min, et jusqu’à 18 000 tr/min en option. Cette broche de fraisage – avec une plage de pivotement de l’axe B de ±95° – permet de réaliser des opérations de perçage et de fraisage frontales sans modifier la position angulaire de la pièce. Grâce à la construction compacte du « NT-Smart Cube », il est possible d’usiner simultanément avec la tourelle inférieure sur la broche opposée.

Denture intérieure et extérieure intégrée

La tête de fraisage dispose d’une « denture Hirth » aussi bien dans l’axe de pivotement (axe B1) que dans la broche pour le serrage et le positionnement par complémentarité de forme, ce qui améliore considérablement la rigidité du processus d’usinage – en particulier pour le tournage, qui revêt une grande importance. De manière générale, l’axe B1 peut être serré par adhérence avec une précision de positionnement de 0,001° par pas, ce qui permet de réaliser des usinages tels que le taillage intérieur et extérieur, le taillage par génération ou le mortaisage.

144 outils grâce au magasin d’outils de 120

Équipé d’un magasin d’outils (standard 80 outils, opt. 40, 120), le centre de tournage-fraisage multitâche peut prendre en charge des tâches d’usinage flexibles sans nécessiter de préparation importante. L’opérateur a ainsi la possibilité d’accéder à un total de 144 outils (24 dans la tourelle) et de faire travailler jusqu’à deux outils simultanément sous copeaux.

R. Huber : « Le grand magasin d’outils n’apporte pas seulement une grande flexibilité, il y a aussi suffisamment d’outils jumeaux à portée de main pour la production avec peu d’hommes, afin de garantir une production 24h/24 et 7j/7. Et comme nous l’avons déjà évoqué plus haut, l’évacuation optimale des copeaux est également un élément essentiel, qui a été conçu pour la série JX de manière à garantir la sécurité du processus.

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Usinage efficace grâce à la broche de fraisage et à l'utilisation supplémentaire d'outils revolver.

Interface Capto C6 : Haute performance et précision

La broche principale est équipée de série d’une interface « Capto C6 » – sur demande « HSK-T63 ». D’un point de vue technologique – précision, transmission du couple, indexation – le système Capto fait probablement partie des meilleures interfaces du marché, et la décision de Nakamura-Tome de choisir Capto C6 en standard montre qu’ils ont pensé à la perfection chaque détail du concept de machine-outil.

Ingénieux : un banc de machine conçu verticalement

Un autre point fort de la nouvelle JX-200 est son fondement même : avec la série JX, Nakamura-Tome a renoncé à la conception classique de machine à banc incliné : Les concepteurs de machines-outils y ont consacré un énorme travail de développement et, surtout, ont écouté attentivement les utilisateurs et ont traité leur liste de souhaits en conséquence. Les centres de tournage à banc incliné présentaient déjà l’avantage d’une chute sûre des copeaux par rapport aux anciennes variantes à banc plat. Une construction à banc incliné ne remplit plus l’évacuation efficace des copeaux que de manière limitée pour les broches de fraisage haute performance intégrées, avec une tourelle inférieure supplémentaire et, deuxièmement, dans les concepts de machines à banc incliné, la zone de la broche et de l’outil se trouve tellement à l’intérieur de la machine que les travaux d’équipement à l’intérieur de la machine sont très compliqués. C’est notamment pour ces raisons que Nakamura-Tome a poursuivi et finalement perfectionné le développement du banc plat, du banc incliné et de la machine à banc vertical.

Avantages du concept de banc de machine vertical

R. Huber, qui a déjà pu examiner la JX-200 à la loupe, déclare au SMM : « Quand on se tient devant la JX-200, la broche principale et la contre-broche, ainsi que la tourelle et la tête de fraisage sont directement à portée de main. Les ingénieurs ont vraiment développé un concept de machine génial, qui dispose en outre d’une excellente stabilité thermique. Le concept cinématique est conçu de manière à ce que les broches d’entraînement soient toujours placées exactement au centre de gravité des chariots de la machine, afin d’éviter les couples de basculement dus aux accélérations. C’est la condition sine qua non d’une construction de machines-outils de haute précision, qui se traduit en fin de compte par des composants de haute précision, y compris la sécurité des processus lors d’une fabrication 24 heures sur 24.

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Le "fondement" de la JX-200 est la structure verticale de la machine. Les broches d'entraînement entrent en contact avec le centre de masse afin de minimiser les couples de basculement lors de l'accélération des composants.

NT Smart X réduit le temps de mise sur le marché.

Mot-clé Industrie 4.0 : le package logiciel CNC intégré « NT Smart X » est génial. Ce pack contient entre autres « 3D Smart Pro AI ». Grâce à l’intelligence artificielle, ce logiciel peut, entre autres, créer directement les données CNC pour la fabrication de la pièce à partir des données CAO fournies par le client.

Selon les ingénieurs de développement japonais, un programme CNC créé manuellement et nécessitant environ 4,4 heures de programmation est automatiquement créé en 20 minutes par « 3D Smart Pro AI ». Si des stratégies de fraisage spéciales qui ne sont pas couvertes par le logiciel devaient encore être générées, on aurait économisé un travail de base considérable. Si l’on n’a pas confiance à 100 %, le logiciel NT Collision Guard, également intégré, permet de vérifier les collisions possibles avant l’usinage proprement dit grâce à une simulation en temps réel.

Rupture de copeaux grâce à des outils oscillants

Les matériaux à copeaux longs posent toujours un problème de sécurité des processus dans la fabrication sans personnel. La Nakamura-Tome JX-200, comme sa grande sœur la JX-250, ainsi que la majorité des modèles de machines Nakamura-Tome, dispose de la possibilité d’appliquer à l’outil une amplitude d’oscillation superposée librement programmable, qui favorise le bris de copeaux en toute sécurité. La machine est ainsi parfaitement adaptée aux exigences des industries qui doivent produire des matériaux difficiles à usiner.

Système de chargement à portique pour une production automatisée

Last but not least, Nakamura-Tome a développé un système de chargement à portique parfaitement adapté à chaque modèle de machine et conçu pour être rapide. Les fonctionnalités du chargeur à portique sont entièrement intégrées dans la commande CNC et toutes les fonctions sont donc programmables via la commande.

Avec la Nakamura-Tome JX-200, Walter Meier (Fertigungslösungen) AG lance sur le marché une autre machine parfaitement adaptée à l’industrie de fabrication suisse : précise, performante, sûre en termes de processus. En tant que partenaire d’intégration, Walter Meier (Fertigungslösungen) AG dispose du savoir-faire et des capacités pour adapter les machines – sur demande – aux besoins de l’utilisateur.

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