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Un centre à 5 axes pour les composants les plus complexes, avec fonction de tournage – Walter Meier Solutions

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Un centre à 5 axes pour les composants les plus complexes, avec fonction de tournage

15 juin 2022

Le nouveau centre d'usinage "Robodrill α-D21MiB5ADV Plus" peut désormais réaliser des opérations de tournage jusqu'à 2'170 1/min, en plus des usinages simultanés 5 axes les plus complexes, grâce à l'intégration d'une table circulaire pivotante Lehmann TAP9 avec fonction de tournage. Cette extension de technologie a été développée par Walter Meier (Fertigungslösungen) AG et ses partenaires. Depuis un an, elle est utilisée comme prototype sur une ligne de production.

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Jetons un œil à l’espace d’usinage du centre Fanuc α-D21MiB5ADV Plus : ici une opération de fraisage sur un composant typique pour des opérations de fraisage et de tournage.

Les composants horlogers, les plaques d’ostéosynthèse, ou encore les articulations pour les genoux ou les hanches sont, entre autres, des composants pour lesquels le « Robodrill α-D21MiB5ADV Plus » a été spécifiquement conçu. Walter Meier (Fertigungslösungen) AG a développé, en collaboration avec Fanuc, PL Lehmann AG, Fischer Präzisionsspindeln et Denitool, un centre d’usinage 5 axes Fanuc pour la fabrication de composants complexes pouvant atteindre la taille d’un poing. Grâce à la nouvelle fonction de tournage intégrée, outre les usinages simultanés 5 axes, des opérations de tournage peuvent être effectuées sans surveillance.

Centres de fraisage : une demande accrue pour la fonction de tournage

Renato Wenzin (Responsable FANUC Robodrill) : « Ces derniers temps, nous avons reçu de la part de nos utilisateurs dans le domaine de l’horlogerie et de la médecine, un nombre accru de demandes relatives à une fonction de tournage supplémentaire sur nos fraiseuses. C’est l’une des raisons pour lesquelles nous voyons en Suisse un fort potentiel pour notre concept de machine. En effet, les composants sont de plus en plus complexes et les séries de plus en plus petites, avec une demande croissante pour des pièces uniques. Nos clients recherchent des solutions de fabrication automatisables pour les composants complexes, avec la possibilité d’un fonctionnement en trois-huit avec une équipe non surveillée. »

À propos des solutions de fabrication automatisables : que ce soit pour la manipulation des palettes, des pièces ou des outils, Walter Meier étend le Robodrill afin de satisfaire à (presque) tous les besoins des clients.

Fraisage simultané sur 5 axes avec fonction de tournage

L’impulsion de ce développement a été initiée par les industries horlogère et médicale, fortement implantées en Suisse. L’usinage des composants implique de plus en plus des opérations de fraisage et de tournage. Pour un usinage rentable et sûr des composants requis, il est possible de choisir un centre de tournage-fraisage… ou un centre de fraisage avec fonction de tournage !

Lorsque les opérations effectuées sont majoritairement du fraisage, la compacité, le faible encombrement et la consommation énergétique réduite de ce centre Fanuc en font une machine parfaitement adaptée à cette gamme de composants.

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Renato Wenzin : « L’une de nos grandes forces est très certainement d’équiper les machines standards existantes avec des composants de grande qualité, parfaitement adaptés à ces machines. »

Tout simplement génial ! Le savoir-faire japonais allié à la perfection suisse

Le Fanuc BAZ α-D21MiB5ADV Plus comme base : un centre d’usinage à trois axes avec course X/Y/Z = 500 x 400 x 400 mm. Grâce à l’intégration de la table rotative pivotante Lehmann TAP9 à entraînement direct avec 4e et 5e axes et la fonction de tournage pouvant atteindre 2 710 tr/min, le centre Fanuc remplit les exigences posées.

À propos de la fonction de tournage : Fanuc a dû aussi apporter sa contribution au développement de cette fonction de tournage, et a réussi à associer les mondes des commandes CNC de tournage et de fraisage pour développer une commande simultanée 5 axes CNC avec fonction de tournage intégrée.

D’une précision horlogère : la coopération entre le Japon et la Suisse

Renato Wenzin : « Les ingénieurs de développement de Fanuc se sont surpassés et ont su répondre très rapidement à nos besoins. C’était impressionnant. La table rotative pivotante Lehman est parfaitement conçue pour la commande Fanuc. »

Avec le nouveau centre de tournage-fraisage, un volume d’enlèvement de copeaux très élevé peut être généré pour une plage de fraisage allant jusqu’à 26 kW et une performance d’usinage élevée peut être obtenue pour le tournage également. De plus, grâce aux usinages simultanés 5 axes, les composants aux formes les plus complexes requis dans les industries horlogère et médicale peuvent être fraisés. Du point de vue de la précision, le centre d’usinage japonais atteint une répétabilité de 0,004 mm.

«Nous concevons l'ensemble de la technique et de l'automatisation du serrage des pièces en fonction des exigences du client. L'équipement initial en termes d'outils fait également partie de notre spectre de compétences, de sorte que notre client peut démarrer directement après l'installation de la machine.»

Renato Wenzin

Responsable FANUC Robodrill chez Walter Meier (Fertigungslösungen) AG

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Intégration des outils de tournage : Walter Meier FL AG a travaillé sur une solution en coopération avec Denitool, spécialiste suisse des outils. Ici, c’est la broche principale avec l’interface HSK-E qui sert de porte-outils.

Technologie de broche suisse avec interface HSK

Une autre modification concerne la broche principale. De série, le « Robodrill α-D21MiB5ADV Plus » est équipé d’une broche principale Fanuc SK30. Avec cette interface d’outils, le magasin intégré est cependant limité à 21 postes. Une broche Fischer « made in Switzerland » (10 000 tr/min, 80 Nm et 14,2 kW ou 24 000 tr/min, 35 Nm et 26 kW) avec interface HSK 40E a donc été intégrée. Pour l’interface HSK-40E, Walter Meier (FL) AG a déjà développé un magasin d’outils de 42 outils : le WM ToolPlus®. Le centre d’usinage Fanuc dispose ainsi d’un magasin deux fois plus grand que celui de série. Ceci est d’autant plus important que des outils de tournage doivent être intégrés au magasin d’outils en raison de la fonction de tournage supplémentaire du centre de fraisage. Avec 21 outils seulement, les limites sont vite atteintes. Lors du développement du WM ToolPlus®, la fiabilité japonaise et le temps de changement d’outil de seulement 1,3 s (Cut to Cut) étaient au premier plan.

Dimensionnement de l’interface des outils de tournage

Pour intégrer les outils de tournage, Walter Meier FL a travaillé en coopération avec Denitool, spécialiste suisse des outils. Ici, c’est la broche principale avec l’interface HSK-E qui sert de porte-outils. Le défi était d’obtenir, sur le plan de la construction, un support de couple d’outil et une orientation précise du tranchant d’outil. L’interface HSK-E offre à cet égard, grâce à sa planéité, une grande rigidité et un positionnement axial parfait de l’outil. Un axe de centrage positionne l’outil de tournage de manière radiale par liaison mécanique. Avec le serrage électronique de la broche Fischer, la fonction de tournage est donc parfaitement adaptée aux composants fabriqués dans l’industrie horlogère.

Renato Wenzin : « L’une de nos grandes forces est très certainement d’équiper les machines standards existantes avec des composants de grande qualité, parfaitement adaptés à ces machines. » Le tout nouveau centre de tournage-fraisage Fanuc avec table rotative pivotante Lehmann à entraînement direct tout intégré illustre parfaitement cette compétence. Dans cette machine, nous associons le savoir-faire technique de nos partenaires technologiques au Japon et en Suisse. Cette symbiose est une excellente base de succès pour les entreprises suisses.

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