Temoignage client

Element Six : Productivité accrue tout en réduisant les coûts d'outillage grâce à un système de mesure collaboratif

La connaissance des types d'usure et du comportement à l'usure a permis à Element Six, expert en matériaux haute performance, d’obtenir une amélioration de résultats radicale avec un nouveau matériau de coupe PCBN. Un facteur décisif lors de la phase de test a été la mise en place de séries de tests automatisés. Ceci, ainsi que la possibilité de mesurer l'outil et la pièce directement dans la machine-outil ont contribué de manière significative à « atteindre l'augmentation de performance que nous nous étions fixés en termes d'objectif », explique Element Six.

Avec sa dernière génération de PCBN, Element Six garantit à ses clients des industries automobile, aérospatiale et mécanique, des vitesses d'usinage de 300 m/min, un comportement à l'usure prévisible et une durée de vie de l'outil jusqu'à 50% plus longue pour l'usinage de l'acier trempé. PureCutTM est conçu pour offrir un contrôle complet du processus de fabrication du PCBN, ce qui se traduit par des gains de productivité importants et une réduction des coûts d'outillage. L'une des variables qui a contribué au développement du nouveau matériau a été l'utilisation de la technologie de mesure automatisée de haute précision d'Alicona. Le spécialiste des matériaux haute performance au Royaume-Uni utilise les systèmes de mesure Alicona pour analyser les différents types d'usure des outils et le comportement à l'usure dans différentes conditions d'usinage. L'un des facteurs décisifs dans la phase de test du nouveau matériau de coupe a été la mise en œuvre de séries de tests automatisés, qu’Element Six a réalisé avec le système de mesure collaboratif CompactCobot. Pour cela, l'état de surface de l'outil et de la pièce ont été mesurés automatiquement et directement dans la machine-outil.

 

Mesure et détermination automatique de l'usure avec une densité de points de mesure élevée.

Lors du développement de la nouvelle génération de PCBN, l'accent a été mis sur la mesure de l'usure sur les flancs et des usures en cratère et en entaille. La possibilité d'automatiser les séries de tests a contribué à rendre le procédé de développement aussi efficace que possible et apte à la production. « Notre productivité dans le test des outils de coupe est limitée par notre procédé de collecte d'informations, principalement la mesure périodique de l'usure des outils coupants », explique Wayne Leahy, Responsable Applications Coupe et Rectification. Il poursuit : « Nous avons acheté le système de Cobot Alicona pour pouvoir commencer à automatiser le procédé de coupe. La collecte d'un grand nombre de points de données sur le comportement à l'usure dans différentes conditions d'usinage nous a permis d'optimiser cette nouvelle technologie. Cela nous a permis d'obtenir le changement de performance radical que nous recherchions. »

Conçu pour la mesure de grands outils, le Tool- Cobot est un complément innovant à la gamme d'appareils optiques de mesure des arêtes d'Alicona. Il est utilisé pour l'assurance qualité des forets, fraiseuses, etc. avec des tiges jusqu'à 1 m de longueur. De plus, les fraises et les outils de brochage sont mesurés.

Intégration dans la machine-outil

Un secteur clé de l'activité fondamentale d'Element Six est le développement et la mise en œuvre de stratégies de production intégrées en usinage. L'objectif est la communication et la mise en réseau des systèmes de production, des machines-outils et de la métrologie. Ainsi, le fournisseur de matériaux de haute performance est très attentif au choix de ses partenaires. Ils jouent un rôle essentiel dans la mise en œuvre d'une production entièrement automatisée avec une communication machine-à-machine sur le moyen terme. Ceci s'applique aussi et surtout aux partenaires dans le domaine de la métrologie. L'aptitude à la production, l'automatisation et la capacité à se connecter aux systèmes de production et de gestion de la qualité existants sont des conditions de base auxquelles doivent satisfaire les systèmes de mesure de production pour le contrôle qualité. C'est pourquoi Element Six, qui utilise déjà des instruments de mesure de la gamme InfiniteFocus, a de nouveau décidé d'investir dans un système de mesure Alicona. Le CompactCobot permet cette intégration et la mise en réseau de plusieurs manières. D'une part, le système de mesure optique collaboratif est si robuste que, même en production, des mesures à haute résolution sont réalisées à une vitesse de mesure élevée et avec une grande répétabilité. Les mesures automatisées et donc non gérées en production sont réalisées avec l'interface logicielle AutomationManager. D'autre part, le Cobot dispose d'interfaces telles que TCP/IP, Modbus/TCP ou Anybus et peut donc être connecté aux systèmes de production existants. Cette intégration permet la communication entre les différentes machines et contribue ainsi à la mise en œuvre d'une production autocontrôlée et autocorrigée.

Avec le CompactCobot, Element Six vient de commencer à mettre en œuvre ce concept de fabrication moderne. L'outil, une plaquette, ainsi que l'état de surface de la pièce sont mesurés dans la machine-outil. Le Dr Leahy décrit ainsi la procédure : « Un système de contrôle central lance la procédure d'essais. A un moment donné, la machine s'arrête, sa porte s'ouvre et un second signal met le Cobot en mouvement. Le bras du robot équipé du capteur de mesure 3D est automatiquement déplacé dans la machine et mesure les paramètres pré-définis des arêtes de coupe de la plaquette. Le capteur se déplace ensuite sur la pièce et mesure sa rugosité, ce qui nous permet de vérifier son état de surface. Ensuite, le bras du robot revient dans sa position initiale. Toutes les mesures sont effectuées sans desserrage des composants. » L'étape suivante de la procédure est la correction automatique des paramètres de la machine en fonction des résultats de mesure. Le Cobot transmet les valeurs mesurées ou un signal Conforme/Non conforme à la machine-outil. « Si l'outil ou la pièce ne respecte pas les tolérances spécifiées, la machine change automatiquement les paramètres d'usinage et les essais continuent. Ainsi, la première pièce produite est déjà une pièce conforme », explique le Dr Leahy.

 

Simplicité d'utilisation : apprentissage des séries de mesure sans connaissance en programmation.

Il existe un autre aspect décisif pour la mise en œuvre de stratégies de production intégrées utilisant un système de métrologie automatisé. Les systèmes de mesure doivent être faciles à utiliser sans connaissance particulière de la programmation. Alicona remplit cette condition. L'apprentissage des séries de mesures par un administrateur s'effectue en trois étapes seulement. Il n'est pas nécessaire d'avoir des connaissances en programmation. La mesure est lancée en appuyant sur un simple bouton, et le résultat de la mesure est ainsi indépendant de l'opérateur. Comme pour les autres systèmes de mesure Alicona déjà utilisés, le nouveau CompactCobot répond aux exigences les plus strictes des utilisateurs d'Element Six. « Il a fallu environ une journée pour former un opérateur sur le Cobot. Sa manipulation et son pilotage sont extrêmement simples et intuitifs », explique Wayne Leahy.

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