Automatisation des opérations de fraisage/tournage

Jul 26, 2023

En automatisant les changements, un machiniste peut avoir un grand nombre de pièces, ce qui signifie que l'automatisation n'est plus réservée aux gros volumes. Photo publiée avec l'aimable autorisation d'Okuma America Corp.

Le travail d'usinage simultané des centres multitâches comprend généralement le tournage et le fraisage multiface de pièces complexes avec des tolérances serrées. Les broches secondaires et les ATC de grande capacité donnent à ce type de machine-outil la possibilité de terminer complètement une pièce en une seule configuration.

L'ajout de l'automatisation permet à ce travail de se poursuivre sans surveillance, ce qui permet aux opérateurs de travailler sur plusieurs machines à la fois, plutôt que de les laisser passer tout leur temps sur des tâches de chargement/déchargement sur une seule machine.

L'automatisation a traditionnellement été considérée comme une exigence pour les cycles de production à haut volume d'une pièce particulière. Cependant, l'industrie manufacturière est en train de changer et la production multitâche courante dans le multitâche devient désormais la norme.

La technologie de fabrication a été forcée de suivre le rythme de ces changements. Mais l'automatisation se présente sous de nombreuses formes, et si les installations robotiques complexes ont leur place, des options plus simples sont également disponibles.

« Automatiser une machine ne signifie pas nécessairement mettre un robot devant elle », a expliqué Kevin Smith, directeur des produits de tournage pour Elliott Matsuura Canada. "Le mot automatisation excite tout le monde, mais ils peuvent aussi en avoir peur. Ce n'est pas nécessairement un processus aussi compliqué. Les ateliers peuvent s'initier à l'automatisation à l'échelle la plus simple, comme un ravitailleur de barres ou un récupérateur de pièces, et partir de là."

L'automatisation simple et in situ comprend des convoyeurs et des récupérateurs de pièces intégrés dans une machine-outil par le constructeur ou le distributeur. Il est souvent avantageux pour les ateliers de comprendre que ces accessoires courants et bien compris sont, en fait, un type d'automatisation et peuvent conduire à l'installation d'une automatisation supplémentaire et plus complexe à l'avenir.

"Une fois que les ateliers voient la puissance d'une automatisation simple déjà intégrée à la machine, il leur est plus facile d'accepter une automatisation un peu plus compliquée. Très vite, ils posent des questions sur les robots collaboratifs et les cellules de travail entièrement automatisées", a déclaré Smith.

Dans les équipements multitâches, un système de palettes, dans des configurations verticales et horizontales, est une méthode populaire d'automatisation d'un processus. Avec ce type de configuration, une palette peut être chargée de matière première à l'extérieur de la machine pendant que des pièces sont créées dans la zone de travail. Ensuite, lorsque les palettes sont échangées, les pièces finies peuvent être déchargées et le processus recommence.

"Chaque atelier est préoccupé par la pénurie de main-d'œuvre", a déclaré David Fischer, spécialiste des produits de tour chez Okuma America Corp. "L'automatisation suscite beaucoup d'attention car elle vient naturellement à l'esprit lorsque vous pensez à éliminer la main-d'œuvre d'un processus d'usinage. L'automatisation, lorsqu'elle est correctement mise en œuvre, peut aider les ateliers à utiliser judicieusement leurs ressources, y compris les travailleurs, même dans la production de pièces à forte diversité."

Si un travail nécessite l'usinage sans surveillance d'un grand nombre de pièces, le problème a toujours été les changements, qui doivent généralement être effectués manuellement. Mais maintenant, il existe une technologie qui supprime ce barrage routier en utilisant un robot pour changer les mâchoires du mandrin.

Le Matsuura MAM72-35V utilise un système de palettes verticales pour augmenter la disponibilité de la broche, ce qui permet de longues périodes de fonctionnement sans surveillance. Photo gracieuseté d'Elliott Matsuura Canada.

Dans le cadre d'une cellule d'usinage, cette configuration permet à l'opérateur de préparer la machine pour exécuter différentes pièces en faibles volumes.

"Tant que vous disposez de l'espace de palette et de la matière première pour ces pièces, tout est automatique", a déclaré Fischer. « Habituellement, si vous allez travailler sans surveillance, vous avez besoin de grandes tailles de lots car les changements sont manuels et prennent du temps. Ce que nous avons fait, c'est automatiser les changements, de sorte qu'un machiniste peut avoir un grand nombre de pièces, mais que la machine continue à fonctionner sans surveillance pendant une longue période. C'est important car cela signifie que l'automatisation n'est plus seulement destinée à la production à grand volume.

Ce nouveau type de pratique d'automatisation est plus flexible que par le passé, lorsque les systèmes dédiés ne convenaient qu'à une seule pièce. Lorsque cette pièce n'était plus produite, les systèmes d'automatisation - en particulier les robots - étaient mis sous cocon, souvent pour ne plus jamais être utilisés.

« L'expression d'automatisation d'aujourd'hui est bonne, car nous ne parlons plus de la même automatisation qu'il y a cinq ans. Elle est devenue plus simple et plus flexible, et son coût n'est plus prohibitif non plus », a déclaré Smith. "Dans l'automatisation d'hier, il était également nécessaire de faire appel à un spécialiste de l'automatisation. Ce dont vous avez essentiellement besoin maintenant, c'est de quelqu'un qui sait utiliser un iPhone®. C'est vraiment aussi simple que cela."

Si un opérateur ne se tient plus devant une machine pendant un quart de travail complet, la machine fonctionnera en continu pendant tout le quart de travail (ou deux quarts de travail ou plus) sans être arrêtée pour effectuer une nouvelle configuration. Les travailleurs qualifiés n'ont plus simplement besoin de charger le mandrin et d'appuyer sur le démarrage du cycle. Ils peuvent maintenant quitter la machine et passer à une autre machine.

"Je ne crois pas non plus que les robots élimineront le besoin de travailleurs", a déclaré Smith. "Ils vont éliminer le besoin d'une partie du travail non qualifié, et ces travailleurs peuvent être qualifiés et affectés à de nouvelles tâches."

L'une de ces tâches qui peut être confiée à un opérateur désormais libéré est l'assemblage d'outils, un travail qui ne peut être confié à un robot.

"Les machines de fraisage/tournage ont besoin de plus d'outils que les machines autonomes car elles effectuent plusieurs types de travaux d'usinage. Dans une configuration automatisée, la machine fonctionnera pendant une période plus longue, et donc plus d'outils, en particulier des outils redondants, seront nécessaires", a déclaré Fischer. "Si vous devez exécuter de longues périodes de fonctionnement sans surveillance, un changeur d'outils de grande capacité est nécessaire."

C'est une bonne idée de charger l'ATC avec les outils les plus utilisés et ceux qui s'usent le plus rapidement.

Le rédacteur en chef Joe Thompson peut être joint à [email protected].

Les chargeurs à portique sont un bon système d'automatisation pour maintenir la productivité des machines multitâches. Photo gracieuseté d'Elliott Matsuura Canada.

Elliott Matsuura Canada, www.elliottmachinery.com

Okuma America Corp., www.okuma.com