Ce grand rendez-vous industriel auquel sont présents quelque 2 500 exposants regroupe, en fait, huit salons de pointe complémentaires :  1) Machine-Outil pour les machines et composants associés, 2) Inter Outil Expo pour les outils, 3) Mecanelem/Mecatronic pour les composants mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, les automatismes et les systèmes d’entraînement, 4) IND.ao pour l’informatique industrielle, 5) Interqualité pour le contrôle, mesure, précision, qualité, 6) Thermic pour les équipements et les traitements thermiques auxquels se sont ajoutés les salons 7) Soudage pour le soudage, découpage et consommables et 8) Assemblexpo pour les techniques et les équipements d’assemblage/montage, de robotique et de fixation. De plus, pour la première fois, sera également présent le salon des traitements de surfaces et des revêtements au travers du salon SITS dont ce sera la vingtième édition.

Durant cette semaine du 22 au 26 mars se tiendra aussi, après plus de 22 ans d’absence sur notre territoire, le 35ème symposium International de la Robotique ISR 2004, réunissant quelque 500 spécialistes mondiaux du secteur en provenance de 40 pays.

Les Trophées Industrie 2004
Parmi les 120 dossiers reçus, 33 entreprises ont été nominées afin de participer aux 27èmes Trophées INDUSTRIE - l’Excellence en Productivité. Tous les secteurs du Salon sont représentés, de la machine-outil à l’outillage, en passant par le soudage et les composants et, pour la première fois, quatre entreprises spécialisées dans les traitements de surfaces participent au concours. Les huit lauréats se verront décerner un Trophée le jour de l’ouverture de la manifestation. Chacun des 120 produits ou équipements soumis à la sélection sera présenté dans le Guide de l’excellence en productivité d’Industrie 2004 remis à tous les visiteurs du salon.

Dans la présente édition plus particulièrement orientée machines, TRAMETAL rend compte des produits présentés par les cinq constructeurs de machines nominés que sont AMADA, COMAU SYSTÈMES France, DELTA MACHINES, DMG et NODIER EMAG INDUSTRIE.

Véritable révolution Amada

La poinçonneuse EM2510 NT est la première machine au monde à fonctionner avec un système à double moteur électrique en prise directe. Ce type de montage est également révélateur d’un changement technologique radical chez le géant du secteur.

En effet, la technologie est désormais fiable pour pouvoir basculer des entraînements hydrauliques vers la commande électrique en poinçonnage, et ce dans toute la gamme du constructeur. Les avantages évidents sont clairs : plus de maintenance hydraulique, plus de fuites d’huile récurrentes et dangereuses, plus de réserve d’huile embarquée avec souvent un groupe de refroidissement, plus de filtres, plus d’embrayages fragiles et des machines plus simples à construire et à configurer, d’un point de vue mécanique à tout le moins.

L’augmentation de la cadence de travail - ici 500 coups par minute - est aussi attendue mais c’est sur le chapitre de la consommation d’énergie que la vraie différence se fait.

Grâce à quelques astuces, la consommation électrique d’une poinçonneuse à grande cadence est divisée par 5 !  Indépendamment du gain financier immédiat, le fait de pouvoir éviter dans bien des cas l’installation d’un compteur ou d’une cabine EDF spéciale est un argument de poids pour bien des soustraitants en tôlerie.

Comment cela a-t-il été rendu possible? ...  avant tout, en travaillant sur le cycle lui-même. La consommation électrique est stable pendant le cycle du fait d’un montage de travail en oscillations des deux moteurs. La descente du poinçon et sa remontée sont commandées par un système de type bielle mais seule une faible part du cycle de rotation est utilisée autour d’une position neutre. La rapidité est ainsi accrue du fait de la rotation angulaire réduite pour une même vitesse et un équipement électronique de récupération d’énergie à la remontée permet de lisser la consommation et de rester à un niveau très bas, l’énergie récupérée étant réinjectée pendant la descente. Au vu des résultats obtenus avec cette machine et des réactions des utilisateurs, Amada entend bien renouveler l’ensemble de sa gamme dans cette direction au plus tôt.

La poinçonneuse EM2510 NT
Cinq cents coups/minute, donc avec une course de 5 mm et un pas de 25,4 mm pour une capacité de 1270 x 2 500 mm et une force de poinçonnage de 200 kN. Quatre axes sont contrôlés plus la presse. Une tourelle pouvant recevoir 45 stations complète le tout pour une puissance installée de 22 kW. La cadence de marquage atteint 1 800 c/mn et le temps moyen de changement d’outils est de 1,5 seconde pour une épaisseur travaillée maximale de 3,2 mm.


Fig. 1 - Cette poinçonneuse parait presque dépouillée sans groupe hydraulique ni accessoires. L’accessibilité de la tourelle est excellente et l’encombrement au sol réduit.

La machine est conçue pour être intégrée dans un réseau ethernet et bénéficier d’une aide à la mise en opération maximale grâce à la base de données du constructeur. Un système anti-remontée des débouchures fiabilise le travail sans surveillance, ceci d’autant que cette unité est prévue pour constituer le cœur d’un îlot de poinçonnage automatisé. Pour ce faire, des fonctions de détourage fin et de micro-pliage avec récupération des petites pièces sont intégrées d’origine dans cette machine qui sera certainement l’un des clous du salon Industrie 2004 dans le secteur de la tôlerie (fig. 1 et 2).



Fig. 2 - Consommation électrique réduite mais surtout une stabilité sans "appels de     courant" permet de souscrire un abonnement bien moins coûteux assurant des économies considérables sur le long terme, sans parler de l’absence de consommation d’huile.

Centre d’usinage à grande vitesse chez Comau Systèmes France

Un des premiers constructeurs ayant présenté des machines équipées de moteurs linéaires avec la série des machines baptisées URANE qui ont été déclinées en trois versions, COMAU continue avec la nouvelle présentation pour Industrie 2004 du modèle Urane 225 (fig. 3) dont l’architecture est basée sur deux broches totalement indépendantes et, bien entendu, des moteurs linéaires sur tous ses axes de déplacement. Cette machine, qui allie productivité et flexibilité, est destinée prioritairement à l’usinage - en moyenne et grande cadence - des composants et organes mécaniques de l’industrie automobile. Avec ses deux broches et ses deux magasin d’outils, elle autorise des changements d’outils en temps masqués, supprimant ainsi les temps morts. Chaque broche dispose de sa propre prise d’origine et de ses propres correcteurs suivant les trois axes de déplacement qui lui sont liés. De plus, l’entraxe variable entre les deux broches offre de larges possibilités pour de futures applications. L’usinage de deux pièces simultanément par chacune des broches est possible permettant ainsi un doublement de la production, tout en conservant une précision d’usinage identique sur les deux pièces. Ce bénéfice résulte de la combinaison des deux axes Z indépendants et des moteurs linéaires. Signalons au passage que la technologie des moteurs linéaires est maîtrisée par Comau Systèmes France depuis plus de sept ans, avec plus de 600 machines en production dans le monde.

Fig. 3 - Architecture unique basée sur deux broches indépendantes et des moteurs linéaires sur tous les axes de déplacement, voilà Urane 225, la nouvelle machine de production flexible et performante de Comau.

Ce modèle offre des courses utiles sur les axes X, Y et Z, respectivement de 1 120 x 560 x 400 mm et des vitesses de déplacement de 100 m/mn sur les trois axes avec des accélérations de 8, 10 et 15 m/s2. La poussée sur les axes est de 4 400 N et la précision atteint, sur les trois axes, 0,004 mm avec une répétabilité de 0,002 mm. L’électrobroche interchangeable offre une puissance de 23 kW et peut être disponible en d’autres options. La vitesse est de 24 000 t/mn, le cône HSK 63 et la pression d’arrosage maximale par le centre 70 bar. Deux magasins d’outils de chacun 30 outils admettant un diamètre maximal d’outil de 160 mm et une longueur de 275 mm complètent les caractéristiques de ce modèle. On précisera aussi que la présence d’un circuit de régulation thermique permet de stabiliser la structure machine à plus ou moins 1 degré C.

Outre les machines à grande vitesse, voici également les robots
Comau, ce ne sont pas que les machines. On rappelera que ce groupe de 18 184 personnes est fournisseur mondial de systèmes d’automatisation industriels, principalement dans le secteur automobile. A ce titre, une gamme de robots constitue également son offre et, à l’occasion du 35ème Symposium de la Robotique qui se tient en France cette année, il est intéressant de signaler que Comau présente aussi sa nouvelle gamme Smart NS, NH et NC avec la nouvelle unité de commande C4G caractérisée par une puissance de calcul permettant d’augmenter la vitesse et la précision du mouvement et de gérer aisément les logiciels d’application les plus com-plexes. Les capacités de ces robots dans lesquels le poignet creux permet à l’équipement d’application d’atteindre la bride de fixation des outils à travers un parcours entièrement à l’intérieur de l’avant-bras, augmentant d’autant l’efficacité du poignet, permettent la prise de charges de 130 à 800 kg suivant le modèle.

Une avancée décisive en qualité de fabrication avec les tours Hardinge Quest Hydroglide

La série des tours Quest du constructeur américain HARDINGE est désormais bien connue et constitue une gamme de machines de production réputées dont la haute précision est depuis longtemps apprécie. Pour répondre à la demande de nombreux utilisateurs peinant à tenir les nouvelles classes de précision encore plus élevées exigées par leurs donneurs d’ordres, Hardinge a équipé ces machines d’une technologie remise au goût du jour avec des solutions actualisées dont il a déjà été fait référence dans ces pages à la suite d’une première présentation à la dernière exposition IMTS de Chicago, c’est-à-dire de glissières hydrostatiques sur les axes linéaires. Les avantages en sont connus sur des machines comme les rectifieuses ou certaines machines lourdes mais l’intégration sur une machine à commande numérique de ce niveau avec les contraintes et les vitesses de déplacement correspondantes constitue une première qui est aussi une application du savoir-faire de la société Kellenberger. Si les propriétés de glissement sans contact ni frottement de ce type de glissières sont connues, la résistance aux chocs et contraintes l’est moins, sans parler de la remarquable aptitude des glissières venant de voir le jour à permettre des micro-déplacements. Des incréments programmés de 0,1 µm sont fidèlement exécutés contre au moins 0,5 µm avec des glissières à billes (voir tableau de la figure 5). L’encombrement est le même que celui des glissières à billes et cela permet ainsi de proposer deux gammes sur les mêmes bases comme le fait maintenant Hardinge.

Fig. 4 - Voici le principe d’interconnection utilisé avec les glissières en U. Sur chaque face-support alternent les zones "patins" avec les points d’injection et de compensation. Un réservoir et une pompe maintiennent la pression dans le circuit.

La solution technique innovante a été de relier les patins entre eux à la manière d’un circuit de freinage automobile ce qui permet aux patins hydrostatiques de réagir instantanément à une charge appliquée, par une for-ce égale et exactement opposée (fig. 4). Le film d’huile reste ainsi constant à 25 µm. La résistance aux chocs est remarquable ainsi que leur amortissement et la tenue dans le temps indéfinie, ce qui est primordial à une époque de qualité constante garantie. Il est extrêmement intéressant de pouvoir comparer deux machines identiques au système de guidage près, ce que permet justement la gamme Quest SP. Les résultats sont sans appel pour un écart de prix très raisonnable (fig. 5). La durée de vie des arêtes d’outils en tournage dur interrompu est au moins trois à cinq fois supérieure et l’état de surface amélioré d’une classe Ra. Incontestablement, ce système est promis à un vif succès et les machines ainsi équipées permettront souvent de se passer d’une opération de finition en rectification, surtout en tournage dur comme les démonstrations prévues sur le stand du constructeur ne manqueront pas de le démontrer.

Fig. 5 - Les résultats obtenus avec l’utilisation du système de glissières hydrostatiques sur un tour Hardinge de série Quest se passent de commentaires...

Apparition d’une machine polyvalente pour une technologie aboutie

La montée en puissance de la gamme de centres d’usinages DMG/SAUER se poursuit avec des possibilités et des applications toujours plus impressionnantes. La technologie de l’usinage ultrasonique correspond parfaitement à la multiplication actuelle des composants en verre et en céramiques techniques que ce soit dans le domaine biomédical ou dans celui des transports au sens large. Le choix de présenter un centre d’usinage à broche verticale interchangeable pouvant aussi bien usiner de façon classique ou en UGV et également avec plusieurs type de broches ultrasoniques ne peut manquer de susciter l’intérêt de bien des sous-traitants pressentant l’immense avantage de posséder une technologie d’avance sans prendre le risque d’avoir une machine peu chargée en début de carrière. D’ailleurs, les premiers acheteurs se montrent discrets car cette technologie précise et fort économique pour des usinages impossibles peut permettre de décrocher de nouveaux contrats ou de développer des partenariats existants sans que la concurrence ne puisse seulement soumettre une offre.

Fig. 6 - Equipée de sa commande numérique Heidenhain et présentée avec un foret monté sur la broche Ultrasonic, la machine DMS 50 est finalement très proche de la machine d’origine à partir de laquelle elle a été construite.

Rappel du principe de base
Un générateur piézoélectrique d’ultra-sons transmet un signal à la broche à ultrasons où il est amplifié et transformé en mouvements mécaniques (amplitude 1-3 µm portée à 3 à 50 µm). L’attachement fileté conique spécial des outils permet un transfert à cent pour cent vers l’outil diamant. L’outil diamanté se contracte et se dilate 20 000 fois par seconde et les grains de diamant martèlent la surface à usiner qui s’effrite progressivement. La rotation lente de l’outil et la commande adaptative avec le contrôle acoustique garantissent un usinage continu et fluide. La consommation électrique est très faible et l’état de sur-face souvent meilleur que 0,2 µm Ra. La durée de vie des outils est importante et un arrosage abondant à l’eau ainsi que des protections des glissières de la machine de base sont les principales modifications réalisées. (fig. 6 et 7).

Fig. 7 - Voici un assortiment des très nombreuses formes d’outils se montant sur le récepteur de la broche ultrasonic.

Quelles sont les applications de la nouvelle DMS 35 Ultrasonic ?
Outre les opérations normalement exécutables en 3 axes sur la machine de base, des travaux de perçage, de rectification et de fraisage sont possibles dans tous les matériaux durs et surtout cassants, sans aucun échauffement ni de risque de contamination par des huiles de coupe. Le changeur d’outils est capable de changer aussi bien les attachements HSK 63A que les broches ultrasonic équipées. Sous réserve d’utiliser des outils correspondant aux normes Sauer et, de préférence, fournis par ce fabricant, le plus souvent sur plans comme des outils de forme, des usinages assez étonnants sont exécutables sans souci. Les carbures, les blindages composites, les siliciums, les garnitures de type Ferodo, les pièces biomédicales, les prothèses de tous types, les lentilles optiques, les turbines de pompes et de turbocompresseurs, les composants isolants thermiques pour l’aéronautique, les pierres précieuses, etc, et la liste ne fait que commencer. Ajoutons que cette machine possède deux grandes sœurs version 70 et 50 qui évoluent en cinq axes. Enfin, le travail se fait rapidement, 50 secondes pour un trou de diamètre 9 x 35 mm dans du cristal optique ou 50 minutes pour obtenir une lentille-tige en rubis synthétique par perçage en diamètre de 18,75 x 200 mm. Le visiteur ne manquera sûrement de prendre un intérêt majeur en s’arrêtant sur le stand DMG au salon ...

L’usinage vertical d’arbres avec quatre axes mis au point chez Nodier Emag

C’est en 1992 que EMAG a été le premier fabricant au monde à construire une machine de tournage verticale dont la broche de travail pick-up se déplace dans les axes principaux. Avec 4 500 machines pick-up livrées dans le monde, il est devenu leader du marché de cette nouvelle génération de centres de production multi-fonctionnels. En effet, ces centres autorisent, en plus du tournage, des opérations de perçage, fraisage, rectification, taillage de dentures et autres applications faisant appel à des technologies telles que le Laser.

Des pièces en mandrin à l’usinage des arbres
C’est en 2003 qu’avec la gamme de machines VTC pour Vertical Turret-loaded Centre, Emag renverse aussi l’usinage des arbres. En effet, jusqu’à présent, la gamme des machines verticales pick-up était destinée à l’u-sinage de pièces prises en mandrin. La même philosophie prévaut dans ce développement à savoir la possibilité de réduire le coût d’investissement d’un tiers, celui de l’encombrement d’un tiers et d’augmenter la productivité également d’un tiers.

Avec le VTC2 50 (fig. 8), le développement ayant présidé aux modèles précédents s’inscrit dans cette même logique. Le bâti en béton polymère Mineralit offre une grande inertie aux vibrations et, par conséquent, de meilleurs états de surface, ainsi que des durées de vie d’outils plus élevées. Le moteur broche, la broche principale, la tourelle revolver et l’armoire électrique bénéficient d’un refroidissement par liquide réfrigérant. Grâce à sa puis-sance d’entraînement de 29/38 kW, et à ses vitesses de rotation élevées, ainsi qu’à la tourelle revolver Emag pour outils à queue de 40 mm, cette machine est un centre de tournage très productif pour l’usinage en quatre axes. Le déplacement de la contre-pointe et des lunettes est commandé directement par la CNC. Pour assurer l’usinage complet, les deux tourelles revolver peuvent être équipées, en complément à la pince de préhension de pièce, d’outils tournage, de perçage ou de fraisage fixes ou rotatifs et jusqu’à onze postes d’outils par tourelle.

Fig. 8 - Vue générale de la nouvelle génération des machines à broche inversée, système pick-up, proposée par Emag, désignée VTC 250 et destinée l’usinage d’arbres.

Manutention simple, économique et rapide
Le chargement et le déchargement simultanés des bruts et des pièces finies est assuré par les deux tourelles revolver, et ceci de la manière la plus simple. La pince de préhension dans la tourelle 1 prélève le brut dans le magasin de pièces brutes (fig. A), le transporte en position de serrage pendant que la pince dans la tourelle 2 enlève la pièce finie de la position de serrage (fig. B) pour la transporter en dehors de la zone de travail puis la déposer dans le magasin de pièces finies (fig. C).

Fig. 9-A - Vue approchée de la pince de préhension de la tourelle revolver numéro 1 qui saisit le brut dans le magasin de pièces brutes.

Fig. 9-B - Ici, on  voit la pièce brute amenée en position de serrage pendant que la pince de préhension de la tourelle revolver numéro 2 saisit la pièce finie dans la même position de serrage...

Fig. 9-C - ... Pour l’évacuer hors de la zone de travail et la déposer dans le magasin de pièces finies.

Avantages techniques et économiques
Cette machine, destinée à l’usinage d’arbres en quatre axes d’une longueur jusqu’à 630 mm et d’un poids maximal de 20 kg, permet de réduire les temps copeaux de vingt à trente pour cent. Par ailleurs, le chargement/déchargement simultané réduit les temps annexes. L’encombrement au sol est sensiblement réduit grâce la disposition verticale de la poupée et de la contre-pointe, ainsi que du chargement/déchargement vertical des pièces à usiner. Les coûts d’automatisation et de périphérie sont minimes grâce au chargement/déchargement intégré assuré par les tourelles revolver du constructeur. Les magasins pinces brutes/pièces finies sont intégrés dans la machine et réduisent les interventions manuelles et de surveillance. Les déplacements de la contre-pointe et des lunettes sont commandés par la CNC. Les tourelles revolver sont très accessibles par l’opérateur entraînant des temps de changement de campagne et de reconversion sensiblement réduits. Les axes de la machine sont à entraînement direct contribuant à la réduction du nombre de modules sensoriels pour la surveillance de la machine. Enfin, il est important de souligner que, dans le cas présent, l’usinage complet d’une pièce permet de réduire le nombre de serrages et augmente la qualité de la pièce.

Toutes les technologies mises en œuvre dans l’élaboration et la construction des machines Emag sont aussi le bénéfice de la structure du Groupe actuel. En effet, font partie du Groupe Emag les spécialistes de la rectification intérieure de précision REINECKER, KARSTENS pour la rectification cylindrique extérieure, KOPP pour la rectification non cylindrique et celle d’arbres à cames, ainsi que NAXOS UNION pour la rectification de vilebrequins. Le Groupe est un partenaire pour l’ingénierie de systèmes de production dits “clés en main” et propose la chaîne de processus complète comprenant planification, technologie, machine, formation et SAV. Il peut s’enorgueillir d’être le leader pour l’usinage de tous les mécanismes d’entraînement de véhicules, c’est-à-dire le moteur, la boîte de vitesses et les pièces de transmissions, ainsi que l’ensemble des composants de direction.

Nul doute que cette présentation n’incitera de nombreux industriels enagé dans des travaux d’usinage de toute nature à prendre suffisamment de temps pour aller découvrir à l’exposition Industrie 2004 la grande variété des modèles de machines-outils nouveaux.