Commande numérique : mise à niveau perfectionnée prolongeant la longévité des affûteuses de fraises-mères

En collaboration avec NUM, North East Technologies, spécialiste de la rénovation des machines-outils, a mis au point un ensemble à commande numérique qui transforme les anciennes machines en véritables affûteuses de fraises-mères modernes de dernière génération. Ce système double la précision et améliore considérablement la productivité des machines jusqu’à plus de 40 %. Avec une plus grande longévité des affûteuses de fraises-mères et l’amélioration de leurs performances, cette mise à niveau procure aux fabricants d’engrenages et aux sociétés d’outillage une alternative très économique à l’achat de nouveau matériel.

North East Technologies est spécialiste de l’entretien et de la rénovation des affûteuses de fraises-mères. Cette société, renommée dans le secteur de la fabrication d’engrenages, réalise l’essentiel de son chiffre d’affaires avec la modernisation des systèmes de commande d’affûteuses de fraises-mères (ex. machines SNC 30 et AGW) fabriquées par Klingelnberg dans les années 80. Pour accélérer les mises à niveau, North East Technologies a décidé de développer un ensemble standard basé sur une commande numérique à hautes performances qui s’adapte rapidement à diverses configurations.

La plupart des sociétés taillant des engrenages ou entretenant l’outillage ont utilisé à un moment ou à un autre des affûteuses Klingelnberg SNC 30. Pouvant usiner des pièces jusqu’à 300 mm de diamètre, elles effectuent la rectification de fraises-mères à goujures hélicoïdales pour une profondeur de denture atteignant 90 mm. Ces machines sont quasiment considérées comme un standard : des centaines fonctionnent aux États-unis dont la majorité produit en permanence depuis plus de 25 ans. Néanmoins, bien que ces machines soient mécaniquement très saines, la plupart d’entre elles montrent des signes de vieillissement. Le matériel de commande ne correspond plus aux normes actuelles de vitesse, de précision et de rendement : elles constituent donc un goulot d’étranglement dans la production. De plus, comme le système de commande numérique d’origine qui utilise d’anciens composants vieillit, les frais d’entretien et d’immobilisation grèvent leur fonctionnement.

Pour le choix d’une solution de commande numérique pour cette mise à niveau, les clients de North East Technologies n’ont pas été sans influence, beaucoup d’entre eux ayant demandé la technologie NUM. La grande majorité de ces clients plébiscitent NUMgear, solution NUM pour l’affûtage des fraises et connaissent les moyens locaux de développement de NUM Corporation à Naperville qui peuvent ajouter des fonctionnalités supplémentaires.

Harry Salverston, Président de North East Technologies, précise : « NUMgear offrait dès le départ pratiquement toutes les fonctionnalités nécessaires à notre projet de mise à niveau des affûteuses. De plus, la volonté de collaboration de NUM pour développer des fonctions propres à notre application, par exemple un pupitre opérateur personnalisé et du code machine spécial, a confirmé notre choix. NUM a réellement aidé nos moyens techniques pour accélérer l’étude et le développement de notre produit. »

Cet ensemble de mise à niveau dépend de la configuration de l’affûteuse. Les machines SNC 30 de base comportent deux axes de commande numérique : l’axe X pour le chariot de la poupée porte-meule et l’axe A pour la broche de la pièce. Ces machines peuvent être équipées en option de deux axes supplémentaires pour automatiser le déplacement axial (Y) et radial (Z) de la poupée. Outre la mise à niveau du contrôleur de la machine avec un système de commande numérique NUM, l’ensemble remplace tous les moteurs et les variateurs par des servomoteurs NUM et des variateurs NUMDrive C hautes performances. Les nouveaux servomoteurs sont équipés de capteurs ayant une résolution de 262 000 impulsions/tour, à comparer aux appareils d’origine avec 1 000 impulsions/tour : le contrôle de la vitesse et de la position est donc beaucoup plus précis.

Une attention particulière a été portée à la conservation de l’interface opérateur familière du système d’exploitation de la machine SNC 30. La méthode de remplissage de formulaires et les macros en arrière-plan garantissent que l’opérateur ne découvre pas une terminologie de commande numérique inconnue ; il lui suffit d’entrer des paramètres tels que la longueur de la goujure et la profondeur de passe. Chaque écran est contextuel pour éviter toute ambiguïté. Par exemple, la sélection d’une phase de rectification qui utilise une meule CBN (carbure nitrure de bore) ouvre un dossier qui contient uniquement les options CDG (rectification d’ébauche classique) et SDG (rectification d’ébauche d’une goujure), le dressage étant désactivé. Le logiciel permet également à l’opérateur d’enseigner à la machine les positions relatives des axes X, Y, Z et A en commande manuelle pour élaborer facilement des cycles de rectification pour différentes fraises-mères.

Pour une flexibilité maximale, l’application contient plusieurs méthodes d’affûtage des fraises, y compris l’enlèvement de matière dans une ou deux directions transversales de la poupée. Pour les fraises-mères à goujure droite, dès qu’une goujure est affûtée, la pièce est indexée jusqu’à la goujure suivante et l’affûtage recommence. Grâce à la fonction ’Opérateurs dynamiques’ (DynOp) propre au système de commande numérique Flexium, le fabricant de machine peut créer des liaisons d’axes personnalisés ou une compensation en temps réel synchrone aux mouvements. Pour l’affûtage de fraises à goujures hélicoïdales par exemple, cette fonction unique permet de synchroniser sans intervention l’axe rotatif (A) avec l’axe X. Ainsi, la meule suit précisément l’angle de l’hélice.