Système Flexium : commande numérique d’une rectifieuse sans pointes pour l’industrie aéronautique

RefreshEng, spécialiste britannique de la rectification, a réétudié et lancé une rectifieuse sans pointes sur la base d’une des machines les plus utilisées dans le monde en s’appuyant sur l’assistance logicielle de NUM. Cette mise à niveau transforme les anciennes machines Cincinnati 2-OM pour en faire des rectifieuses sans pointes automatiques de précision équivalentes aux machines actuelles, mais à un prix inférieur de pratiquement 60 % à celui d’une machine neuve.

Cette mise à niveau convertit l’architecture hydraulique et mécanique d’origine 2-OM, avec sa commande par galet/came, en système de commande numérique moderne comportant jusqu’à 7 axes commandés par servomoteurs en fonction du choix du client. Initialement, cette nouvelle machine destinée à l’industrie aéronautique est fournie avec un logiciel spécifique d’automatisation de la production de fixations à tête ronde utilisées dans les fuselages et les moteurs d’avions.

RefreshEng a ajouté de nombreuses caractéristiques qui complètent l’automatisation,  dont des capteurs acoustiques qui surveillent et compensent automatiquement l’usure de la meule. Ce système de détection ajuste également dynamiquement la vitesse d’avance de la meule pour minimiser ‘la coupe en l’air’. Cette seule fonction réduit les temps de rectification de pratiquement 20 % sur un lot de pièces brutes. La résolution supérieure de la commande des mouvements et leur interpolation améliore la précision et augmente le nombre de formes qu’il est possible de rectifier. La meule est montée avec un système d’équilibrage dynamique. La vitesse de la meule est également réglable en fonction de la matière usinée. Une autre caractéristique importante est le choix de chargeurs automatiques par chute, doigt pousseur ou chargement avant.

L’idée de ce projet provient de la connaissance poussée de RefreshEng dans le domaine de la rectification sans pointes acquise par ses services d’outillage établis au Royaume-Uni et en Europe. De nombreux clients voulaient, pour leurs anciennes machines, un système de commande plus perfectionné afin d’améliorer le rendement et de supprimer les opérations manuelles mais ils rencontraient  des difficultés pour trouver le savoir-faire technique nécessaire à ce type de travail. RefreshEng a compris qu’il existait une opportunité, en particulier pour le modèle Cincinnati 2-OM très répandu : rien qu’au Royaume-Uni, 2 000 machines sont en fonctionnement.

RefreshEng, qui conçoit des rectifieuses, savait clairement comment mettre à niveau l’architecture mécanique. Il s’agissait de remplacer le système hydraulique par des servomoteurs et de faire nombre de modifications sur la structure existante, y compris la conception de nouvelles pièces, pour monter le système électromécanique. Aux yeux de Damian Clements, PDG de RefreshEng, une des difficultés était de trouver un fournisseur de commande numérique prêt à compléter le savoir-faire de sa société avec des compétences logicielles de haut niveau pour le système de commande. Une expérience antérieure favorable avec NUM a amené M. Clements à discuter d’abord de ce projet avec NUM UK. NUM a proposé d’agir en tant que partenaire et a permis à ses programmeurs de collaborer avec ceux de RefreshEng pour constituer une équipe de développement.

RefreshEng a fourni à NUM des organigrammes fonctionnels de la nouvelle machine afin de développer la logique de commande et l’interface utilisateur. Les ingénieurs des deux sociétés ont travaillé ensemble, communiquant souvent par Internet, pour l’étude conjointe du prototype, afin de réaliser et tester le nouveau système de commande. Même si le type de pupitre opérateur voulu par RefreshEng était innovant pour ce type de machine, les développeurs de NUM ont su effectuer le travail dans un délai court et maîtrisé. Les possibilités de programmation ouverte de l’interface homme/machine Flexium ont permis ce développement rapide. NUM a ainsi exploité la possibilité de programmation graphique du pupitre opérateur pour créer une interface avec le logiciel de commande lui-même qui simplifie l’utilisation et marque l’entrée de RefreshEng sur le marché des rectifieuses.

Le logiciel NUM utilise des boîtes de dialogue qui simplifient la programmation et permettent de créer de nouveaux profils de rectification en moins d’une minute. Pour créer automatiquement un profil, l’opérateur remplit simplement des champs dans une suite d’écrans, comprenant des représentations graphiques du type de fixation. Les pièces peuvent être produites complètement automatiquement, le logiciel de la machine se charge également des opérations annexes indispensables telles que le dressage de la meule.

Le matériel est basé sur la commande numérique Flexium 68, avec un écran tactile FS152i, un tableau de commande équipé d’une manette pour la programmation et la commande, des variateurs MDLU3 et des servomoteurs BPX avec codeurs absolus. Les axes commandés (en fonction du modèle de la machine) sont l’avance de la meule, la profondeur de coupe, la rotation, le dressage et le réglage latéral de la broche.

« Ce projet illustre un exemple concret de la façon dont NUM aime travailler », déclare Steve Moore de NUM UK. « Comme nos activités consistent à soutenir les petits et moyens fabricants de machines face à la concurrence, nous avons investi dans une structure R&D décentralisée avec du personnel technique dans le monde entier : nous personnalisons notre technologie de commande numérique pour aider nos clients. »