Une tailleuse d’engrenage de grande performance grâce aux experts de NUM en Chine

La coopération avec NUM Chine a permis à Betek de réaliser le développement d’une tailleuse d’engrenages six axes de conception révolutionnaire dans un délai réduit. Dotée d’une broche à entraînement direct, de la technologie de taillage et de la boîte de vitesses électronique ultra-précise de dernière génération développées par NUM ainsi qu’une IHM spécifique parfaitement adaptée car développée par un concepteur local, la nouvelle tailleuse d’engrenages Betek YK3132Z offre une vitesse de taillage et une efficacité inédites. Jusqu’à dix fois plus rapide que les machines traditionnelles, et plus de deux fois plus rapide que les machines à commande numérique concurrentes, elle semble partie pour définir un nouveau standard de performances dans l’automatisation de la production d’engrenages

Basée à Tianjin, en Chine, Tianjin Betek Machinery Manufacturing Co., Ltd (Betek) se spécialise dans la production et le traitement des pièces mécaniques pour des applications industrielles. L’expérience de l’entreprise dans l’utilisation de machines outils pour ses opérations de fabrication, associée à des études de marché, a fait apparaître de grandes opportunités sur le marché national de la production d’engrenages. La Chine a un besoin croissant de machines à tailler les engrenages CNC associant précision, grande efficacité et facilité d’utilisation, afin de remplacer des systèmes mécaniques obsolètes. En 2013, l’entreprise a pris la décision stratégique de se diversifier avec la production de tailleuses d’engrenages, investissant 80 millions de yuans (environ 13 millions de dollars) dans une usine de production et des bureaux le tout sur 25 000 mètres carrés.

La dernière machine outil à commande numérique de Betek, la tailleuse à six axes YK3132Z, est désormais disponible, moins de deux ans après le lancement projet. Après avoir comparé les systèmes CNC de plusieurs constructeurs, l’entreprise a rapidement pris la décision de bâtir sa machine autour de  la plateforme CNC Flexium+ de NUM.

D’après M. Jin Guolin, président et directeur général de Betek, « La principale raison de notre choix des systèmes CNC de NUM pour notre nouvelle machine de taillage est que, contrairement aux autres produits disponibles sur le marché, ils présentent une architecture ouverte. Cela fournit une base illimitée pour les travaux de développement et de personnalisation, tout en nous aidant à réduire les coûts et les délais de commercialisation. Nous souhaitons adopter les systèmes CNC NUM comme standard pour nos futures machines. Par exemple, la nouvelle machine que nous développons actuellement reposera également sur la technologie CNC de NUM. »

Pour ce projet de machine, un autre facteur ayant contribué au choix de NUM comme fournisseur était sa grande expérience dans les applications de production d’engrenages et ce depuis plusieurs décennies. Ses solutions de taillage d’engrenages CNC, basées sur le logiciel NUMgear, sont utilisées par de nombreux grands fabricants de machines de production d’engrenages. La proximité des locaux de NUM à Pékin a également joué. Elle permet à Betek de bénéficier d’un service technique et d’une assistance particulièrement réactifs.

La nouvelle machine YK3132Z de Betek repose entièrement sur l’équipement de fourniture NUM. Elle utilise le dernier cœur CNC Flexium+, des asservissements NUMDrive X à hautes parformances, associés à des servo-moteurs compacts BHX et SHX, tandis que les capteurs à haute résolution offrent une précision de vitesse et de position maximale. Le moteur de broche (de type intégré) et le moteur couple de la table (axe C) à entraînement direct qui sont pilotés par des variateurs NUMDrive X offrent une puissance élevée. Ces moteurs éliminent complètement le besoin de pièces mécaniques de transmission, telles que des couples coniques, afin d’offrir un mouvement précis sans le moindre jeu.

La broche peut tourner jusqu’à 1 200 tr/min, et la table jusqu’à 280 tr/min, ce qui permet d’utiliser les derniers outils de taillage à grande vitesse. L’utilisation de vis à billes particulièrement rigides et précises entraînées par un servo-moteur pour les axes linéaires de la machine permet d’accroître encore précision et fiabilité.

L’ensemble de logiciels de production d’engrenages NUMgear fournis propose des cycles de taillage dédiés qui associés à une boîte de vitesses électronique de précision, permettent la synchronisation complète de tous les axes principaux et de la broche de la tourelle. La boîte de vitesses électronique augmente les performances de synchronisation grâce aux algorithmes d’anticipation d’accélération et de vitesse.

Toute l’interaction humaine avec la machine à tailler les engrenages est réalisée depuis un pupitre PC de typeFS152i qui propose une IHM personnalisée. Ce pupitre présente un écran haute résolution de 15” avec 22 grandes touches de fonctions, et contient un puissant PC industriel. L’IHM, dotée de nombreux graphiques, est particulièrement intuitive. Les utilisateurs sont capables d’utiliser la machine après quelques heures d’une formation très simple. Les données de production des engrenages sont entrées en renseignant des champs, ou par édition de pièces traitées auparavant. Le logiciel offre des fonctions de gestion de bases de données.

Ce logiciel personnalisé de l’IHM a été spécialement développé pour cette machine et les besoins particuliers du marché par Changzhou Mactool Precision Machine Tools Co., Ltd. Cette entreprise est spécialisée dans le développement de logiciels d’interfaces utilisateur et de machines à tailler les engrenages. Elle a investi massivement dans la création de l’infrastructure de développement et de support technique nécessaire à l’industrie naissante des machines outils pour engrenages de précision en Chine. Le propriétaire de Mactool, M. Hayiu Wang Haiyu, compte plus de 15 années d’expérience dans les applications de traitement des engrenages, avec une expertise particulière dans les tailleuses et rectifieuses.

Florian Schmidt, responsable produit chez NUM, souligne que Mactool et NUM Chine ont collaboré sur plusieurs projets de machines CNC de grande valeur ces dernières années. Il ajoute : « Nous associons le meilleur de chaque monde pour fournir une solution idéale à chaque client. »

M. Haiyu Wang confirme les avantages de cette collaboration : « Je pense que les partenariats offrent aux clients un énorme avantage concurrentiel. En travaillant en étroite collaboration, NUM, Mactool et Betek ont créé ensemble une tailleuse de haute précision, qui semble promise à un grand succès commercial. Reposant sur un système CNC performant et éprouvé, cette machine dispose d’une grande avance sur la concurrence en termes d’opérabilité, d’efficacité et de performances. Les excellents systèmes de gestion de la production et de contrôle qualité mis en place par Betek contribueront à garantir à ses clients de bénéficier d’une machine de précision de classe mondiale, mais pour un coût nettement inférieur aux produits comparables. »

La machine à tailler les engrenages à six axes YK3132Z de Betek accepte des bruts jusqu’à 320 mm (12,6”) de diamètre. Son système CNC permet une interpolation sur cinq axes, ce qui permet de créer des profils de dents complexes de manière souple et efficace. L’engrenage entier est taillé en une seule opération, sans manipulation de pièce ni changement manuel d’outil.

Il est possible de tailler pratiquement tout type d’engrenage, y compris des types inhabituels, tels que des engrenages à arbre parallèle, à chevrons, coniques ou non circulaires. Pour une précision maximale de l’usinage, la machine utilise des techniques de taillage à sec et offre une précision de niveau 6 sur les engrenages bruts et de niveau 3 sur les produits finis. La taille à sec en éliminant le besoin de fluide coupe supprime les problèmes de pollution et de recyclage habituels.