Chanfreineuses Copier équipées du contrôleur FANUC 32i-B
Un contrôleur simple pour une application CNC complexe
Pour souder parfaitement des tubes entre eux, leurs extrémités doivent d'abord être usinées afin de créer un profil qui pourra être comblé lors du soudage. Copier Bevelmachines, implanté à Giessen, a mis au point une chanfreineuse spéciale pour produire un bord soudable. L'entreprise s'est adressée à FANUC non seulement pour s'équiper de contrôleurs CNC, mais aussi pour développer une interface graphique qui simplifierait considérablement le fonctionnement des machines.
Ce qui différencie ces chanfreineuses des autres applications de tournage, c'est que c'est l'outil qui tourne et non pas la pièce. En effet, les tubes d'acier usinés sont longs et leurs diamètres peuvent atteindre jusqu'à 48 pouces (environ 1,22 m) pour une épaisseur de 60 à 70 mm. Ces pièces lourdes sont apportées à la machine par un transporteur à rouleaux, puis fixées en place à l'aide d'un bloc de verrouillage d'autocentrage triangulaire. L'extrémité du tube est usinée à l'aide d'inserts de coupe fixés à la tête de coupe de la machine. Ainsi, ce sont les outils qui pivotent lors de l'usinage et non les pièces.
La société Copier, créée par Jan Copier en 1997, s'est rapidement développée pour devenir un acteur majeur de ce marché niche. Copier investit dans la qualité et la fiabilité, mais attache également une grande importance à la facilité d'utilisation, critère dans lequel les contrôleurs FANUC joueront désormais un grand rôle.
Des inserts de coupe en position fixe
« À l'origine, nous construisions des machines simples avec un seul axe d'alimentation », explique Jan Copier. « Dans ces machines, les inserts de coupe sont montés en position fixe sur l'axe C (la tête de coupe). La découpe s'effectue en déplaçant la pièce le long de l'axe C. Les inserts de coupe sont dimensionnés en fonction de la forme à donner à la surface de soudage. Le process d'usinage produit ainsi une copie. »
Le gros avantage de ce système, c'est qu'il est très simple. L'inconvénient est qu'il nécessite des inserts de coupe spéciaux et que chaque forme ne peut créer qu'un seul chanfrein. De plus, la paroi du tube ne peut pas dépasser une certaine épaisseur.
Un chariot à la tête de la broche
Pour répondre à ces exigences, une nouvelle génération de machines a été développée dans laquelle la coupe est pilotée par un contrôleur CNC. Les inserts de coupe ne sont plus fixés à la broche, mais montés sur un chariot (axe U) sur la tête de la broche afin de pouvoir les déplacer, à la demande, vers l'intérieur ou l'extérieur. Cet axe U est entraîné par une transmission mécanique spécialement conçue qui tourne avec l'axe C, également entraîné par un axe de puissance supplémentaire. La machine CNC peut créer n'importe quel profil de chanfrein demandé, quelle que soit l'épaisseur du tube avec les mêmes outils et inserts de coupe. De plus, un usinage supplémentaire, comme l'enfilage ou le perçage, est possible.
Un process rapide avec le contrôleur CNC
Jan Copier : « La commande est une application CNC spéciale appelée l'axe U. Cette fonction n'est pas disponible auprès de tous les fabricants de contrôleurs CNC. La conception de la transmission permet de synchroniser parfaitement l'axe U avec l'axe C, de sorte que les inserts de coupe sont maintenus dans une position fixe. Pour les déplacer vers l'intérieur ou l'extérieur, la vitesse de l'axe U doit être légèrement réduite ou accélérée en fonction de l'axe C. Il faut pour cela des encodeurs extrêmement précis ainsi qu'un traitement rapide dans le contrôleur CNC. Une étude de marché a montré que le CONTRÔLEUR FANUC était le mieux adapté pour cette application. »
L'interface utilisateur graphique
Comme les utilisateurs de ces machines n'ont pas nécessairement l'expérience de l'usinage CNC, Copier Bevelmachines exploite un autre avantage des contrôleurs FANUC : la possibilité de développer une interface utilisateur graphique dans le composant automate programmable intégré au contrôleur. Cette application a été entièrement mise en œuvre par FANUC à la demande de Copier Bevelmachines, à partir du logiciel Fanuc Picture. Jan Copier : « Les utilisateurs peuvent saisir les paramètres du tube qu'ils vont usiner, puis sélectionner le profil de chanfrein souhaité à l'aide des affichages graphiques. Ces profils sont standardisés. Nous pouvons ainsi proposer à l'utilisateur une bibliothèque. De cette façon, l'opérateur peut commander la machine sans avoir de contact direct avec le code CN sous-jacent. Et l'interface prend en charge de nombreuses autres options. Un problème typique que rencontrent nos clients concerne les tolérances du tube. Avec le programme, ils peuvent saisir les dimensions réelles et le système calcule automatiquement si l'épaisseur minimale de la paroi du tube à conserver est atteinte. L'opérateur sait, par conséquent, quel sera le résultat avant même de commencer l'usinage. »
