La controverse relative aux avantages de l'usinage horizontal / vertical prend un nouveau tournant. Pour répondre aux attentes des ses clients, l'entreprise Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) complète maintenant sa gamme de machines pour l'usinage lourd avec broches de travail horizontales par le nouveau CU de type BA 322.

BA 322 signifie un écartement broche de 300 mm, deux broches et deux plateaux porte-pièce. C'est ainsi que l'on décrit actuellement la plus petite gamme de machines SW pour l'usinage lourd. Comme une voiture de classe moyenne, cette nouvelle machine se distingue par sa productivité, son efficacité énergétique et son respect de l'environnement et des ressources d'énergie. En complémentarité au modèle de machine monoposte BA 321, la BA 322 couvre toute la palette des pièces à usiner de dimensions plus importantes, comme les moyeux de roue ou vannes hydraulique ou encore les turbocompresseurs. Comparée à la BA 321 avec une variante de porte-pièce très simple, c'est à dire une traverse de bridage, la machine BA 322 peut être configurée en machine 5-axes. Cela signifie que cette machine, facile à reconfigurer suivant les différents processus d'usinage, dispose de deux broches, d'une balancelle à double palier issue d'une conception spécifique et de modules 5-axes double ou quadruple. L'usinage 5-axes gagne du terrain sur les marchés de SW et concerne à ce jour environ 50 % des utilisations. Cela vient du fait que les composants sont de plus en plus complexes et plus compliqués. La production doit s'adapter à la variété des familles de pièces et la pièce doit être usinée, si possible, en un seul serrage. C'est justement dans ce cas de figure que la BA 322 de SW trouve son utilisation, commençant par le concept monobloc qui a fait ses preuves depuis très longtemps. Quels sont les avantages de ce gros cube ? Tous les sous-ensembles sont intégrés de manière très précise et grâce à sa compacité, la machine peut être transportée suspendue à un crochet par une grue ou un autre moyen de levage.

En ce qui concerne la rigidité et la synergie des forces, le concept monobloc minimise les phénomènes de fléchissement et assure un flux synergétique optimal entre l'unité d'usinage et le porte-pièce. L'ensemble 3-axes, générant un amortissement important, est adapté aux opérations d'usinage lourd, les éléments du chariot sont en fonte GS. Deux entrainements d'avance Y1/Y2 de type Gantry avec système de mesure linéaire direct, absolu garantissent une précision de travail élevée, même en position excentrée des broches.

L'efficacité énergétique était l'une des idées fixes de SW et au final, la dépense énergétique nécessaire au déplacement du chariot de A à B, a été minimisée par un bon nombre de modérations. En fait partie, entre autres, la diminution des masses en mouvement grâce au concept appelé Box-in-Box. L'axe vertical qui caractérise ce concept de construction est équipé d'un système de compensation des masses pneumatique avec accumulateur de pression et coefficient de compensation maxi. Ceci garantit une récupération d'énergie de presque 100%. Les nouveaux entrainements d'avance travaillent avec des vitesses de rotation moins élevées qu'avant, générant ainsi une économie d'énergie et l'abaissement du taux de décibels lors des accélérations, sans oublier l'augmentation de la durée de vie des vis à billes grâce à la constance thermique du système. Ce concept a déjà été présenté lors de l'EMO 2007 sur la machine BA 321 et il a fait ses preuves.

Ouvert vers tous les côtés

Prix et efficacité était les mots d'ordres durant la conceptualisation et les standards intégrés témoignent de la mise en œuvre de ces critères : amenée de liquide de refroidissement, contrôle de placage plan, module hydraulique ou encore la prise d'outil exempte d'usure et commandé en liaison mécanique. Chez SW, la matière plastique a été mise de côté pour donner la préférence à l'acier allié pour les pinces commandées via un cylindre avec vérification simultanée du bon verrouillage des outils. Les magasin d'outils, dont trois dimensions sont possibles, sont disposés au-dessus de l'espace de travail et peuvent être insérés de manière simple dans le monobloc. Leur extension est également possible. Le changement d'outil s'effectue suivant le principe Pick-Up. La chaîne non-serrée du magasin d'outil est guidée dans un coulisseau avec une vitesse maxi de 80 m/min, un post-serrage n'est pas nécessaire ! Le module hydraulique est destiné à l'asservissement des divers moyens et éléments de serrage que SW propose avec ses CU. Dans la machine BA 322, chacun des deux dispositifs de serrage pièce sur la balancelle avec double palier peut être asservi par codeur avec maxi 8 conduits hydrauliques ainsi que 5 conduits pneumatiques supplémentaires. C'est plutôt une exception pour des machines d'une telle dimension. L'hydraulique de base est déjà intégrée dans la machine standard, il ne manque plus que les modules de vanne correspondants. Ces cas de figure montrent clairement qu'il est possible de combiner des sous-ensembles éprouvés pour augmenter la productivité. Les solutions d'automatisation de SW sont réalisables également, les pièces à usiner pouvant être évacuées de l'espace de travail et amenées en position de chargement et déchargement par la balancelle à double palier avec les deux axes rotatifs intégrés (entrainements Torque).

Le chargement / déchargement ainsi que les fonctions auxiliaires comme le lavage des pièces et des dispositifs ou encore le contrôle de placage des pièces se font, bien entendu, en temps masqué.

En cas d'utilisation de robots à bras articulés ou lors d'un chargement manuel on travaille avec une porte d'angle comme protection contre les éclaboussures. Cette solution, en relation avec la machine BA 322, est particulièrement intéressante lorsque le chargement / déchargement se fait à partir de magasins de pièces à tiroirs avec prises de pièces spécifiques (Layers).

La modification de la partie frontale de la machine a été effectuée pour simplifier le chargement par portique. Tandis que le portique charge les pièces par la partie supérieure, l'opérateur garde une vue illimitée sur la partie frontale de la machine.

Des accélérations puissantes

Une accélération de 75 m/min dans tous les axes, une accélération en Z de 1,5 g et 1 g dans les autres axes témoignent d'une très grande dynamicité des vis à billes. De plus, la BA 322 est extrêmement rigide et peut être lancée avec un à-coup de maxi 300 m/s3 sous Kv = 4.

Des valeurs extraordinaires pour une machine bibroche. La grande dynamicité résulte d'un moteur-broche asynchrone pauvre en masse, développé spécialement pour SW.

Equipée d'un arbre rotor avec moment d'inertie des masses très réduit, cela donne un couple de 72 Nm et une puissance de 32 kW, ce qui permet d'atteindre une vitesse de rotation maxi de 17.500 tr/min. en seulement une seconde.

Cela génère des temps copeau à copeau quasiment constants sur toute la plage des vitesses de rotation. Ces données sont de la plus grande importance, aussi lors du taraudage où le sens de rotation doit être rapidement réversible. Ainsi, le filet de référence M6x24 est taraudé avec une vitesse de rotation de 5.000 tr/min en seulement 0,9 secs.

Autre point fort du développement de la machine BA 322 : l'économie d'énergie ou, mieux, une gestion d'énergie intelligente pour les modes de fonctionnement Standby, en attente de production ou en mode de production. Les menus conviviaux permettent à l'utilisateur une adaptation individuelle de nombreux paramètres. En font partie l'arrêt à retardement des systèmes de rideau d'air pressurisé, la baisse de la puissance de réfrigération pendant le Standby et l'asservissement à la demande des aérateurs et pompes de recirculation. Ce management des énergies, pratiqué également sur les grandes machines, ne fait rien d'autre que déconnecter les énergies au moment opportun. L'éternel souci du contrôle de bris d'outil des outils avec diamètre de 0,8 jusqu'à 6,0 mm fait maintenant partie du passé. SW a développé un système sans optique : un rayon lumineux ou Laser contrôle la présence de la pointe d'outil sans contact pendant le changement d'outil. Sans que le temps copeau à copeau en soit affecté de manière notable !

La possibilité d'extension de la machine BA 322 en CU 5-axes en fait un moyen de production capable de couvrir d'autres dimensions de pièces et géométries. Grâce à sa flexibilité la machine BA 322 sera de plus en plus utilisées par les sous-traitants.

L'extension complémentaire d'une machine 4-broches de type BA 342 est déjà planifiée pour 2010 et renforcera la compétitivité sur le marché des machines à transfert rotatives destinées aux petites pièces.