La personnalisation d'un contrôleur de commande numérique standard a permis au fabricant de machines MKM International de mettre au point une ligne d'usinage de profils d'aluminium totalement intégrée.
Cette solution complète d'usinage automatique remplace un ancien procédé de fabrication semi-automatique en plusieurs opérations. Deux doubles têtes d'un robot 5 axes usinent des profilés en aluminium de 9 m de long, en une seule passe sur les 6 faces. Associée à l'identification de la matière par code-barre, cette nouvelle ligne de fabrication augmente considérablement la production chez ce fabricant de fenêtres et de portes de tout premier plan et élimine les risques d'erreur humaine inhérents à l'ancien procédé.
Une seule plate-forme de commande numérique Axium Power NUM contrôle l'ensemble du centre d'usinage comprenant les 10 axes des têtes des robots ainsi que divers capteurs et actionneurs.
La plate-forme Axium Power a été choisie pour sa puissance de calcul, mais également parce que NUM souhaitait collaborer avec MKM pour développer le système de commande, optimiser et personnaliser le contrôleur CNC.
Une modification majeure réside dans l'intégration d'un moteur "harmonic drive" qui regroupe un servomoteur à arbre creux et un réducteur sans jeu. Cette démultiplication harmonique utilisée sur les têtes de robots 5 axes de MKM procure à la machine des performances bien supérieures, une grande répétabilité des déplacements pour un faible encombrement par rapport aux solutions à courroies ou à réducteurs planétaires. Le faible encombrement résultant de la tête de robot permet ainsi des trajectoires fidèles, et la rigidité du système garantit une précision très élevée.
La réduction de l'encombrement constituait également une modification importante incluant l'intégration d'un moteur de broche d'un fournisseur tiers spécialisé dans les solutions de bus digital NUM à haut débit.
Lors des premiers entretiens de MKM avec le client pour spécifier le type de la nouvelle machine, le concept original comportait une seule tête de robot d'usinage et un porte-outil pivotant qui permettait d'usiner toutes les surfaces d'un profilé en deux opérations. Cependant, lorsque MKM s'est familiarisée avec le procédé, il est apparu qu'il était possible d'améliorer la productivité et la précision en utilisant deux têtes de robots de façon à usiner les six surfaces en une seule passe : cette solution supprime également les diverses reprises de la pièce.
NUM est le partenaire CNC de MKM et les deux sociétés ont coopéré ensemble à de nombreux projets de machines spéciales. Après avoir étudié ce nouveau concept d'usinage de l'aluminium, les deux parties ont décidé de mettre au point un moyen de commander les deux têtes de robots au moyen d'un seul CNC Axium Power pour des raisons d'économie ; ils sont également tombés d'accord pour modifier les interfaces des moteurs afin d'optimiser les performances de la machine.
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L'assistance de NUM nos aide dans la compétion avec les grands fabricants de machines même si nos produits sont souvent fabriqués à l'unité ou en petites séries », déclare Michael Koehler, Directeur de MKM International. «
De nombreux constructeurs de commande numérique facturent des montants très élevés pour des modifications techniques ou les refusent tout simplement dans le cas d'applications à faible potentiel. La volonté de collaboration de l'équipe de développement de NUM nous aide à créer rapidement et économiquement des solutions personnalisées. »
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Nous nous concentrons sur le marché des OEM de taille moyenne et sur divers segments du marché de machines qui nécessitent des automatismes spécifiques », ajoute Alexander Helmes de NUM. «
Notre réussite provient de nos produits, mais également de notre esprit de partenariat. Nous prenons plaisir à travailler côte à côte avec le fabricant de machine et prenons la totale responsabilité du système de commande : dans ce cas, par exemple, nous avons intégré des produits tiers pour créer la meilleure solution. »
Divers produits NUM sont utilisés sur la machine, parmi lesquels un noyau CNC Axium Power, des variateurs et des moteurs HP et des modules d'entrées/sorties. Les moteurs de broche et les variateurs harmoniques proviennent de constructeurs tiers. NUM fournit également le pupitre opérateur. MKM l'a programmé pour offrir aux utilisateurs une Interface Homme Machine simple adaptée à l'application.
Les variateurs et les moteurs NUM complètent le noyau CNC avec des possibilités de commandes de mouvements optimisées. La précision et la fidélité des déplacements, essentielles dans la boucle de commande, sont réalisées grâce à divers moyens uniques dont un bus digital à haut débit NUM, entre le noyau CNC et les variateurs, ainsi qu'une interpolation fine des trajectoires grâce à la boucle de positionnement à 5 kHz du variateur - performance sans précédent dans ce type d'application.. L'ensemble est associé à des moteurs à couple élevé et haute inertie pour répondre aux exigences mécaniques de l'application.
En général, l'automatisation se traduit souvent par une question de rapidité pour aller d'un point A à un point B. Pour la commande numérique, la précision des trajectoires est encore plus importante. La commande NUM associée à ses moto variateurs garantit des performances inégalées en terme de vitesse et de précision là où c'est le plus important soit en liaison mécanique directe avec la machine.
