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EMO 2021 : La machine-outil face à ses défis

24/11/2021
Confrontés depuis toujours à des impératifs de productivité, de qualité, de coût et des délais, les fournisseurs d'équipements de production doivent affronter de nouvelles contraintes. L’épidémie du Covid 19, qui n'est pas finie, et la reprise économique après près de deux années de soubresauts, soulève de nombreux obstacles. Défis écologiques, crise de matières premières et de composants, besoins forts d'investissements... Les casses-têtes qu'affrontent les industriels ne manquent pas.

Une foule compacte heureuse de pouvoir déambuler à nouveau dans les allées du parc d'exposition de Rho près de Milan (Italie) après une longue période d'abstinence est venue du 4 au 9 octobre 2021 pour découvrir les innovations technologiques dans le domaine de la production du salon EMO. La preuve que rien ne remplace le contact physique entre les constructeurs et leurs clients et la possibilité pour ces derniers d'analyser in situ le fonctionnement ainsi que les performances de l'équipement recherché. Le salon n'a pas manqué d'allure avec plus de 60 000 visiteurs venant de 91 pays qui ont scruté les nouveautés de près de 700 entreprises participantes venues de 33 pays (60% des exposants étaient étrangers). Ces derniers ont exposé près de 6 000 machines, robots, systèmes d'automatisation, équipements de contrôle, etc. Cependant, rien ne sera comme avant l'épidémie du coronavirus et le petit monde de la machine-outil ne fait pas exception. De multiples solutions virtuelles ont fait leur apparition pour faciliter aux visiteurs du salon un accès à distance et à leur guise aux nouveautés concoctés par les constructeurs. A l'image de Mazak, EMAG ou de Tornos, de nombreux fournisseurs d'équipements de production ont accompagné leurs stands physiques à l'EMO par une copie virtuelle accessible sur Internet.

Ainsi, tous ceux pour qui le déplacement en Italie n'était possible ont pu dénicher les dernières innovations dans le domaine de la fabrication. D'ailleurs, le site Internet de l'exposition, emo-milano.com, a enregistré plus de 800 000 affichages depuis l'Italie, l'Allemagne et la Suisse, les États-Unis, la France, l'Espagne et le Japon.

centre fraisage tournage wfl
Le module myWFL Energy affiche la consommation d'énergie de la machine pour chaque pièce usinée, ce qui permet à l'opérateur de prendre les mesures nécessaires pour réduire la consommation. Source : WFL


Produire sans polluer

Comment améliorer la productivité de la machine-outil tout en consommant moins d'énergie et de matière première ? Comment usiner sans polluer ? Peut-on faire travailler les machines plus longtemps avec des solutions plus simples mais néanmoins efficaces en se passant de la surveillance d'un opérateur aguerri toujours difficile à trouver sur le marché de l'emploi ? Comment fabriquer une bonne pièce du premier coup ?

Les constructeurs ont essayé de répondre à ces questions et à bien d'autres avec des solutions d'une nouvelle trempe.

Produire sans polluer est devenu un objectif majeur pour de nombreux constructeurs. « L'analyseur de fluide de coupe que nous avons mis au point prolonge la durée de vie de l'outil, réduit les coûts de rebuts et des reprises, stabilise le processus et diminue les interventions de maintenance imprévus », explique Anthony Houlé, chef de produit usinage chez Fuchs. « Et il améliore la santé et la sécurité des opérateurs. » La mesure en continu de tous les paramètres importants (pH, concentration, température) à l'aide d'une surveillance numérique du débit, permet de détecter à un stade précoce les modifications et donc les dégradations des performances d'un fluide d'usinage. Si les valeurs limites définies sont dépassées, le client et un spécialiste du fabricant peuvent être automatiquement avertis. Cela permet une intervention rapide et ciblée dans le système de refroidissement. Le dispositif s'installe et se connecté rapidement à la machine-outil. Toutes les valeurs mesurées sont envoyées en continu et en toute sécurité en temps réel à la base de données Fuchs FluidsConnect sur le cloud. Les données peuvent également être affichées sur des appareils mobiles (smartphone, tablette, ordinateur portable, etc.). Si plusieurs machines doivent être surveillées simultanément, des analyseurs de fluides supplémentaires peuvent être mis en réseau sans aucun problème. Toutes les valeurs mesurées peuvent être extraites de la base de données Fuchs et affichées via le visualiseur client FluidsConnect.

Mazak se propose lui, de multiplier par quatre l'efficience environnementale de ses machines et processus d'usinage d'ici 2030 par rapport à 2010. « La prochaine génération de notre centre d'usinage vertical 5 axes simultanés Variaxis i-800 NEO sera plus compacte et plus productive », exemplifie Bruno Woroniak, directeur commercial de Mazak France. « Sa conception utilisera des technologies qui réduiront les émissions de CO2 de 22,7 %. » Des solutions comme l'amélioration de la vitesse d'usinage, l'utilisation des LED intelligentes, l'économie de la consommation de puissance, la réduction de l'empreinte de la machine au sol, la lubrification adaptée des axes linéaires... ont permis d'ores et déjà au constructeur japonais de réduire cette année de 22 % les émissions de CO2.

acquisition mesure marposs
La plateforme digitale DNA (logiciels et capteurs) s'installe dans le réseau d'entreprise et assure l'acquisition rapide et précise d'informations de mesure, de tests, de contrôle, de gestion de la qualité dans la production. Source : Marposs


Contrôler en permanence la santé de machines et permettre à l'utilisateur de mettre en place des opérations de maintenance prédictive devient possible grâce aux nombreux capteurs et à la nouvelle génération de commandes numériques. Les systèmes EDNA Health Check et Neuron 3DG conçus par EMAG passent au crible en permanence le fonctionnement de la machine. L'utilisateur est averti en temps réel si une machine présente un dysfonctionnement. Cette stratégie est évidemment bonne pour la profitabilité de l'entreprise, mais elle est aussi excellente pour la santé de la planète. Moins d'énergie consommée, réduction des coûts de fonctionnement de l'atelier, meilleure disponibilité des équipements... les avantages sont nombreux. La septième génération de commandes numériques Mazatrol de Mazak est en fait une véritable plateforme logicielle qui contrôle l'ensemble de la production. Doté de technologies d'intelligence artificielle, la Mazatrol SmoothAi gère l'ensemble des opérations de production et dispose d'une version, la SmoothEz (prononcez "easy"), destinée aux utilisateurs qui ont besoin d'une CNC moins sophistiquée. L'intégration des technologies d'intelligence artificielle réduit le temps de cycle (le temps de programmation diminue selon le constructeur de 90 %), mais améliore également la précision des opérations et la qualité des pièces. La commande intègre une machine virtuelle et des opérations de contrôle intelligent de la broche ou la compensation thermique automatique en fonction des changements de température. Une démarche qu'adopte également Okuma dont les machines modulent leur vitesse d'usinage et d'axes en fonction du type d'usinage avec le système Hyper-Surface. Son concept “Thermo-Friendly” assure la maîtrise de la précision et de la stabilité dimensionnelle même si les conditions thermiques changent.

centre usinage grande vitesse gf machining
Le centre d'usinage à grande vitesse MILL P 800 U S dispose d'un robot prêt à être installé devant la machine, une configuration qui économise l'espace dans l'atelier. Source : GF Machining Solutions


Solutions robotiques pour les PME

L'automatisation évolue vers plus d'autonomie et les robots deviennent un composant intrinsèque de la machine. Exemple : le système Armroid (Arm Robot Intelligent Design) d'Okuma destiné aux centres de tournage et multitâches qui n'est plus un robot attaché à la machine mais un bras robotique complètement intégré. « Facile à installer, ce dernier peut ainsi effectuer bien d'autres opérations que le simple chargement/déchargement des pièces, une démarche qui n'est pas possible avec les solutions d'automatismes habituelles », Jens Romberg, Senior Manager Application chez Okuma Europe. « A savoir : la manipulation automatique des copeaux, la lubrification d'usinage additionnelle, le support pour la fixation des pièces (jusqu'à 10 kg) ce qui permet de mieux gérer les vibrations... » La commande numérique de la machine OSP-P300A gère aussi bien le bras robotique (vitesse, trajectoire) que les opérations d'usinage. Okuma propose d'ailleurs, une solution robotique pour les PME. Baptisée Standroid, elle simplifie l'automatisation des centres d'usinage du constructeur japonais et s'adapte aux petites séries de fabrication. Réduction des réglages et du temps de préparation du robot, chargement et déchargement automatique, opérations intuitives, fonctionne-ment économique même pour les productions en moyenne et petite série... cette solution répond aux besoins de petites ateliers de mécanique.

robot centre usinage okuma
Le système Armroid (Arm Robot Intelligent Design), destiné aux centres de tournage et multitâches, est un bras robotique complètement intégré. Facile à installer, il effectue bien d'autres opérations que le simple charge-ment/déchargement des pièces, une démarche qui n'est pas possible avec les solutions d'automatismes habituelles. Source : Okuma


Champion de l'usinage de grandes dimensions, le constructeur autrichien WFL a trouvé le moyen idoine pour aller aussi près que possible de la pointe de l'outil de coupe. « Notre système ICOtronic dispose de capteurs qui fournissent des informations du processus d'usinage tel qu'il se déroule en temps réel », précise Alexandre Peter. « Les opérateurs peuvent ainsi améliorer en connaissance de cause le processus d'usinage et augmenter sensiblement la productivité de la machine. » Le constructeur intègre aussi des systèmes de mesure ultrasoniques qui automatisent le contrôle. Sa solution d'acquisition de données d'usinage myWFL Cockpit permet un contrôle en temps réel du fonctionnement de la machine et des programmes d'usinage via Internet. Grâce au module myWFL Energy qui affiche la consommation d'énergie de la machine pour chaque pièce usinée, l'opérateur peut prendre les mesures nécessaires pour réduire la consommation.

La mesure se numérise également ce qui permet aux différentes solutions de s'intégrer dans un réseau industriel. Marposs propose la plateforme digitale DNA (logiciels et capteurs) qui s'installe dans le réseau d'entreprise et assure l'acquisition rapide et précise d'informations de mesure, de tests, de contrôle, de gestion de la qualité dans la production.

fabrication additive metal prima
Prête pour l'industrie 4.0, la machine de fabrication additive, la Print Genius 150 permet l'intégration de capteurs de surveillance et la connexion via différentes normes pour les fonctions IoT. Source : Prima


L'économie de matière première, surtout quand il s'agit de l'usinage d'alliages chers, devient un objectif prioritaire pour les ateliers. Les systèmes de fabrication additive qui utilisent juste ce qu'il faut pour produire une pièce séduisent de plus en plus d'utilisateurs. D'autant plus que des systèmes permettant la fabrication en grande série commencent à faire leur apparition sur le marché. Prima Additive, la filiale spécialisée du groupe Prima Industrie exposait en avant-première à l'EMO la Print Genius 150. La machine dotée de la technologie Powder Bed Fusion (PBF), dispose de deux lasers infrarouges de 300 W pouvant fonctionner simultanément sur la même zone de travail. Flexible, elle peut traiter des alliages d'acier, d'aluminium, de titane, de nickel, de chrome-cobalt et de cuivre avec une productivité et une qualité élevées. Dans un volume de construction d'un diamètre de 150 mm et d'une hauteur de 160 mm, ce système met en œuvre la variation de la position du foyer du faisceau laser qui améliore les paramètres en fonction de l'application. A cela s'ajoutent un double système de préchauffage pour chauffer la surface du lit de poudre aussi bien par le haut que par le bas grâce à la plaque chauffante (jusqu'à 300°C) et un pyromètre coaxial à grande vitesse pour le contrôle de la température en temps réel. Deux caméras assurent le suivi du process et du lit de poudre. Prête pour l'industrie 4.0, la machine permet l'intégration de capteurs de surveillance et la connexion via différentes normes pour les fonctions IoT. Toujours dans une optique de fabrication intelligente, en tant que partenaire de MindSphere World, Prima Additive participe au projet d'interconnexion du salon, pour permettre à tous les visiteurs de mieux comprendre le potentiel de la plateforme de Siemens dans le domaine des systèmes IoT à usage industriel.

Atteindre l'objectif 4.0 est également au centre du projet umati (universal machine technology interface) dont l'objectif est la mise en oeuvre d'un langage commun qui permettrait aux différentes machines-outils de communiquer les unes avec les autres dans un atelier. Une cinquantaine de machines dialoguait ainsi à l'EMO et on pouvait suivre en temps réel leur fonctionnement. Les promotteurs du projet envisagent non seulement la communication intermachines mais aussi le dialogue avec les autres outils d'une entreprise, que ce soit les ERP, les PLM ou les MES. Des évolutions à suivre...

centre usinage vertical 5 axes simultanes mazak
Plus compacte et plus productive, la prochaine génération du centre d'usinage vertical 5 axes simultanés Variaxis i-800 NEO réduira les émissions de CO2 de 22,7 %. Source : Mazak
Mirel SCHERER
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