Un atelier renforcé par un jet d’eau 5 axes, Mastercam et un bras robotisé
En combinant la flexibilité offerte par l’ajout d’un sixième et d’un septième axe à une défonceuse, Diversified Metals Services, Inc. (DMSI) à Salt Lake City, dans l’Utah, a pu étendre ses capacités de découpe au jet d’eau et à la défonceuse pour s’adapter à une large gamme de tailles et de matériaux, en coupant plus vite que jamais, et en gagnant un temps considérable.
En bref
- Produit utilisé : Broyeur, Design, Multiaxes
- Industrie : Aérospatiale, Industrie lourde, Ateliers, Médical
Détails du projet
- Le défi : Trouver des solutions technologiques pour étendre les capacités des machines à jet d’eau et des défonceuses pour l’usinage complexe.
- La solution : Mastercam pour préparer les fichiers de pièces et un contrôle souple et précis des machines à commande numérique.
- Avantages :
- Tirez le meilleur parti de la polyvalence des mouvements du robot.
- Alimentation et précision pour produire des pièces allant de pièces d’art à des pièces pour l’aérospatiale.
- La puissance et l’efficacité de la CAO/FAO pour le prototypage rapide à partir de matériaux variés.
DMSI travaille avec des clients de l’industrie aérospatiale, médicale, architecturale et de la signalisation, en usinant des composants tridimensionnels sur l’une des cinq machines à jet d’eau – une machine à 7 axes (un bras robotisé), trois machines à 5 axes et une machine à 3 axes – ainsi que sur deux défonceuses à 5 axes et une défonceuse à 3 axes lorsque cela est nécessaire. La machine 5 axes la plus rapide fonctionne jusqu’à 87 000 psi.
Alors qu’une machine découpe des composants de forme 3D selon les spécifications du client dans un composite de carbone de ¾ » d’épaisseur, une autre découpe des composants similaires dans du verre pour des applications artistiques ou architecturales. Selon Mike Long, président de DMSI, les programmeurs doivent être bien formés à la construction de programmes pour les différentes industries desservies par l’entreprise. Les délais de livraison étant très courts, il n’y a pas de place pour l’erreur. Les processus d’usinage doivent être vérifiés avant d’être exécutés.
« Le protocole qui consiste à gérer une petite opération et à servir de très gros clients peut être un défi dans la mesure où il n’y a aucune acceptation d’un composant qui ne correspond pas au dessin. Si nous avons des pièces uniques, il n’y a pas de place pour l’erreur. Nous avons une seule billette, nous fabriquons une seule pièce », explique M. Long. Les composites doivent être manipulés d’une certaine manière, sinon des microfissures peuvent se produire – de minuscules fissures qui ne peuvent être vues qu’avec une machine spéciale, et qui sont généralement découvertes après que la pièce a quitté l’atelier. Pour que l’ensemble de l’opération se déroule sans heurts, l’équipe de programmeurs et de machinistes doit être en mesure de limiter les erreurs et les temps d’arrêt. Leur logiciel Mastercam est essentiel pour vérifier que non seulement le programme est irréprochable, mais que l’usinage lui-même est bien fait du premier coup. »
Des essais à blanc sont réalisés pour s’assurer que les parcours d’outils sont en place et conformes au montage, ce qui représente un défi supplémentaire lorsque l’on travaille avec une machine à 5 axes. « Avec la découpe au jet d’eau 5 axes, l’outil est infini. Il est mortel dans un rayon de 15 mètres, ce qui signifie que tout ce qui se trouve en dessous des montages peut être détruit. Nous devons trouver un chemin d’accès ou construire un montage qui nous permette de ne pas avoir d’interférence avec le montage lui-même, et c’est un véritable défi dans certains cas », a déclaré M. Long.
À l’aide de la fonction Verify du logiciel, l’équipe peut effectuer une sorte de pré-inspection, en indiquant où le parcours d’outil a pu quitter, et quand plus de matière a été enlevée que ce qui était spécifié dans le code ou dans le parcours d’outil. Une fois que tout est vérifié, il est temps de fabriquer la pièce. Les parcours d’outils d’ébauche à grande vitesse sont utilisés pour les opérations d’ébauche des pièces et des moules.
Le système à jet d’eau peut découper pratiquement n’importe quelle forme dans des matériaux d’une épaisseur allant de 1/8″ à 8″, avec un rayon aussi serré que 0,020″, et des tolérances allant jusqu’à +/- 0,005″. Les têtes robotisées des sixième et septième axes peuvent couper dans pratiquement n’importe quelle direction grâce, en partie, à leur position inversée. Les sixième et septième axes permettent au robot de se déplacer sur un chemin d’accès de 24 pieds au lieu de 10 pieds.
Nate Scoffield, chef programmeur de la machine, souligne que la trajectoire de coupe plus longue permet d’usiner plus de pièces à la fois. Associé à la défonceuse, le robot offre des fonctions de coupe et de perçage supplémentaires.
L’investissement dans autant de machines puissantes a nécessité une mise à niveau considérable de l’infrastructure matérielle de DMSI. L’équipe s’est appuyée sur son représentant Mastercam, que M. Long connaît depuis plus de 40 ans. M. Long explique qu’il a été aidé dans certaines parties du logiciel qu’il n’avait jamais visitées et pour déterminer quels parcours d’outils conviendraient à un travail particulier. Il a également été présenté à SolidBox, également à Salt Lake City, qui se spécialise dans la fourniture de matériel capable de répondre aux exigences de l’atelier.
En ajoutant une tête robotisée à 7 axes à son opération d’usinage déjà impressionnante, DMSI a été en mesure d’effectuer plusieurs opérations en même temps. La touche de raccourci est le logiciel CAO/FAO, tout aussi puissant, qui fonctionne désormais de manière transparente sur le poste de travail approprié.
Devis client
» L’un des plus grands défis que nous ayons eu à relever dans le cadre d’un projet était de s’assurer que la tête de la défonceuse ne s’approchait pas du marbre ou des montages, ou qu’elle n’entrait pas en collision avec eux. La fonction Verify de Mastercam nous a permis de prévisualiser le chemin d’accès à la coupe pour nous assurer que ces collisions entre la tête de la défonceuse et le marbre n’auraient pas lieu. Cela aurait été catastrophique ».
– Mike Long, Président, Diversified Metal Services, Inc, Salt Lake City, Utah
» Je pense que ce que Mastercam nous permet de faire, c’est d’obtenir le soutien que nous avons de la part des revendeurs. Lorsque nous rencontrons des difficultés, ils sont là pour nous aider. Mastercam est assez complexe et nous apprenons tous les jours les nouveaux processus que nous sommes capables de mettre en œuvre avec lui.
– Mike Long, Président, Diversified Metal Services, Inc, Salt Lake City, Utah
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