Décolletage tout en souplesse

Rédacteur: Jean-René Gonthier

>> Sans aucun doute, la machine la plus courtisée sur le stand Tornos à l'EMO 2011 fut le nouveau tour automatique à 6 broches à poupées mobiles Tornos MultiSwiss. Son principal atout: sa souplesse d'utilisation qui autorise l'usinage de pièces en moyennes et même en petites séries, tout en ayant la surface d’une Mono. La rédaction du MSM a été invitée à prendre connaissance de cette machine lors des journées portes ouvertes début décembre 2011.

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Exemples de pièces usinées. (Tornos)
Exemples de pièces usinées. (Tornos)

Le tour automatique Tornos MultiSwiss 6 x 14 est une décolleteuse CNC à 6 broches avec un passage en broches acceptant des barres jusqu'au diamètre 14 mm. Elle occupe un créneau qui jusqu’à présent n’était couvert de façon optimale par les modèles SAS 16.6 (pour barres max. 16 mm) et MultiDeco (pour barres max. 20 mm, respectivement 32 mm). Doté d'une commande multi-axes, le tour automatique MultiSwiss, à commande entièrement numérique, est suffisamment flexible pour pouvoir usiner rentablement des pièces en relativement petites séries (par exemple déjà des lots de 1000 pièces). Cette machine, à l'instar des autres produits multibroches de Tornos, tord le cou à la réputation sulfureuse des tours automatiques multibroches à grand-papa, soi-disant juste bons à produire des pièces simples et pas trop précises, en séries massives et si possible en laiton.

Quelques caractéristiques techniques

Et voilà donc une machine «tout numérique», flexible, simple d’utilisation et précise, comportant 14 axes linéaires et 7 axes rotatifs, soit 21 ou 22 axes numériques, le tout piloté par une performante commande CNC Fanuc multi-axes 30i, incorporant un système de programmation TB-Deco ADV sur PC intégré. La synchronisation de tous les axes s'effectue à la milliseconde.

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Outre le passage de barres maximum au diamètre 14 mm, la longueur maximale de la pièce à usiner peut atteindre 40 mm. Les six broches (en fait des motobroches), à régulation thermique contrôlée, tournent chacune indépendamment à une vitesse maximum de 8000 t/min (puissance 5,6 kW). La contre-broche tourne également à 8000 t/min. (puissance 5 kW). Six coulisses transversales avec une course de 40 mm (l'une d'entre-elles étant réservée au tronçonnage) sont implémentées sur la machine.

A mentionner également une coulisse transversale pour contre-opérations avec une course atteignant 75 mm. Les coulisses peuvent comporter dans leur ensemble jusqu'à 18 outils (plus 2 sur la coulisse de contre-opération). La lubrification de coupe s'effectue de façon standard ou à haute pression. Cette machine est d'utilisation universelle et convient aussi bien à la production de composants de précision an acier, qu'en inox, en alliages légers et cuivreux ou en titane.

Quelques raffinements techniques (pour les connaisseurs), l'indexage du barillet porte-broches s'effectue par le pilotage d'un moteur-couple: une solution très rapide (temps d’indexage inférieur à 0.3 sec.), contribuant également à l'augmentation de la productivité. Cette dernière est aussi accrue par le dynamisme impressionnant des motobroches (le constructeur les qualifie d'ailleurs d'«ultradynamiques»), chacune d'entre-elles pouvant tourner indépendamment à la vitesse la plus adéquate requise par l'opération et capable d'atteindre la vitesse de rotation maximale en moins d'une seconde. Autre innovation: les broches tournent non pas sur des roulements, mais sur des fourreaux hydrostatiques, d'où l'absence d'usure. Toutes les broches sont dotées de l'axe C.

A noter que la machine réalise également le polygonage. La possibilité d'adapter des outils standards réduit les coûts d'outillage et la technique «plug and run» utilisée pour les systèmes de porte-outils, appareils et accessoires, réduit drastiquement les temps de préparation, ce qui rend la machine rentable même pour des séries relativement petites. La précision générale d'usinage se situe dans tous les cas dans la gamme des 5 microns et l'accès à la cellule d'usinage est particulièrement aisé. En résumé, tout a été étudié avec pour points de mire la facilité d’utilisation, la précision et la réduction des temps de préparation.

La surface au sol de la machine est réduite et tous les périphériques sont regroupés à l'arrière. De ce fait, il est possible d'implanter cette multibroches CNC là où se trouvait auparavant une machine monobroche (voire même une machine à cames).

On trouvera de la sorte à l'arrière de la machine: la pompe d'arrosage avec bac à huile et dispositifs de filtration pour l'huile de broches et l'huile de coupe, un groupe de production d'eau glacée pour le refroidissement des broches, l'accès au ravitailleur de barres, l'échangeur thermique eau/huile et l'armoire électrique. Le carénage de la machine est prévu pour adapter un convoyeur de copeaux et il est possible de connecter sans problème un dispositif d'extraction de brouillard d'huile.

Le ravitailleur accepte des barres d'une longueur de 1500 mm. La capacité de charge est dimensionnée pour un fonctionnement continu (par exemple, usinage sans surveillance durant la nuit sans chargement intermédiaire). Les longueurs de chute en fin de barre sont minimisées (dans tous les cas inférieures à 70 mm).

Précision, rapidité et convertibilité

La pièce de démonstration réalisée lors de l'EMO 2011 était une douille en acier inoxydable dotée d'un collet (diamètre 11,3 mm, longueur 7 mm) avec deux méplats opposés obtenus par polygonage, partiellement filetée à l'extérieur et comportant des alésages aux deux extrémités. Précision requise ±5 microns et état de surface Ra 0,15. Et ceci avec un temps de production de seulement 7,5 secondes par pièce.

«Think Parts, think Tornos», précise une publicité rémanente du constructeur prévôtois. En d'autres termes, penser aux pièces d'abord, à la machine ensuite. Effectivement, la pièce de démonstration n'était... qu'une pièce de démonstration. Si l'on pense donc aux pièces produites sur ce genre de machines, on trouvera essentiellement de l'usinage de composants produits en grandes, petites et moyennes séries pour l'automobile, l'aviation, l'appareillage et la fine mécanique en général, de même que pour des pièces destinés aux techniques médicales et à la fine mécanique.

Au niveau de la dotation, les coulisses peuvent être équipées de nombreux appareils, notamment des perceurs frontaux ou transversaux, des supports transversaux pour broches à haute fréquence, divers porte-outils de tournage, ainsi que des appareils combinés, évidemment tous conçus selon la technique «plug and run», ce qui raccourcit le temps de mise en train de la machine. La programmation contribue également grandement à la souplesse d'utilisation de la machine. Le logiciel TB-Deco ADV (qui est d'ailleurs utilisé sur toutes les machines multibroches de Tornos) permet de présenter visuellement et calculer les temps d'usinage réels et les temps improductifs de façon simple et intuitive, par des icones et diagrammes de Gantt.

Le contrôle du programme est assuré par simulation graphique et diverses macros simplifient encore les opérations multiples (par exemple les cycles de perçage-débourrage, le peignage de filets ou l'usinage de formes complexes). La mise à niveau du système de programmation TB-Deco est assurée en tout temps et les utilisateurs bénéficient d'une «hot line» dédiée. <<

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