L'échange de données CAO entre modèles d'outils ou quand nos outils nous parlent ! Les outils communiquent avec nous à METAV 2018

Industry 4.0, digitalisation des données dans le nuage (cloud), processus en réseau dans les usines intelligentes - quel rôle joue l'outil de coupe dans ce contexte ?

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Le METAV 2018 à Düsseldorf fournira des exemples pratiques pour une mise en œuvre financièrement viable. Claudia Kleinschrodt, associée de recherche à la Faculté des études de conception et de CAO de l'Université de Bayreuth, travaille sur les problèmes liés à l'échange de données CAO entre modèles d'outils. Ce jumeau numérique possède toutes les caractéristiques de l'outil réel et est capable de le représenter de manière cohérente dans tous les processus numériques.

Optimisation simulée des paramètres de processus

La numérisation cohérente, explique Claudia Kleinschrodt, « permet par exemple la mise en service virtuelle ou l'optimisation simulée des paramètres de processus. Etant donné qu'il est possible de classer toutes les informations concernant l'outil à un endroit centralisé, les utilisateurs peuvent s'adapter aux changements de l'outil pendant sa durée de vie (par exemple, lors d'un réaffûtage), les paramètres peuvent être modifiés, ce qui permet d'assurer une qualité uniforme et élevée des produits.» En déplaçant de nombreuses étapes à forte intensité de temps dans le monde virtuel, les processus peuvent être conçus pour une efficacité considérablement améliorée. L'automatisation et la planification centralisée, par exemple, réduisent les temps de préparation, améliorent l'utilisation de la capacité des machines ou optimisent les temps de cycle.

Pour obtenir une vue d'ensemble sur un grand nombre d'outils utilisés dans les usines de fabrication, des systèmes de gestion d'outils (TMS) efficaces sont indispensables. Ils constituent une condition préalable essentielle à l'automatisation et à la mise en réseau. L'échange de données entièrement fonctionnel est important non seulement pour fournir au TMS les informations requises, mais aussi pour chaque étape numérique de la chaîne de traitement. Dans ce contexte, ce n'est pas seulement le contenu de l'information, mais surtout la compatibilité entre les systèmes très disparates impliqués qui constitue un défi majeur. Des systèmes harmonisés et des données de haute qualité sont donc essentiels pour une mise en œuvre efficace des processus numérisés. Selon Claudia Kleinschrodt, si ces conditions sont remplies,« les entreprises peuvent tirer un avantage substantiel de la numérisation de leurs processus. Les entreprises de taille moyenne, en particulier, peuvent ainsi fonctionner de manière efficace et flexible et conserver leur compétitivité à long terme. »

L' experte en numérisation attend beaucoup de la prochaine METAV 2018 à Düsseldorf : « En ce qui concerne l'échange de données et la fabrication virtuelle en particulier, je m'intéresse avant tout aux développements en cours dans le domaine des usines intelligentes et à la mise en œuvre commercialement viable des théories développées dans les instituts de recherche concernés. »

Grand potentiel d'optimisation

« Quand vous entendez le mot à la mode d'Industrie 4.0, ce qui vous vient le plus souvent à l'esprit, ce sont les usines numériques, l'internet des objets, le stockage de données dans le nuage, ou peut-être aussi la fabrication assistée par robot. Dans ce contexte, les outils de coupe sont pratiquement ignorés », explique Thomas Funk, collaborateur du bureau technique d'Emuge-Werk Richard Glimpel GmbH & Co KG, Lauf an der Pegnitz. Pour l'usine numérique, le jumeau numérique de l'outil de coupe a été créé. Ce jumeau, dit Thomas Funk, « contient toutes les informations nécessaires à l'imagerie virtuelle de tous les postes traversés par l'outil en usine ».

Pour gérer les volumes de données résultants, des systèmes de gestion d'outils efficaces sont essentiels. Dans le cadre de la numérisation, l'analyse des processus permettra d'identifier les coûts cachés dans un nombre croissant d'entreprises de taille moyenne. Les systèmes de gestion des outils seront plus largement utilisés et, à l'aide des jumeaux numériques de ces outils, ils accroîtront encore l'efficacité des opérations de production et optimiseront les processus de travail.

« Je m'attends à ce que la tendance des dernières années se poursuive et à ce que l'importance des données numériques sur les outils augmente encore », commente Thomas Funk. « La demande de données ne cesse d'augmenter et c'est pourquoi nous présenterons à la METAV 2018 de Düsseldorf notre nouvelle application web, par exemple, sur laquelle le jumeau numérique a été stocké pour de nombreux articles de notre catalogue pour nos clients et peut être téléchargé gratuitement. »

Les outils de coupe font partie de la chaîne de processus

Markus Kannwischer, Ingénieur en chef et membre du conseil d'administration de Paul Horn GmbH à Tübingen, explique : « L'outil de coupe fait partie d'une chaîne de processus et, contrairement à presque tous les autres équipements de production, il est soumis à l'usure. Les informations sur l'outil doivent être disponibles sous forme numérique afin de permettre son utilisation dans la chaîne de processus. Ceci s'applique d'une part à toutes les informations sur les dimensions géométriques, et d'autre part aux autres informations sur la mise en œuvre de l'outil. »

Les informations relatives à l'usure et à la mise en œuvre de l'outil sont importantes pour le contrôle du processus concerné. Il peut d'abord être généré à partir de l'outil lui-même (outils connectés). Ici, l'outil lui-même envoie des informations sur les pressions, les températures et les vibrations, par exemple. Ces informations permettent de tirer des conclusions sur l'état de l'outil et les forces appliquées sur les arrêtes de coupe, ainsi que sur la stabilité du processus. Les paramètres d'usinage peuvent alors être modifiés automatiquement à l'aide du système de commande, par analogie au fonctionnement autonome, où la vitesse est adaptée aux conditions limites concernées. Deuxièmement, des informations peuvent être obtenues à la broche, à la machine ou par des appareils de mesure séparés, ce qui permet également de tirer des conclusions sur l'usure de l'outil.

Une série de projets de recherche s'interrogent actuellement sur la manière dont le procédé de coupe des métaux peut être contrôlé « plus intelligemment », c'est-à-dire de manière plus fiable : « les durées de vie utiles seront-elles pleinement utilisées ? Faut-il surveiller le processus de coupe des métaux pour chaque outil ? Nous attendons de la METAV 2018 à Düsseldorf de nouvelles découvertes qui illustrent l'état actuel de ces projets », déclare Markus Kannwischer.

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