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Un cœur qui bat pour 5 axes Nouveau cœur à 2 canaux

Rédacteur: Gilles Bordet

>> NUM présente pour la première fois au salon IMTS à Chicago son nouveau cœur CNC à deux canaux. Conçu pour les constructeurs de machines-outils de quatre ou cinq axes, le système CNC Flexium+ 8 constitue une solution de contrôle remarquablement efficace qui, dans bien des cas, évite le recours à une seconde CNC. NUM lance également une nouvelle version de son logiciel de simulation 3D qui inclut désormais la prise en charge les applications avancées d'usinage 5 axes.

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La dernière version du logiciel de simulation 3D Flexium+ de NUM inclut des algorithmes pour permettre à la fonction RTCP de prendre en charge les applications d'usinage 5 axes.
La dernière version du logiciel de simulation 3D Flexium+ de NUM inclut des algorithmes pour permettre à la fonction RTCP de prendre en charge les applications d'usinage 5 axes.
(Image: NUM)

Le cœur CNC Flexium+ 8 comporte deux canaux et gère jusqu'à cinq axes, dont quatre peuvent être interpolés. À tout moment, chaque canal peut contrôler indifféremment une broche et quatre axes ou l'ensemble des cinq axes. Cette flexibilité permet aux concepteurs de réduire le coût des machines soumises à des exigences complexes de synchronisation. Sur une rectifieuse, un canal peut contrôler par exemple deux axes X/Z et une broche pour effectuer les fonctions de rectification, tandis que l'autre canal contrôle les deux axes de diamantage U/W fixés à l'arrière. Chaque canal peut exécuter son propre programme de manière asynchrone et fonctionner en mode autonome (comme s'il possédait son propre cœur CNC) ou bien les deux canaux peuvent être synchronisés. Le contrôle des axes ou de la broche peut passer instantanément d'un canal à l'autre, ce qui permet d'optimiser l'utilisation des ressources matérielles disponibles.

Un contrôle très précis des axes rotatifs

Comme sur tous les systèmes CNC de NUM, le logiciel du Flexium+ 8 comprend les fonctions RTCP (Rotation around Tool Centre Point) et plan incliné. Introduite par NUM, la fonction RTCP offre d'immenses avantages pour l'usinage de précision en 5 axes. Grâce à un contrôle très précis des axes rotatifs de la machine, tels que la tête d'outil à double rotation ou l'ensemble table-berceau supportant la pièce, cette fonction garantit que l'outil reste en contact avec la pièce selon un angle optimal durant tout le processus. La fonction RTCP s'avère encore plus utile si la pièce n'est pas plane ; elle calcule automatiquement tous les décalages dus à différents facteurs, tels que la longueur de l'outil et les caractéristiques mécaniques de la tête d'outil, nécessaires pour assurer un contact précis de l'outil.

Et comme son nom le laisse supposer, le point de référence pour tous les calculs RTCP est le centre de l'outil, et non la position de la tête, ce qui nécessiterait de piloter mécaniquement le point de contact. La différence entre les deux méthodes a une conséquence importante sur l'usinage. Par exemple, si la distance entre l'extrémité de l'outil et le centre de la tête rotative est de 600 mm, une erreur de positionnement de la tête d'un centième de degré seulement provoque un décalage de l'extrémité de 0,1 mm ; sans la fonction RTCP, cette erreur peut entraîner la détérioration de l'outil ou de la pièce. Un autre avantage majeur de la fonction RTCP tient au fait que les coordonnées programmées sont celles du contour de la pièce, et non de la machine, de sorte que les programmes sont indépendants de la machine et que les décalages des outils peuvent être appliqués sans modification des programmes. La fonction RTCP est mise en œuvre dans le post-processeur CNC Flexium+, ce qui facilite la portabilité des programmes pièce.

Dernièrement, NUM a intégré les algorithmes complexes de transformation des coordonnées de la fonction RTCP à son logiciel de simulation 3D Flexium+. À présent, les utilisateurs peuvent analyser et optimiser les performances des programmes pièce pour des machines 4 et 5 axes, facilement et avec précision, en appliquant des techniques de visualisation 3D. Le logiciel inclut la surveillance et la détection des collisions pour protéger les outils, les machines et les pièces de tout dommage.

Simulation en temps réel

Pour un maximum de flexibilité, NUM propose deux versions du logiciel de simulation 3D Flexium+. Une version est conçue pour une utilisation autonome sans système CNC, comme outil de planification de la production pour vérifier les programmes pièce. L'autre est entièrement intégrée à l'interface homme-machine Flexium+ et reliée au système CNC de la machine. Contrairement à de nombreux systèmes de visualisation CAO/FAO concurrents, celui-ci utilise le code CN traité par l'interpolateur CNC pour générer une représentation en temps réel du fonctionnement de la machine. Les programmes pièce peuvent faire l'objet d'une simulation pendant que les autres programmes s'exécutent sur la machine et le même programme pièce peut être simultanément exécuté et simulé. Le simulateur visualise les outils, les propriétés cinématiques de la machine et la pièce brute sous forme de volumes 3D et il affiche le centre outil (TCP : Tool Centre Point) et l'enlèvement de matière à mesure que l'outil suit la trajectoire d'usinage définie par le programme.

Le cœur CNC Flexium+ 8 est utilisable avec différents asservissements NUM. Son association avec les derniers variateurs numériques NUMDrive X permet d'atteindre des performances optimales. Ces équipements comptent parmi les plus compacts du marché et offrent de nombreuses options de configuration qui permettent aux concepteurs de réduire les coûts de construction des machines grâce à l'utilisation d'une technologie adaptée.

Vitesse et positionnement uniques

Les entraînements utilisent les techniques de contrôle élaborées (DSP : Digital Signal Processors) pour augmenter la vitesse du bus de commande entre le cœur CNC et l'entraînement ; ils bénéficient de larges bandes passantes de boucle et des algorithmes d'accélération spécifiques pour garantir une vitesse de fonctionnement et une précision du positionnement inégalées. Un processeur numérique intégré au cœur CNC et les fonctions de calcul avancées qui caractérisent le logiciel Flexium+ améliorent la résolution globale du système et contribuent à une très haute précision des interpolations entre les axes (précision interne du nanomètre).

Flexium+ 8 offre également une architecture de sécurité évolutive connue sous le nom de NUMSafe. Un API de sécurité intégré au système CNC surveille toutes les opérations critiques ; combinant des modules d'E/S sécurisés de NUM et des circuits de contrôle des mouvements dans les entraînements NUMDrive X, cette architecture permet aux concepteurs de machines de mettre en œuvre des fonctions de sécurité de haute fiabilité en utilisant un minimum de composants supplémentaires. L'architecture de sécurité est conforme aux normes EN ISO 13849-1 (sécurité des machines) jusqu'à PL e et EN 61800-5-2 (sécurité fonctionnelle des entraînements à vitesse variable) jusqu'à SIL

Trois cœurs pour plus de puissance

La plate-forme CNC Flexium+ de NUM comporte désormais trois cœurs CNC, tous présentés au salon IMTS, qui permettent aux concepteurs de machines de configurer des systèmes de contrôle optimisés tant en termes de coûts que de performances pour une large gamme de solutions d'automatisation. Cette gamme de produits comprend le Flexium+ 6, également présenté pour la première fois aux États-Unis, le Flexium+ 8 et le Flexium+ 68. Le Flexium+ 6 possède un seul canal CNC ; il peut contrôler quatre axes interpolés et une broche, et il est conçu pour des machines de petite et moyenne taille. Le Flexium+ 68 est destiné à des applications de contrôle de machines plus importantes et plus complexes. Fournissant jusqu'à huit canaux, chacun permettant de gérer jusqu'à neuf axes interpolés et 32 broches, il constitue une excellente base pour des applications multiaxes telles que les machines de transfert.

La plate-forme Flexium+ est complétée par un puissant logiciel de mise en service et de maintenance. Toutes les fonctions de la commande numérique, des entraînements, des E/S, de l'automatisation et de l'automate de sécurité sont programmées au moyen de cet atelier logiciel unique. Une interface homme-machine (IHM) entièrement personnalisable permet aux utilisateurs d'optimiser leurs machines grâce à une ergonomie améliorée et des commandes tactiles. Le logiciel de support d'application de NUM couvre un grand nombre de fonctions d'usinage comme la rectification, la rectification, le tournage, le fraisage, le taillage et la rectification d'engrenages, le formage, ainsi que le découpage par jet d'eau, laser ou plasma. Plusieurs de ces modules logiciels sont considérés par les fabricants de machines-outils (et par les utilisateurs) comme des références du secteur. <<

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