Techniques de production Un partenariat gagnant pour le contrôle vibratoire des broches d'usinage

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Dans un contexte industriel de plus en plus concurrentiel, les entreprises sont constamment en recherche de moyens de production plus efficients, flexibles et autonomes. L'usinage n'échappe pas à cette réalité ; les machines-outils doivent garantir à la fois une qualité de fabrication toujours plus pointue, une productivité accrue, mais aussi une disponibilité élevée.

Ces exigences sont le quotidien de Starrag Vuadens, site de production des machines Bumotec et SIP. Le célèbre constructeur de machines propose depuis plus de 50 ans des machines de pointe à destination des domaines de l'horlogerie, de la joaillerie ou du médical, pour l'usinage à haute cadence de pièces de (très) petites dimensions et à haute valeur ajoutée.

Pour ce type d'applications, la dynamique des axes est élevée et nécessite des technologies performantes et robustes. C'est notamment le cas de la broche dont les vitesses peuvent dépasser 30 000 ou 40 000 tr/min. Garant de la qualité de rotation de l'outil coupant, il s'agit d'un composant stratégique de la machine qui nécessite une surveillance spécifique.

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Réputée pour la haute qualité de ses machines, Starrag Vuadens a également pour objectif de proposer les meilleurs services à ses clients. Toujours en quête d'amélioration de ses performances, le constructeur a souhaité monter en compétence sur l'analyse vibratoire des broches, dans une démarche globale de qualité de son offre.

Partenariat entre Starrag Vuadens et Mitis

Cette démarche a pris un nouveau tournant avec la rencontre de la société Mitis. Entreprise de technologies innovantes pour l'usinage, Mitis est connue pour son procédé de perçage assisté par vibration, industriellement et mondialement déployée sur le segment aéronautique. Mais en parallèle, l'entreprise a développé une expertise unique dans la mesure pour l'usinage et l'analyse vibratoire des machines, une compétence qu'elle déploie sous la forme d'applications logicielles, de bancs de tests et de prestations.

Il y a cinq ans, Starrag Vuadens et Mitis ont été amenées à travailler ensemble sur un premier sujet d'analyse vibratoire de broche. Dès le début, les deux sociétés se sont retrouvées sur des valeurs communes d'exigence et de satisfaction du client final. Cette première étape de collaboration a aussi permis à Starrag de mieux appréhender les tenants et aboutissants de la mesure des vibrations d'une broche.

En effet, si le contrôle vibratoire des machines tournantes est une technique déjà bien éprouvée dans l'industrie, son application aux broches d'usinage requiert des précautions particulières en raison du contexte complexe de leur utilisation. À la différence d'autres systèmes rotatifs plus simples, elles sont conçues pour endurer des conditions de fonctionnement très variables : vitesses de rotation, efforts de coupe (charge sur les roulements), temps de cycle. Par ailleurs, la qualité d'usinage attendue quels que soient les outils coupants implique de pouvoir évaluer le fonctionnement des broches sur toute leur plage de vitesse de rotation.

Travaillant sur ce sujet depuis près de 15 ans, Mitis avait constaté sur le terrain que divers outils ou méthodes étaient utilisés pour qualifier les broches, ce qui donnait lieu souvent à des incompréhensions entre les différents acteurs (constructeurs de broches, de machines-outils et utilisateurs en atelier de production d'usinage). Sur un sujet sensible comme celui-ci, le besoin de communiquer avec un même « langage » est primordial.

IRIS, une solution dédiée au contrôle vibratoire des broches

C'est ainsi que, grâce au support d'une première manufacture, Mitis a développé l'outil « IRIS », solution unique sur le marché dédiée au contrôle vibratoire des broches et électrobroches. Grâce à une méthodologie appropriée et des critères simples à analyser, ce système portatif permet un diagnostic rapide et pertinent de l'état de santé de la broche, sur toute configuration de machines et bancs de test. Si le cas le demande, IRIS met à disposition une palette d'outils « experts » d'analyse avancée et, si nécessaire, un support dédié.

Starrag Vuadens a donc choisi de s'équiper d'un premier système IRIS pour que son service Qualité soit en mesure de garantir le bon fonctionnement des broches montées dans ses machines. En appui de cet investissement, une formation dédiée a été dispensée par Mitis, pour faire monter en compétence les utilisateurs de ce nouvel outil de contrôle.

Cette étape fut le début d'un partenariat fructueux entre les deux entreprises. Grâce à des échanges réguliers, c'est une véritable relation gagnant-gagnant qui s'est mise en place : Starrag a continué à progresser dans ce qui est désormais un vrai savoir-faire propre en analyse vibratoire, et Mitis a pu enrichir son produit de nouvelles fonctionnalités grâce aux retours d'expérience du constructeur.

Depuis la première version utilisée à Vuadens, IRIS est progressivement amélioré. Grâce à une base de données centralisée et sécurisée, il autorise aujourd'hui la supervision de l'ensemble d'un parc de broches, en suivant l'évolution de l'état de chacune depuis son contrôle après assemblage ou réparation jusqu'à son utilisation en production et son démontage de la machine.

Pour les équipes Qualité du constructeur, cet outil permet ainsi une traçabilité 100 % des broches au montage, gage de qualité supplémentaire vis-à-vis du client. Quant aux techniciens du département SAV, eux aussi équipés de l'outil, ils peuvent contrôler efficacement l'état des broches des machines en cours d'utilisation et ainsi détecter, si tel était le cas, une amorce d'usure des roulements ou un problème d'équilibrage dynamique.

Le système IRIS est utilisé aujourd'hui par plusieurs manufactures ou ateliers d'usinage, ainsi que par des constructeurs et réparateurs de broches. Il autorise ainsi le partage d'informations standardisées entre les différents acteurs concernés, la traçabilité d'une broche étant assurée quelle que soit l'étape de son cycle de vie. Dans le contexte d'une utilisation sur des machines en production, IRIS permet une véritable maintenance proactive, grâce au suivi de l'évolution progressive de l'équilibrage dynamique et de l'usure des paliers. MSM

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