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Zoom sur les dernières nouveautés disponibles chez Haas Automation Une vaste gamme de machines au meilleur prix

| Auteur / Rédacteur: Auteur : Gilles Bordet, rédacteur MSM / Gilles Bordet

Le fabricant américain Haas dispose actuellement d’une offre de machines-outils très bien fournie. Nous vous proposons un petit tour d’horizon des dernières nouveautés en matière de fraisage ajoutées au catalogue du fabricant.

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Le nouveau UMC-1500SS-DUO 5 axes dispose de deux espaces de travail pour une polyvalence maximale.
Le nouveau UMC-1500SS-DUO 5 axes dispose de deux espaces de travail pour une polyvalence maximale.
(Source : Haas Automation)

Pour tous ceux qui ne sont pas familiarisés avec les productions de ce fabricant d'outre-atlantique, Haas Automation propose une offre très complète de machines-outils dédiées au fraisage et au tournage, de la micro mécanique à la mécanique lourde. La particularité qui démarque les productions Haas de ses concurrents sont leur prix toujours économique et de nombreuses solutions propriétaires que l'on ne retrouvent nulle part ailleurs.

La série UMC, du 5 axes véritable

La gamme UMC comprend 3 modèle de centres d’usinage verticaux 5 axes disposant d’une architecture typique des machines-outils 5 axes, soit 3 axes linéaires et 2 axes rotatifs intégrés dans un berceau oscillant. Le premier modèle de la gamme proposé par Haas était l’UMC-750 avec 726 mm de course en X et 508 mm en Y et Z, l’axe oscillant soit l’axe B dispose d’un débattement compris entre +110 ° et -35 ° alors que l’axe C, la table rotative tourne sur 360 ° à une vitesse maximale de 50 ° par seconde et supporte une pièce jusqu’à 300 kg. Dans sa version standard les avances de travail sur les axes linéaires plafonnent à 16,5 m/min et les avances rapides à 30,5 m/min. Dans sa version SS les avances linéaires restent identiques mais celles des axes rotatifs atteignent 150° par seconde.

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Les broches disponibles vont de 8'100 tr/min à 15'000 tr/min pour une puissance de 22,4 kW avec des cônes de liaison SK ou BT40. Le magasin d’outils comporte 40+1 positions et les options disponibles concernent principalement la gestion des copeaux et du liquide de coupe ainsi qu’un plateau de table vierge sans rainures en T mais avec alésage central pour le montage de dispositifs de serrages personnalisés.

La gamme UMC comprend actuellement trois modèles, le petit UMC-500 (610 x 406 x 406 mm), l’UMC-750 et le grand UMC-1000 (1016 x 635 x 635 mm). Les plus récents, soit les modèles UMC-500 et 1000, proposent une ergonomie et un design légèrement différents de leur ainée avec une position de la commande en face avant ce qui a permis d’agrandir la fenêtre latérale et de la rendre coulissante. Cette configuration permet un très bon accès à la table tournante et ouvre les portes de l’automatisation avec un système de palettisation ou d'autres périphériques à la machine. Sur la face avant de ces deux modèles on retrouve la zone de montage et démontage des outils chère au fabricant Haas et qu’on retrouve sur quasiment tous les modèles. Elle est constituée d’un bloc de serrage pour tasseaux fixé sur une solide tablette métallique inoxydable pour un montage ou un démontage rapide de ses outils. Elle est complétée par une tablette supérieure pouvant stocker 18 porte-outils, d’une arrivée d’air comprimé avec soufflette intégrée et d’une tablette inférieure pour le stockage de divers matériels, une ergonomie fort pratique et bienvenue.

L’UMC-1000/1000SS peut être équipé du magasin de palettes (charge max. de 90,7 kg) à 8 stations UMC très simple d’utilisation et facile à programmer directement dans la commande Haas. Il subsiste encore plusieurs différences entre les cadettes et leur ainée comme par exemple des avances rapides qui plafonnent à 22,9 m/min pour les versions standards contre 30,5 m/min pour les SS, par contre les avances de travail maximales ne changent pas pour atteindre 16,5 m/min. Les magasins d’outils carrousels sont disponibles avec des capacités de 30, 40 et 50 outils et le changeur d’outil est plutôt véloce avec un temps de changement d’outil à outil inférieur à 3 secondes.

Ces centres d’usinage 5 axes ont beaucoup de qualités malgré un prix accessible. L’UMC-500 est déjà disponible pour moins de 100'000.- CHF et l’UMC-1000SS est vendu à un peu plus de 180'000.- CHF et plus ou moins au milieu on retrouve l’UMC-750. Pour ce prix le client dispose d’un centre d’usinage de dernière génération équipé d’une commande, certes propriétaire, mais ô combien fonctionnelle et simple d’utilisation qui intègre toutes les fonctionnalités essentielles à l’usinage 5 axes comme la fonction DWO/TCPC. Cette dernière permet de très simplement gérer le décalage d’origine dynamique et le contrôle du point central des outils dans l’espace. Les versions SS offre une excellente dynamique, des avances plus qu’honorables et suffisamment de vitesse à la broche pour envisager sereinement toutes les stratégies d’usinage haute-vitesse couramment utilisées.

Et pour terminer leur construction compacte réduit leur empreinte au sol, la possibilité de monter un étau sur le côté du berceau oscillant augmente encore leur polyvalence et leur excellente ergonomie en fait des machines avec lesquelles il est très agréable de travailler.

Un petit nouveau dans la famille UMC

Parmi les dernières nouveautés du fabricant il y a le nouveau centre d’usinage 5 axes UMC-1500-DUO et sa version SS. Ce centre d’usinage croisement entre un VF et un UMC, propose une configuration double très intéressante qui associe une table classique et un berceau oscillant sur 2 postes de travail différents intégrés à la même machine. A gauche on retrouve le classique centre d’usinage 3 axes équipé d’une table fixe et sur la droite le berceau basculant qui accueille la table tournante pour les usinages sur 5 axes. Cela permet par exemple un fraisage en 5 axes pour les opérations d’usinage principales et un poste fixe pour le fraisage de la semelle et la finition de la 6e face. Cette table peut aussi servir aux opérations de fraisage lourdes en accueillant 2 étaux de 150 mm avec une excellente stabilité. Ou encore au serrage de pièces longues, en effet comme la table fixe et la table tournante sont à la même hauteur, il est possible de fixer une longue pièce sur les deux, et ainsi utiliser la course complète de l'axe X de la machine. On peut même aussi imaginer une configuration où la table tournante est utilisée comme un diviseur pour l’usinage en 4 axes de pièces longues avec une contre-pointe montée sur la table fixe.

L'UMC-1500-DUO offre 1524 mm de course en X et 508 mm pour Y et Z, une porte de chargement latérale et les mêmes caractéristiques de vitesse et de dynamique propre à l’ensemble de la famille des UMC.

Comme tous les modèles de la gamme UMC, ce centre d’usinage dispose sur ses axes rotatifs d’un système d'entraînement rotatif cycloïdal qui offre une grande combinaison de vitesse, de précision et de durabilité sur les axes B et C. Sa conception robuste assure une longue durée de vie, avec peu ou pas d'entretien, et est particulièrement durable en cas d'accident. L'entraînement rotatif cycloïdal peut être ramené en arrière pour absorber l'énergie d'un impact. La capacité de charge en cas de choc est cinq fois supérieure au couple nominal de la boîte de vitesses. Et s’il devait y avoir de la casse il suffit simplement de remplacer la boîte de vitesses, qui a été conçue comme une pièce de rechange à part entière.

Cette architecture double offre de nombreux avantages à commencer par une polyvalence accrue qui permettra même dans certain cas de se passer d’un centre d’usinage 3 axes classique ce qui est toujours intéressant en termes de coût et de place. Cette polyvalence saura séduire les sous-traitants qui cherchent une machine complète ou mêmes les fabricants qui manquent de place et qui pourront ainsi terminer leurs pièces usinées en 5 axes sur la même machine.

Un centre d'usinage horizontal de grande capacité

L'UMC-1600-H est un nouveau centre d'usinage horizontal à 5 axes inspiré du désormais très populaire EC-1600ZT HMC disposant d'importantes capacités de travail. Il est équipé d'une broche à cônes SK/BT 50 couplée à une boîte de vitesse à deux rapports (7'500 tr/min) et associé à un changeur d'outils à 30 positions. Les courses des 3 axes linéaires sont de 1626 mm en X, 1270 mm en Y et de 1016 mm en Z pour des avances de travail de 12,7 m/min et des avances rapides de 15,2 m/min. La principale fonction qui crée une distinction entre l’UMC-1600H et l’EC-1600ZT est l’ajout de la table rotative HRT630 en tant que 5e axe. Cette table rotative extra-large de la série HRT est idéale pour soutenir des pièces à usiner ou fixations de grande taille pour un usinage à 5 axes. Cette table robuste de haute capacité est montée verticalement à l’aide d’une pièce coulée unique conçue pour être utilisée avec ce modèle. Elle est également dotée d’un alésage de bout en bout de grande taille (257 mm) permettant de positionner des barres et de répondre aux exigences spécifiques en matière de positionnement des outillages de fixation. Elle supporte une charge de 680 kg et jusqu'à 1361 kg avec un support optionnel pour des pièces d'un diamètre maximal de 1219 mm. La vitesse de rotation atteint 50°/s et affiche un couple de serrage colossale de 5423 Nm. Le plateau peut-être équipé en standard de rainures en T ou en option de perçages/taraudages et même d'une liaison A1-20 pour le montage de mandrins a serrage manuel ou pneumatique. Le support optionnel pour pièces longues peut accueillir une contre-pointe, un contre-palier, une lunette fixe ou encore un support fabriqué par l'utilisateur. Comme les autres modèles de la gamme UMC, ce centre d'usinage dispose sur le côté du bâti qui supporte l'axe C une place dédiée au montage d'un étau pour l’usinage de pièces plus modestes. Avec son magasin acceptant des outils jusqu'à 254 mm de diamètre et 508 mm de long pour un poids maximal de 13,6 kg ce centre d'usinage est taillé pour l'industrie lourde et les pièces de grandes dimensions.

Une toute nouvelle gamme de machines 5 axes, la série VR

Les centres d’usinage verticaux de la série VR sont particulièrement adaptés aux pièces à 5 axes trop grandes pour pivoter sur des tables rotatives et des diviseurs de type berceau standards.

La série de machines VR associe une version mise à niveau de la broche à cardan intégrée dans la fraiseuse à portique GM-2-5AX aux caractéristiques des CUV de la série VF très populaires. Il s’agit d’un outil d’usinage bien différent des versions précédentes des machines de la série VR. La principale différence technique est la configuration de l’axe de rotation. Les versions précédentes des machines de la série VR dont la production a été arrêtée étaient équipées d’un axe A monté sur un axe B pour supporter la broche, tandis que la nouvelle version comporte un axe B monté sur un axe C.

Toutes les machines de la série VR ont une grande table à rainures en T pour recevoir facilement des pièces à usiner et des outillages de grandes tailles ainsi qu’une tête de broche de type cardan à deux axes pour un accès à presque tous les angles de la pièce pour le fraisage de formes complexes.

La gamme VR comprend 3 modèles, les VR-8, VR-9 et VR-11 avec des courses en Y (1016 mm) et Z (965 mm) identiques pour tous les modèles et en X de 1626 mm (VR-8), 2134 mm (VR-9) et 3048 mm (VR-11). Les avances des axes linéaires en travail atteignent 12,7 m/min et 15,2 m/min en rapide. Ces centres sont équipés d’une broche avec un moteur intégré à cône HSK-A63 qui grimpe à 20'000 tr/min. Cette broche mise à niveau offre une puissance accrue de 50 % (15 kW) et un couple augmenté de 40 % (21 Nm) par rapport à la broche HSK-F63 présente dans le GM-2-5AX. Plus de puissance signifie qu’un usinage plus agressif des matériaux est possible.

Cette tête propose des déplacements rapides et dynamiques avec pour l'axe B une course comprise entre +/- 120° avec une vitesse maximale de 112°/s et un couple de 400 Nm. L'axe C dispose d' une rotation plus rapide de 208°/s pour une course de +/- 245° avec un couple de 359 Nm.

Sur la plupart des autres fraiseuses Haas à 5 axes, l’axe de la broche est parallèle à l’axe Z de sorte que, quelle que soit l’orientation d’une pièce à usiner montée sur une table rotative, le plan de travail reste perpendiculaire à l’axe Z. Ce n'est plus le cas ici, c'est pourquoi le fabricant a développé une nouvelle fonction de la commande, le code G268. Il permet de simplifier la programmation des trajectoires d’outils planes, sur les plans de travail inclinés, y compris les cycles fixes, l’interpolation circulaire et la compensation des outils. L'axe de l’outil sera perpendiculaire à l'angle du plan de travail incliné.

Cette nouvelle fonction est associée au code G253 pour l’orientation de la broche qui simplifie la programmation des plans de travail inclinés lorsque plusieurs outils sont utilisés dans le même plan incliné. Une fois l’outil changé et repositionné à un endroit sûr, il suffit d'utiliser la commande G253 pour ramener l’axe de l’outil dans le plan de travail incliné. Il n’est pas nécessaire d’annuler le plan de travail incliné et de le définir à nouveau pour l’outil suivant.

Une fonction de marche manuelle est aussi disponible pour se déplacer le long du vecteur de l’axe d’outil après une interruption. La fonction vecteur de marche manuelle facilite la récupération après une panne de courant lors du perçage d’un trou en biais par exemple. Une fois le courant rétabli, la commande sait que les axes de rotation n’étaient pas à zéro et active donc le mode « Recovery ». Le vecteur de marche manuelle est utilisé pour retirer l’outil coupant de la pièce à usiner avant d’exécuter la fonction démarrage/redémarrage pour positionner les axes de la machine. Cela fonctionne même dans le cas où la machine effectuait un cycle de taraudage lors de l'interruption. La conception des machines à tête à cardan les rend très utiles pour de nombreuses applications, mais aussi plus vulnérables aux collisions. Le fait que les axes de rotation puissent orienter les outils coupants selon pratiquement n’importe quel angle signifie que les limites de course de sécurité de cette machine sont dynamiques et changent avec la position des axes. Plusieurs axes sont impliqués et limités par la définition de ces limites.

Les machines de la série VR sont constituées d’éléments permanents qui peuvent potentiellement être impliqués dans une collision, tels que la table, la colonne de machine, la tête de broche ou le changeur d’outils. Elle comporte également des éléments non permanents à prendre en compte, tels que la longueur de l’outil et les dimensions des pièces sur la table.L’objectif est d’éliminer le risque de collision entre les éléments permanents de la machine.

Le logiciel de la série VR définit ces zones de collision potentielles et enregistre leurs positions en fonction des données recueillies pendant les cycles d’étalonnage des palpeurs et d’étalonnage de la zone sécurisée.

Une fois ces zones définies, la commande empêche le mouvement dans les zones restreintes en fonction des commandes de position actuelles et futures de tous les axes.

Ces centres d’usinage très polyvalents sont tout particulièrement adaptés aux secteurs de l'aéronautique et de l’aérospatiale ainsi que de l'automobile. La puissance de la broche et les couples disponibles aux axes B et C permettent l’usinage des matériaux non-ferreux et composites mais également des aciers grâce aux nouvelles stratégies d'usinage disponibles qui nécessitent moins de puissance.

Automatisation du chargement et du déchargement des pièces

Parmi les dernières nouveautés disponibles le système de chargement/déchargement de pièces APL dédié aux petits centres d'usinage de la série VF (VF-1,VF-2, VM-2 ) ainsi qu'aux tours (ST-10 à ST-25). L’APL est conçu pour charger à la fois des blocs de matière et des barres. Les pièces sont gérées sur la table APL à l’aide d’un des gabarits inclus : 3 pour les blocs (lopins) et 2 pour les barres. Les gabarits des blocs peuvent recevoir des pièces de 25 à 147 mm de diamètre et peuvent charger différentes formes de pièces, rondes, hexagonales ou carrées. Pour les centres de fraisage, la gestion des pièces sur la table APL se fait par la création d’un gabarit de quadrillage de lignes et colonnes uniformément espacées. Les pinces APL peuvent manipuler des pièces carrées dès 25 mm de côté jusqu’à 152 mm et également des pièces rondes ou hexagonales.

L’APL s’exécute en arrière-plan pendant les opérations normales d’usinage, renvoyant les pièces sur la table de stockage et récupérant de nouvelles pièces brutes en cours d'usinage. Le résultat est un usinage sans surveillance en quasi-continu, les doubles pinces permettent de gagner du temps. Elles saisissent une pièce dans l’étau à l’intérieur de la machine et la remplacent par un nouveau morceau de matière brute, sans avoir à retourner à la table de stockage.

Les pinces peuvent être réglées ou modifiées pour s’ajuster au mieux à toutes les pièces.

L’interface facile d’utilisation intégrée dans la commande Haas guide l'utilisateur via un processus de configuration simple, étape-par-étape, qui « enseigne » au bras APL ses positions et offre un fonctionnement entièrement automatisé en quelques minutes, pour le chargement et le déchargement de pièces permettant un usinage automatique en continu. MSM

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