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Une petite révolution dans la production de composants horlogers Willemin-Macodel révolutionne la machine-outil

Rédacteur: Gilles Bordet

>> Dans l’usinage par enlèvement de copeaux il est très rare qu’une nouvelle machine remette en cause les technologies bien établies, habituellement les nouveautés sont des évolutions plus ou moins importantes d’éléments connus. Avec la machine 701S présentée en grande première à l’EMO, Willemin-Macodel bouscule les codes et crée l'événement avec un saut technologique qui pourrait bien révolutionner le monde de la microtechnique.

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Dotée d’une surface au sol de 1 m2 la nouvelle 701S impressionne par sa compacité et son efficacité.
Dotée d’une surface au sol de 1 m2 la nouvelle 701S impressionne par sa compacité et son efficacité.
(Image: Willemin-Macodel)

Pour se faire une idée rapide de ce nouveau concept, imaginons un robot Delta inversé supportant la pièce à usiner sur la nacelle reliée à trois bras. La broche d’usinage est fixée sur un portique fixe surplombant la table 3 axes. Grand avantage, les masses embarquées sont très faibles tout en conservant une très grande rigidité.

Architecture Delta

L’idée de réaliser une machine d’usinage dotée d’une architecture parallèle par opposition à une cinématique sérielle classique n’est pas nouvelle, mais elle n’a jamais atteint un tel degré d'aboutissement jusqu’ici. Après plusieurs années de développement sur la base d'un concept de l’EPFL, Willemin-Macodel a mis au point une machine Delta de micro-usinage à la précision sub-micronique des plus novatrices, entièrement conçue et produite en Suisse.

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Nouvelle stratégie d’usinage

Dédiée à l’usinage de petites pièces (Ø 50 x 30 mm), toute la stratégie d’usinage a été développée autour de l' interpolation. De cette manière, les usinages peuvent bénéficier de la très grande dynamique de la nacelle tout en diminuant le nombre d’outils nécessaires. Les ingénieurs ont intégré une nouvelle commande numérique sur base PC capable de réaliser des boucles de régulation beaucoup plus rapidement que des commandes classiques ainsi que des règles de mesure à très haute résolution (moins de 10 nanomètres). La combinaison de la haute résolution des règles de mesure et du calcul ultra-rapide de la boucle de régulation permet de garantir des suivis de contours inférieurs au micron. L'erreur de trajectoire est réduite d’un facteur de 10 par rapport aux machines classiques du marché.

Broche à 80'000 t/min, serrage direct et mesure optique

Un arbre de broche sans pièces mécaniques flottantes avec de très bonnes qualités d'équilibrage conduit à une qualité de rotation extrême. La suppression du porte-outil et la fixation directe de l'outil dans l'arbre de broche conserve cette précision de rotation jusqu'à la pointe de l'outil et apporte une plus grande précision d'usinage et de meilleures qualités d'états de surface. Le serrage des outils dans la broche se fait par un système de frettage à froid sans porte-outil, l’équilibrage, la stabilité et le faux-rond sont grandement améliorés, la qualité d’usinage et la durée de vie des outils en sont augmentées d’autant. A chaque changement d’outil, un système de mesure par vision contrôle la position et la géométrie des outils en rotation et applique les correcteurs nécessaires pour tenir compte des cotes réelles. Ce système corrige directement le faux-rond résiduel des outils. Il est également utilisé pour détecter et compenser les problèmes d’usure ou dégradation des arrêtes de coupes. Comme chaque élément de la machine, le logiciel du système a été développé spécifiquement par Willemin-Macodel afin qu'il soit parfaitement adapté à la machine 701S et sa nouvelle technologie.

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