Fabrication : des solutions qui dopent la productivité

NX Immersive Designer permet aux concepteurs et aux ingénieurs d'interagir, de manipuler et de collaborer autour de modèles de produits 3D riches en graphiques de manière native. Source : Siemens Digital Industries Software — NX Immersive Designer permet aux concepteurs et aux ingénieurs d’interagir, de manipuler et de collaborer autour de modèles de produits 3D riches en graphiques de manière native. Source : Siemens Digital Industries Software

Produire toujours plus et moins cher reste un des objectifs prioritaires pour les entreprises microtechniques. Des impératifs auxquels s’ajoutent le respect strict de la qualité et du développement durable.

Trouver des moyens pour assurer l’amélioration permanente des opérations de fabrication est, à chaque édition du salon Micronora, un des soucis importants pour les visiteurs. Du bureau d’études à l’atelier en passant par les méthodes et la métrologie, ils trouvent toujours ici réponse à leurs questions dans une offre adaptée à la miniaturisation extrême de pièces. De nouvelles solutions, comme les jumeaux numériques et la réalité virtuelle, ainsi que l’Intelligence Artificielle (IA), arrivent à point nommé pour répondre aux défis des responsables d’usines. Les éditeurs d’outils de CFAO (conception et fabrication assistées par ordinateur) enrichissent ainsi leur panoplie avec ces moyens évolués. C’est le cas d’Open Mind qui a intégré dans son logiciel de CFAO hyperMILL un jumeau numérique. Baptisée hyperMILL Virtual Machining, sa solution permet la modélisation détaillée des centres d’usinage dotés d’une commande numérique Siemens. La filiale de ce dernier, Siemens Digital Industries Software propose également plusieurs nouveaux outils. Comme le système d’ingénierie immersive mis au point en collaboration avec Sony Corporation. Une solution qui réunit son logiciel d’ingénerie NX avec le casque d’affichage XR HMD (SRH-S1) de Sony pour permettre l’accès à un métavers industriel. Dotée de micro-écrans OLED haute définition, ce casque offre un rendu en temps réel et une interaction intuitive avec les objets 3D. « Les concepteurs et les ingénieurs peuvent améliorer, grâce à ce métavers industriel, la conception et la fabrication de leurs produits », précise Bob Haubrock, Vice-Président senior, Product Engineering Software chez Siemens Digital Industries Software. « Cette approche facilite également la co-création directement sur des données CAO 3D et dans un environnement géré et sécurisé. »

Des outils pour faciliter la numérisation

Sa plateforme Xcelerator, qui aide les entreprises à accomplir leur transformation numérique, intègre désormais des outils d’IA. Elle a été choisie par le constructeur aéronautique JetZero pour assurer le développement de ses avions à ailes mixtes et leur fabrication dans une usine numérisée de A à Z. La start-up américaine développe un avion à fuselage intégré ultra-performant, avec une consommation de carburant réduite de 50 % et capable de contenir de l’hydrogène. « Les jumeaux numériques et les métavers industriels nous aideront à concevoir, construire et exploiter le premier avion entièrement numérique au monde », confirme Tom O’Leary, Pdg de JetZero. Siemens s’intéresse également aux ateliers avec sa solution Industrial Copilot for Operations qui permet aux tâches d’IA d’être exécutées au plus près des machines. Cela facilite la prise de décision en temps réel aux opérateurs de machines et aux ingénieurs de maintenance, augmentant ainsi l’efficacité opérationnelle. L’écosystème Industrial Copilot évolue en permanence pour offrir des capacités d’IA sur toute la chaîne de valeur industrielle et dans des secteurs tels que la fabrication discrète et de processus, les infrastructures et la mobilité. L’Industrial Copilot sera intégré par les spécialistes de Siemens à son système Industrial Edge pour assurer le déploiement, l’exploitation et la gestion des modèles d’IA dans l’environnement de production.

Les CN adoptent les fonctions intelligentes

L’éditeur de CFAO Mastercam annonce, lui, un module conçu pour automatiser et améliorer le processus d’ébavurage dans les opérations d’usinage CNC. En s’intégrant aux configurations existantes, cette solution offre aux ateliers de mécanique une méthode simplifiée pour éliminer les bavures et traiter les bords, améliorant ainsi la qualité des pièces et la productivité. L’une des caractéristiques originales de Mastercam Deburr est sa capacité à détecter automatiquement les zones nécessitant un ébavurage. Ce qui réduit considérablement le travail manuel et le temps de programmation. Doté d’une interface conviviale, ce module permet aux utilisateurs plus ou moins aguerris, d’appliquer facilement les opérations d’ébavurage. Mastercam Deburr prend en charge une large gamme d’outils de fraisage et des stratégies d’usinage 3 et 5 axes. Cette flexibilité permet aux fabricants d’appliquer des chanfreins ou des congés cohérents sur des géométries complexes.

Mactech a mis au point, en collaboration avec DH-Robotics et Asyril, une plateforme robotisée de dévracage de très petites pièces. Source : Mactech

Les fournisseurs de commandes numériques sont eux aussi de la partie. La TNC7 conçue par Heidenhain par exemple, offre une assistance optimale à l’opérateur, que ce soit pour la programmation, le dégauchissage ou la mesure d’une pièce finie. Outre la programmation en langage conversationnel Klartext, qui a déjà fait ses preuves, cette commande propose des fonctions intelligentes intégrées dans la programmation graphique. Il suffit de dessiner la pièce directement sur l’écran tactile, et la TNC7 convertit et mémorise le dessin en Klartext. L’opérateur dispose de fonctions de palpage intelligentes, d’une fonction de mesure 6D à assistance graphique des moyens de serrage et des pièces, ainsi qu’une très grande variété de cycles. Une fonction de surveillance des processus détecte, avec fiabilité, d’éventuelles anomalies. On peut ainsi protéger le palier de la broche des risques de surcharge, détecter une accélération de l’usure de certains composants de la chaîne cinématique… Une nouvelle génération de commandes numériques intelligentes fait son apparition chez Fanuc également. La FS500i-A atteint, selon les ingénieurs du fabricant japonais, des performances jusqu’à 2,7 fois supérieures par rapport aux solutions précédentes, tout en économisant environ 10 % d’énergie. La programmation de la commande de l’automate programmable intégrée est désormais possible avec du texte structuré et compatible IEC (Commission électrotechnique internationale). Avec le CNC Design Studio, l’opérateur dispose d’un environnement de développement pour les applications d’ingénierie. Dans le logiciel de simulation CNC Guide 2, un jumeau numérique peut être créé via une commande virtuelle. Complétée par un modèle servo, ce dernier reproduit le comportement réel d’une machine. Les utilisateurs qui souhaitent créer une interface IHM spécifique disposent d’un module logiciel adapté, le « Picture 2 ».

La fabrication autonome, un objectif prioritaire

Les nouveaux moyens d’automatisation de la fabrication favorisent la production autonome et adaptative, ce qui dope également la productivité. Ainsi, Hexagon a repris Septentrio NV, fournisseur OEM de technologies de navigation par satellite (GNSS).

Objectif : accélérer, entre autres, l’adoption de systèmes robotiques autonomes. La combinaison de la plateforme GNSS de Septentrio avec le vaste portefeuille de positionnement d’Hexagon, comprenant la fusion de capteurs, l’antibrouillage, les services de correction et les technologies de perception, fournira aux utilisateurs des solutions adaptées à leurs besoins. Cette offre s’ajoute à la combinaison de suites logicielles et d’outils de contrôle ultraprécis qu’offre Hexagon et qui garantissent une continuité numérique sur toute la chaîne de valeur d’une entreprise. De la conception à la fabrication en passant par la mesure et le contrôle, ses solutions dotées de jumeaux numériques, de moyens robotiques et d’IA, permettent aux industriels de concrétiser leurs idées et d’améliorer leurs performances. Des solutions qui assurent une traçabilité complète, comme le laser tracker Leica Absolute Tracker ATS800, la solution de numérisation Digital Factory ou ProPlanAI, son nouvel outil de programmation de machines-outils. Le Leica Absolute Tracker ATS800 vise à réduire les délais d’inspection pour le contrôle qualité dans les opérations de fabrication à grande échelle. Combinant les technologies de mesure et de reconnaissance de la position, ce laser tracker longue portée améliore considérablement la productivité dans les opérations de fabrication et d’assemblage. ProPlanAI, outil de programmation automatisée pour la fabrication assistée par ordinateur (FAO) met en œuvre l’intelligence artificielle via les logiciels Azure OpenAI Service, Azure Cosmos DB et Azure Databricks de Microsoft. Conçue pour construire des jumeaux numériques d’usines très précis, la solution Digital Factory améliore les plans d’occupation des sols et facilite la modification des lignes de production au fur et à mesure de la demande. Elle favorise par ailleurs l’exploitation de futures installations plus « intelligentes » et plus durables, grâce à des interfaces ouvertes entre les jumeaux numériques des actifs.

La solution d’usinage robotisée Cello et Brother M300Xd1 allie flexibilité, précision, optimisation des coûts et respect de l’environnement. Source : Degomme-Boccard

Le dévracage robotisé est une autre voie royale vers l’autonomie des installations de production. Ainsi, Mactech a mis au point, en collaboration avec DH-Robotics et Asyril, une plateforme robotisée de dévracage de très petites pièces. Une trémie vibrante approvisionne ces pièces vers le bac avec rétro-éclairage qui assure leur positionnement. Les pièces sont localisées par une caméra et sont saisies par un préhenseur sensible. Les vibrations douces du système permettent de séparer et d’orienter les pièces en vrac pour un prélèvement par un robot Fanuc. L’installation utilise le système d’alimentation flexible Concept Merlin d’Asyril, une solution destinée aux pièces jusqu’à 300 mm, combinant vision 2D, IA et une caisse intelligente brevetée qui peut être soulevée. Les huit caméras 2D offrent une vue périphérique sur le contenu de la caisse permettant au Concept Merlin d’identifier avec précision les pièces à saisir, même pendant les mouvements du robot. Une interface facile à utiliser grâce à l’IA permet au système de détecter l’orientation en 6 dimensions d’une nouvelle pièce. Originale, la solution d’usinage robotisée Cello et Brother M300Xd1 proposée par Degomme-Boccard allie flexibilité, précision, optimisation des coûts et respect de l’environnement. Le système robotique Cello gère automatiquement les pièces, outils et opérations, garantissant un fonctionnement autonome et continu de la machine Brother. Son système multi-rôles s’adapte aux productions unitaires ou en série.

Des outils de coupe plus efficaces

Polyvalent, le centre d’usinage Brother M300Xd1 associe tournage, fraisage et usinage multifaces avec des capacités 5 axes simultanés. Il élimine les étapes intermédiaires dans la fabrication précise des formes complexes. Une broche rapide et puissante ainsi qu’une grande capacité d’outillage autorise l’usinage des matériaux différents. Avec son faible encombrement, son interface intuitive et sa consommation énergétique optimisée (récupération d’énergie, éclairage LED), cette solution réduit son impact environnemental tout en étant ergonomique. Une cellule de fabrication qui dope la productivité et s’adapte à des domaines industriels aussi différents que l’automobile, le médical, la mécanique de précision ainsi qu’à des productions unitaires ou en grande série.

Piloté par l'IA, le logiciel d'inspection visuelle Melsoft Vixio assure un contrôle qualité sans formation avancée, ni codage ou matériel complexe. Source : Mitsubishi Electric — Piloté par l’IA, le logiciel d’inspection visuelle Melsoft Vixio assure un contrôle qualité sans formation avancée, ni codage ou matériel complexe. Source : Mitsubishi Electric

Autre facteur de productivité dans la fabrication : le choix des outils de coupe qui conditionne la réussite des opérations d’usinage. Ainsi, l’un des plus grands défis de l’usinage de l’intérieur des petits diamètres est la maîtrise des copeaux. Horn maîtrise ce défi avec son outil d’alésage universel doté d’une géométrie de coupe frittée. Sa nouvelle plaquette Supermini de type 105 améliore sensiblement la sécurité du processus grâce à un bon contrôle des copeaux et assure une productivité augmentée. Polyvalente, elle peut être utilisée pour différents groupes de matériaux et convient aux opérations de tournage intérieur, de dressage de face, de copiage et de tournage arrière.

Les solutions intelligentes améliorent également la productivité des opérations de contrôle-mesure. La plateforme Renishaw Central du constructeur éponyme associe des données de procédé et de métrologie collectées dans l’atelier. Elle se connecte aux appareils de mesure tout au long du procédé de fabrication et fournit des informations précieuses que les fabricants peuvent utiliser pour analyser, identifier, prévoir et corriger les éventuelles erreurs avant qu’elles ne se produisent. Résultat : une usine ultra-efficace avec une optimisation des procédés, une minimisation des temps d’arrêt et des déchets. Donc une réduction des coûts.

Conçu par Mitsubishi Electric, le logiciel d’inspection visuelle Melsoft Vixio est piloté par l’IA et assure un contrôle qualité sans formation avancée, ni codage ou matériel complexe. Selon le fabricant, les utilisateurs peuvent apprendre à générer des modèles d’inspection en 10 secondes seulement. Cet outil fonctionne avec les systèmes existants et ne nécessite pas de nouveau matériel. Une solution qui répond donc à la pénurie de main-d’œuvre, élimine les incohérences dans la qualité des inspections et abaisse les taux de surdétection. Contrairement aux systèmes basés sur des règles, qui ne peuvent détecter que des défauts prédéfinis, l’inspection basée sur l’IA identifie un large éventail d’anomalies, notamment des rayures aléatoires et des variations de nuances de couleurs. Des développements à suivre…

Application mobile « données d’usinage »

Véritable prolongement numérique de sa « bible des usineurs », la plateforme mise au point par le Centre technique des industries mécaniques (Cetim) a été conçue pour une utilisation en temps réel, même hors connexion, sur ordinateur, mobile ou tablette. Plusieurs options de personnalisation, comme la création de favoris, facilitent son usage au quotidien. Référençant un très grand choix d’outils et de matériaux, l’application se présente sous la forme d’un dispositif d’aide intuitif. Elle rassemble les données de caractérisation issues de milliers d’opérations réalisées dans le cadre des travaux d’étude collectifs du Cetim. S’appuyant sur l’approche normalisée du couple outil-matière (COM) elle définit les conditions d’usinage optimisées en fonction de l’outil utilisé pour toutes les opérations d’usinage. Constamment enrichie par des experts, l’application facilitera la tâche de nombreux professionnels en s’adressant à tous ceux dont le métier est de définir des procédés de fabrication, de réaliser des gammes ou d’appliquer des normes. Elle vise les opérateurs confrontés à une nouvelle matière à travailler, à un outil à choisir ou à des conditions de coupe spéciales à connaître et à respecter. Enfin, elle conseillera l’utilisateur sur un nouveau projet en choisissant le procédé de fabrication en fonction des matériaux et des outils adaptés tout en l’aidant à le chiffrer. L’application est téléchargeable gratuitement, mais l’accès à l’intégralité de son contenu reste réservé aux ressortissants du Cetim.
www.cetim.fr