Outre l'énergie et les matières premières, les surfaces de stockage dans les ateliers de fabrication entraînent désormais des coûts élevés. C'est pourquoi les experts de la Carl Benzinger GmbH, fabricant de centres de tournage et de fraisage de haute précision, ont développé les centres d'usinage compacts à 5 axes de la série Compact5. Sur seulement 1,4 m² de surface au sol, ils permettent de traiter de manière entièrement automatisée de petites pièces complexes, allant de l'unité unique à des séries moyennes. Cela concerne notamment les composants pour les bijoux et les montres, ainsi que pour la technologie médicale et la microtechnique. Même les diamants et les pierres précieuses peuvent être correctement orientés, positionnés et sertis par les machines à 5 axes sur les boîtiers de montres et les bijoux dans le cadre d'un processus de fabrication automatisé.
Marcel Elsäßer, directeur général de Benzinger à Pforzheim, déclare : « Avec les centres d'usinage Compact5, nous avons réalisé pour la première fois, lors de notre 110e anniversaire, des machines rigides et très précises dans une conception extrêmement compacte, avec une grande puissance d'entraînement et une automatisation entièrement intégrée. En termes de caractéristiques et de performances, elles sont équivalentes à des machines éprouvées, mais nettement plus grandes – par exemple notre 5@Work. Cependant, en raison de leur conception très compacte et hautement intégrée, elles nécessitent seulement un espace au sol minimal. »
Productif grâce à une haute performance
Pour produire de manière économique et productive, les centres d'usinage 5 axes Compact5 sont équipés de broches principales industrielles refroidies par eau. Celles-ci disposent d'une puissance d'entraînement de 6,2 kW avec des vitesses allant jusqu'à 50 000 min -1. Les outils sont maintenus dans des porte-outils rigides, robustes et éprouvés industriellement HSK-E25. Dans ces derniers, les outils peuvent être fixés soit mécaniquement (mandrins, Weldon), soit thermiquement (mandrins à rétrécissement). Cela permet d'exploiter pleinement la puissance d'entraînement pour usiner efficacement des matériaux difficiles, tels que le titane, l'acier inoxydable et la céramique.
Les guidages et les entraînements des axes de pivotement et d'avance sont également conçus selon des critères industriels. Cela contribue de manière significative à ce que les centres d'usinage compacts à 5 axes Compact5 puissent travailler de manière fiable et sécurisée en termes de processus sur de très longues périodes.
L'intégration minimise l'espace requis.
Un des avantages majeurs des machines Compact5 est son haut degré d'intégration. Tous les composants nécessaires à la fabrication automatisée et sans surveillance se trouvent à l'intérieur de l'enceinte. Cela concerne d'une part le stockage des pièces avec un total de 64 positions. Il est conçu comme un carrousel autour de la colonne de l'axe Z. Sur des palettes porteuses universelles et standardisées, il accueille des pièces – des bruts et des composants usinés finis – dans un mélange chaotique. Pour les bruts et les pièces, Benzinger fabrique des supports adaptés de manière individuelle par impression 3D.
Avec l'option « Sertissage de pierres précieuses », les magazines de pierres précieuses éprouvés sont également intégrés dans la machine et transportés. En plus de ceux-ci et des porte-pièces, le magazine stocke également des unités de serrage, par exemple des systèmes de serrage à point zéro et différentes pinces de serrage, qui sont également échangées automatiquement.
Avec un préhenseur, les pièces et les systèmes de serrage sont extraits du magasin et acheminés vers la broche de traitement. Dans la broche de traitement sur la table pivotante, les composants à usiner sont fixés de manière fiable via un système de serrage à point zéro, soit dans des pinces de serrage à traction ou à pression, soit dans des mandrins ou des porte-pièces. En alternative, les centres d'usinage 5 axes Compact5 peuvent également travailler à partir de barres (jusqu'à 14 mm de diamètre et maximum 145 mm de long). Ce dernier est particulièrement avantageux pour les bijoux, par exemple pour les pendentifs de colliers. En fonction des géométries des pièces, les centres d'usinage 5 axes de Benzinger peuvent fonctionner sans surveillance sur plusieurs couches.
Cela est également contribué par le magasin de changement d'outils avec un total de 70 positions. Les machines Compact5 changent automatiquement les outils nécessaires. Pour minimiser les temps d'attente, le magasin d'outils est déjà positionné sur la position de changement pour l'outil à changer pendant le traitement.
Pour minimiser les temps de préparation et d'arrêt, les experts de Benzinger ont également mis en place un changement de pièce et d'outil qui s'effectue en parallèle avec le temps principal. Grâce à une ouverture fermable dans l'enceinte, les opérateurs peuvent changer les pièces et les outils dans les différents magasins en parallèle avec le temps principal.
Précision maximale
Concernant la précision et la stabilité des nouveaux centres d'usinage 5 axes, Sascha Jentner, technique d'application et vente technique des machines à bijoux chez Benzinger, explique : « Nos nouveaux centres d'usinage 5 axes Compact5 sont construits avec les mêmes composants solides et éprouvés industriellement que nos machines de précision précédentes. »
Ainsi, nous pouvons garantir que les machines compactes fabriquent avec une précision maximale pendant de nombreuses années. Cela signifie qu'elles peuvent également traiter de petites pièces avec seulement quelques millimètres de diamètre ou de longueurs de côtés avec des tolérances dans la plage IT 5.
Pour une fabrication sûre et précise, les centres d'usinage 5 axes Compact5 sont également équipés d'un système de mesure laser. Après le changement d'outils, il mesure et vérifie les géométries et dimensions des outils et détecte également les ruptures d'outils. Cela s'avère indispensable, notamment pour les outils de très petit diamètre. Cela évite de produire des déchets en raison d'outils imprécis ou même endommagés.
Lors du traitement de composants d'horlogerie et de bijoux en métaux de haute qualité et coûteux, cela contribue de manière significative à éviter les coûts et les retards lors de l'usinage.
Numériquement interconnectable
Pour que les entreprises de fabrication puissent non seulement fonctionner de manière sécurisée et sans opérateur, mais aussi selon le concept de l'industrie 4.0 dans une Smart Factory, les centres d'usinage à 5 axes Compact5 de Benzinger sont parfaitement préparés avec une technologie de contrôle actuelle. Ils disposent d'interfaces conformes à la norme OPC-UA. Ainsi, ils peuvent être facilement connectés à des systèmes de planification et de contrôle supérieurs ainsi qu'à d'autres machines.
« Avec un investissement dans nos centres d'usinage 5 axes Compact5, compacts et à la pointe de la technologie en matière de technique d'entraînement, de contrôle et de mécanique, les entreprises de fabrication se préparent de manière optimale et durable à une production économique et efficace de boîtiers de montres et de bijoux », résume Marcel Elsäßer les avantages des machines de précision de Benzinger.
Vue d'ensemble de l'équipement complet de haute qualité :
Centres d'usinage 5 axes Compact5 de Benzinger :
- besoin d'espace minimal de seulement 1,4 m² grâce à la plus haute intégration de tous les composants d'automatisation à l'intérieur de l'enceinte
- Domaine de travail Automatisation : jusqu'à 45 mm x 55 mm de longueur de côté (par exemple, boîtiers de montres), jusqu'à 25 mm de hauteur.
- Usinage au choix de pièces uniques sur palettes ou en barres.
- 64 positions dans le stockage des pièces avec changement automatique de pièces pour une production sans opérateur.
- 70 outils à changement automatique dans le magasin de changement d'outils.
- Système de mesure laser pour vérifier et mesurer les outils échangés.
- Précision meilleure que 3µm sur l'ensemble de la plage de travail.
- mécanique et technique d'entraînement de haute qualité, éprouvées dans l'industrie
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