Dans les domaines de la robotique et de l'analyse connectée, l'automatisation industrielle a fait des progrès rapides. Cependant, il existe encore un angle mort dans l'usinage. En effet, bien que les entreprises aient automatisé la surveillance, connecté les machines et installé des tableaux de bord, le moment où l'outil entre en contact avec la pièce à usiner dépend souvent encore de l'intuition de l'opérateur ou de l'inspection post-traitement. Ce qui suit explique pourquoi les outils sensoriels représentent la prochaine étape de l'automatisation.
Les attentes en matière de fabrication intelligente sont élevées. Selon l'enquête Deloitte 2025 sur la fabrication et les opérations intelligentes, 92 % des entreprises interrogées estiment que la fabrication intelligente sera le facteur le plus important pour la compétitivité dans les trois prochaines années. Elle a un impact positif sur la performance de production, la productivité et la capacité.
Il ne suffit pas d'utiliser des programmes exécutant plus rapidement ou d'installer des robots autour d'une machine si le processus de traitement lui-même repose encore sur le ressenti ou des paramètres trop conservateurs. Une véritable automatisation nécessite de reconnaître en temps réel ce qui se passe lors de l'intervention et de prendre des mesures correctives avant que des dommages ne surviennent et que les temps d'arrêt n'escaladent.
Les outils sensoriels sont des outils d'usinage, des adaptateurs ou des porte-outils équipés de capteurs intégrés ou ajoutés. Ceux-ci capturent des signaux importants pendant le traitement. De cette manière, le système peut mesurer les forces de coupe et les vibrations, détecter les vibrations de surface au niveau de la pointe de l'outil et transmettre ces informations en temps réel à une interface utilisateur ou au contrôle de la machine. Les anomalies peuvent être détectées et des mesures correctives appropriées prises. Cela peut signifier une courte interruption de traitement, un ajustement des paramètres ou un changement d'outil.
Cependant, le point crucial est que des interventions reproductibles au sein du processus de traitement - c'est-à-dire des flux de travail qui, lorsqu'ils sont exécutés plusieurs fois, produisent toujours les mêmes résultats fiables - garantissent une continuité à travers tous les postes de travail.
Productivité accrue
Les outils avec capteurs augmentent la productivité en stabilisant la coupe et en réduisant les temps d'arrêt imprévus. Une fois qu'un processus est vraiment sûr, les entreprises de fabrication peuvent prolonger sans crainte les fenêtres de temps non surveillées. L'accent se déplace ainsi d'une main-d'œuvre élevée dans la fabrication vers une économie de temps durable.
Un autre avantage des outils contrôlés par capteurs est leur durée de vie prolongée. De nombreuses entreprises de fabrication fixent des intervalles de changement conservateurs par crainte de pannes surprises. Cependant, cela signifie que la durée de vie potentielle des outils n'est pas pleinement exploitée et que les coûts augmentent. D'autres, en revanche, dépassent les intervalles recommandés, ce qui entraîne des dommages de rupture et donc des coûts plus élevés pour les rebuts et le temps de récupération.
À l'aide de signaux en direct provenant du processus, des décisions basées sur des preuves sont prises. Par exemple, une plaquette de coupe est remplacée parce que la signature du signal indique qu'elle a atteint la fin de sa durée de vie - et non parce qu'un compteur est arrivé à expiration ou parce que l'on le suppose. Cette approche conduit à des temps de coupe plus longs, moins d'interruptions et une meilleure utilisation sur l'ensemble d'une flotte de machines et d'une année de production, sans qu'il soit nécessaire d'embaucher du personnel supplémentaire.
Combler les lacunes de connaissances
Selon la World Manufacturing Foundation, 74 % des entreprises ont des difficultés à recruter les compétences requises. Comme ce problème va s'aggraver à l'avenir, les entreprises de fabrication doivent offrir des formations internes pour continuer à former leur personnel. Les dirigeants de l'industrie manufacturière peuvent commettre une série d'erreurs en ne utilisant pas les données comme outil d'apprentissage.
Si la sensibilité pour un processus de coupe optimal n'est pas capturée dans les systèmes, elle peut se perdre lorsque de nouveaux employés rejoignent l'entreprise et que des opérateurs expérimentés partent. Les outils sensoriels aident à transformer des années d'expérience en données explicites et enseignables sur lesquelles les nouveaux employés en fabrication peuvent compter. En stockant des courbes de signal, des seuils et des journaux d'événements, un manuel de référence est créé, servant de guide pour le choix des paramètres et facilitant le dépannage à travers les équipes et les sites.
Lorsque les connaissances ne sont pas seulement stockées dans quelques têtes, mais aussi dans des données et des modèles, les décisions deviennent répétables et vérifiables. De cette manière, les responsables de fabrication obtiennent des données de coupe traçables, soutenant les audits et la documentation client. En même temps, les ingénieurs disposent d'une base plus solide pour des améliorations continues, car l'historique des processus est un ensemble de données et non une anecdote. Surtout, les opérateurs de machines peuvent désormais se concentrer sur l'optimisation des processus plutôt que sur la perception de bruits anormaux, ce qui est essentiel compte tenu de l'évolution de la main-d'œuvre.
Décisions pilotées par la machine
Dans de nombreuses entreprises de fabrication, les domaines de la visualisation et de l'automatisation sont souvent confondus. Bien qu'un diagramme sur une tablette soit utile et offre sans aucun doute des aperçus uniques, il nécessite toujours qu'un humain identifie un problème et réagisse sous pression.
Pour atteindre une véritable automatisation, où le système maintient automatiquement les limites du processus, des outils sensoriels devraient être utilisés. Par exemple, si les vibrations dépassent une zone définie ou si les forces de coupe augmentent si fortement qu'une panne est à prévoir, le contrôle interrompt sans hésitation le processus, retire l'outil, modifie l'avance ou déclenche un changement d'outil. Ainsi, la qualité des pièces, les outils et l'équipement sont immédiatement protégés, et ce, avant que des erreurs ne soient détectées.
Des aperçus dans le processus de coupe en cours ferment la boucle de rétroaction et permettent ainsi des cycles stables et répétables ainsi que des temps de fonctionnement non surveillés. En pratique, cela permet aux entreprises de planifier de manière fiable leur fabrication sans personnel et de produire 24 heures sur 24. Le contrôle détecte les conditions en dehors des limites et applique automatiquement les mesures de protection configurées, au lieu de compter sur une personne pour remarquer une tendance seulement après coup.
Une approche pratique
En comblant le fossé entre le capteur et le contrôle, la surveillance devient un processus interne à la machine qui protège de manière cohérente le processus d'usinage. Pour répondre aux différents stades de développement des entreprises de fabrication, la solution d'outils sensoriels CoroTurn Plus a été conçue avec deux niveaux de fonctionnalités complémentaires.
CoroTurn Plus transmet des données en direct au CoroPlus Viewer sur un PC ou une tablette, permettant aux opérateurs d'obtenir des aperçus passifs en temps réel sur le rugosage de surface et les forces de coupe. En cas de dépassement des seuils, des alarmes sonores peuvent également être reçues. De plus, ils peuvent voir les tendances par rapport aux processus de référence, recevoir des avertissements en cas de dépassement des seuils, vérifier les valeurs et les écarts, ainsi que marquer des événements pour accélérer l'analyse des causes. Au fil du temps, les signaux collectés indiquent quand une plaquette de coupe a atteint la fin de sa durée de vie. De cette manière, les employés peuvent les remplacer au bon moment et éviter à la fois des changements prématurés et des pannes graves de la machine.
La prochaine étape est la protection intégrée à la machine, où CoroTurn Plus et CoroPlus Connected sont combinés. Dans ce mode, les mêmes signaux sont transmis au contrôle numérique de la machine. Via le logiciel ou le code NC, les utilisateurs définissent des seuils pour le rugosage, la charge d'outil et les vibrations. En cas d'événement inattendu, le contrôle prend automatiquement des mesures de protection. Cela inclut l'arrêt après un blocage, des pauses optionnelles ainsi que le contrôle de la vitesse d'avance et de coupe. Tout cela permet une prise de décision améliorée, pilotée par la machine, et une véritable automatisation.
Conclusion
Dans la fabrication intelligente, ce qui se passe à la pointe de l'outil est crucial. Bien que les connexions cloud et les tableaux de bord améliorent la visibilité, un outil « aveugle » fait que l'intervention de l'outil reste le point faible du processus. Les outils sensoriels créent ici la transparence nécessaire et permettent d'agir directement à la source. Cela transforme l'intervention de l'outil en un processus contrôlable et vérifiable, permettant un usinage sans surveillance avec des résultats prévisibles.
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