La remise à neuf des machines-outils devient de plus en plus une alternative économiquement et technologiquement attrayante à l'achat de nouvelles machines. En particulier pour les machines de base de haute qualité, une approche globale de la rénovation permet d'augmenter significativement la performance, la sécurité des processus et la flexibilité au-delà de l'état de livraison d'origine.
Un exemple actuel est la modernisation d'un centre de tournage-fraisage INDEX G300, avec axe Y, pour Woodward L'Orange GmbH à Glatten, un fabricant mondialement reconnu dans le domaine des systèmes d'injection pour moteurs diesel lourds.
Le projet a été réalisé par BCS Maschinenbau GmbH à Kirchheim unter Teck en collaboration avec EWS Weigele GmbH & Co. KG à Uhingen.
Rénovation globale comme facteur de succès
BCS adopte une approche globale pour les projets de rénovation, qui comprend non seulement la révision mécanique, mais aussi la modernisation des commandes, de la technique d'entraînement et de l'automatisation.
« Nous nous sommes délibérément spécialisés dans les machines INDEX des séries G et V, car leur structure de base est extrêmement solide », explique Robert Eber, COO de BCS Maschinenbau. « Notre objectif est de ne pas seulement rénover ou remplacer des sous-ensembles, mais de moderniser complètement les machines et de les mettre à jour dans les domaines du matériel mécanique, de la technique de commande et des solutions d'automatisation sur mesure. »
Dans ce cas, le contrôle Siemens 840C existant a été remplacé par la génération actuelle Siemens SINUMERIK ONE. Parallèlement, le train d'entraînement a été renouvelé, ce qui a permis d'améliorer la dynamique, la précision et l'efficacité énergétique.
Le rétrofitteur attache également une grande importance à la simplicité d'utilisation et a intégré une interface utilisateur BCS-HMI avec des touches de sélection rapide pour rendre la transition aussi simple que possible pour l'opérateur.
Optimisation de l'usinage par technologie de tourelle
Un défi central du projet était d'optimiser l'usinage existant. La machine d'origine était équipée d'une broche de fraisage intégrée avec interface HSK50, utilisée pour des usinages lourds. Cependant, le pivotement nécessaire de la broche entraînait des temps de cycle prolongés. De plus, il n'y avait pas de changeur d'outils, ce qui limitait encore la flexibilité. Ainsi, il fallait se concentrer sur les travaux de fraisage les plus exigeants avec la broche HSK.
En collaboration avec EWS, un nouveau concept d'usinage a donc été développé : l'objectif était d'intégrer complètement la performance de la broche de fraisage dans l'usinage par tourelle.
Le cœur de la solution est le système ProLine d'EWS. Celui-ci combine l'interface VDI classique avec un concept de vissage supplémentaire dans le sens d'une approche Base-Mounted-Tool (BMT). Les porte-outils ne sont pas seulement maintenus par le classique boulon de serrage VDI, mais sont également reliés à la plaque de tourelle par quatre vis.
« La combinaison de VDI et de porte-outils vissés allie flexibilité et stabilité maximale », explique Matthias Weigele, CEO d'EWS. « Alors que les usinages simples peuvent continuer à être réalisés par le serrage VDI, des forces nettement plus élevées peuvent être transmises en toute sécurité pour des opérations de fraisage exigeantes grâce aux 4 vis. »
De plus, les outils entraînés ont été équipés de roulements puissants.
Renouvellement du système d'alignement côté machine de la rainure en V à l'engrenage en W
Un autre élément essentiel de la modernisation a été le passage de l'alignement des outils de rainures en V à un engrenage en W. Cela permet un positionnement entièrement ajusté des porte-outils et empêche toute rotation même sous forte charge.
En complément, le système de changement rapide EWS Varia VX a été intégré. Malgré des préoccupations initiales concernant la stabilité dans le domaine de l'usinage lourd, le système a su convaincre en pratique.
« Le changement d'outil se fait en environ 20 secondes – car nous échangeons des outils jumelés préparés », rapporte Tobias Mangold du développement des processus chez Woodward. « La répétabilité est particulièrement importante : les outils pré-réglés s'adaptent immédiatement et permettent un fonctionnement sans interruption. » Le potentiel d'erreur est également considérablement réduit, car les longueurs d'outils sont assurées par le pré-réglage des outils. Le résultat de fraisage est impressionnant, même avec un matériau difficile à usiner, tel que le 42CrMo4 durci à 1.000 N/mm².
Outils et données de coupe :
• Tête de coupe : Ø 40 mm, 4 arêtes
• Vitesse : 1.400 tr/min
• Avance : 0,15/dent ; 0,6 mm/tr
• Profondeur de passe : 2,5 mm
Augmentation de la productivité et réduction des temps d'arrêt
L'élimination du pivotement de la broche de fraisage entraîne des économies de temps significatives dans le processus d'usinage. En même temps, la rigidité accrue de la prise d'outil permet d'obtenir de meilleures valeurs de coupe et des durées de vie plus longues par rapport aux outils entraînés conventionnels.
« Les outils sont nettement plus stables dans le système ProLine », poursuit Mangold. « Cela a un impact direct sur la sécurité des processus et la rentabilité. La qualité de la surface de fraisage nous a également convaincus. »
En plus de la solution de rénovation complète, BCS propose également des concepts de modernisation modulaires. Rien que le remplacement de la plaque de tourelle peut augmenter significativement la répétabilité et réduire considérablement les temps de réglage.
Résultat
Le projet montre exemplairement quel potentiel se cache dans la modernisation des machines-outils existantes. Grâce à la combinaison intelligente de technologie de commande moderne, de mécanique optimisée et de technologie d'outils innovante, il est possible non seulement d'économiser des coûts par rapport à l'achat d'une nouvelle machine, mais aussi de réaliser des augmentations de performance significatives.
La rénovation devient ainsi de plus en plus un instrument stratégique pour maintenir les systèmes de production existants durablement compétitifs.
Contact :
