PROGRAMMATION FAO:
PLUS QUE LA PREPARATION DU TRAVAIL
Le fraisage en boucle refait son apparition
Il subsiste encore des fraiseurs qui ne jurent que par la programmation sur la machine. Mais à mesure que l'utilisation des machines à cinq axes augmente, le groupe qui opère la transition vers la programmation FAO grandit. Les progiciels FAO modernes offrent souvent un avantage en termes de durée et de complexité de programmation mais comportent également des stratégies de fraisage avancées. Elles procurent aussi une valeur ajoutée pendant l'usinage.
SIMPLIFICATION
Les programmes FAO existent depuis longtemps. Toutefois, leur percée à grande échelle dans les PME est assez récente. Tout ceci est lié à la croissance du nombre de centres d'usinage à cinq axes et de machines multitâches, les centres de tournage multi-axiaux. Les constructeurs de machines font beaucoup pour simplifier la programmation sur la machine mais un usinage simultané à cinq axes ne se laisse plus programmer sur la machine.
PREPARATION TRAVAIL PLUS COURTE
La programmation FAO procure un gain de temps à mesure que les pièces sont plus complexes, en partie parce que ce logicielcomprend des aspects tels que la reconnaissance des caractéristiques, si bien qu'il reconnaît par exemple un trou ou une poche, calcule automatiquement les trajets de fraisage sur base de paramètres pré-réglés et génère le programme NC. Ceci procure un gain de temps dans la préparation du travail, certainement pour les produits avec usinages récurrents. Pour une grande partie des produits typiques de l'industrie de la sous-traitance, on peut aujourd'hui programmer de façon automatique jusqu'à 70% des usinages. Ce gain de temps est même réalisé quand les caractéristiques ne sont pas identiques. C'est une question d'introduction des dimensions; le logiciel calcule automatiquement les bons trajets de fraisage, pour le pré-fraisage et pour la finition.
QUALITE CONSTANTE
Il ne s'agit pas seulement d'un gain de temps dans la préparation du travail. La programmation FAO influence aussi la qualité de l'usinage. Ceci est d'autant plus vrai quand plusieurs collaborateurs d'une entreprise réalisent leurs propres programmes dans la préparation du travail ou sur la machine. La FAO fabrication assistée par ordinateur
est plus ou moins une forme de standardisation. Les aspects récurrents sont fixés une seule fois comme standard et rappelés par la suite. Les programmeurs le font en choisissant dans la base de données comportant notamment des caractéristiques, stratégies et outils. Ceci exerce un effet indéniable sur la qualité. L'exécution d'une limitation ne dépend plus d'un seul collaborateur mais s'effectue autant que possible selon des standards fixés. Puisque chacun dans la préparation de travail travaille avec les mêmes standards, la qualité sera plus consistante. La qualité mais aussi la productivité, du fait que les connaissances sont fixées dans le système et ne se limitent pas à une seule personne.
LECTURE AUTOMATIQUE DES TOLERANCES
Les premiers progiciels FAO avec reconnaissance des caractéristiques mais aussi avec l'ajout de la Model Based Definition (MBD) sont récemment disponibles. MBD est une nouvelle tendan-ce: au lieu de travailler avec des dessins 2D, toutes les informations sont résumées dans le modèle en 3D, aussi les tolérances de dimension et de surface. Ceci signifie que les tolérances de dimension et les rugosités de surface sont lues automatiquement dans le modèle 3D si bien qu'un dessin en 2D n'est plus nécessaire. Ceci évite les erreurs parce qu'on reprend des valeurs erronées d'un dessin 2D. Ceci évite aussi les erreurs parce qu'on ne peut pas utiliser des valeurs incorrectes dans l'élaboration du dessin 2D. Le logiciel est même si intelligent qu'il convertit les tolérances asymétriques dans la bonne précision moyenne afin de rester dans les limites asymétriques (par exemple +0,001 et -0,003 mm). Ceci accroît aussi l'automatisation de la préparation du travail. Aux Etats-Unis, le ministère de la Défense impose entre-temps aux sous-traitants de travailler avec MDB.
BASE DE DONNEES OUTILS DANS LE CLOUD
Une autre innovation récente est le lien entre les systèmes FAO et de gestion d'outils. Ceci peut se faire localement, avec le propre système de gestion des outils. Cela peut aussi se faire via le cloud. Dans ce dernier cas, MachiningCloud, une plate-forme suisse, joue un rôle sans cesse plus important parce qu'elle relie de nombreuses grandes parties à la plate-forme cloud, aussi bien des fabricants d'outils d'usinage que des développeurs FAO. Travailler avec un tel système signifie que la standardisation s'opère à un niveau supérieur, à savoir chez le fabricant d'outils. Un développement intéressant est le travail avec un catalogue d'outils générique, un outil permettant aux fabricants d'outils d'usinage de numériser leur catalogue. Dans la réalisation du programme FAO, le programmeur peut le compulser au lieu de se saisir du catalogue papier traditionnel. A l'aide des données d'usine lues au préalable dans le cloud, dessins compris, on peut rapidement composer ou sélectionner un outil sur base de critères fixés par le programmeur. Ces données peuvent être lues directement dans le propre logiciel FAO, à condition qu'il soit soutenu par MachiningCloud. Ceci simplifie encore plus le flux de travail dans la préparation du travail. Ce développement rejoint le mouvement plus large en direction d'Industry 4.0.
STRATEGIES DE FRAISAGE
La force des progiciels FAO ne réside pas que dans le gain de temps dans la préparation du travail, mais également dans les bases de données avec de puissantes stratégies de fraisage, qui font partie d'une solution totale. Ceci se retrouve sous plusieurs dénominations dans les différents progiciels FAO. La base affiche souvent des concordances parce que les développeurs FAO recourent le plus souvent à une licence du même offreur pour le logiciel qui calcule les trajets de fraisage. Dans la pratique, la stratégie est le plus souvent basée sur le fraisage en boucle. Cette stratégie fait son retour à l'heure actuelle, en partie parce que de plus en plus d'entreprises passent à la programmation FAO. La stratégie se caractérise par l'angle de prise constant, combiné avec la plus petite largeurde coupe et la plus grande profondeur de coupe. Le fraisage en boucle signifie que le matériau est littéralement décortiqué, ce qui entraîne une moindre sollicitation de la fraise et de la machine, avec en même temps une plus grande productivité. Du reste, le décorticage circulaire n'est pas totalement la réalité dans la machine. La plupart des programmes varient l'alimentation, un seul programme FAO la largeur de coupe; celle-ci est plus grande d'un cas à l'autre. La largeur de copeau est donc adaptée au volume, de telle sorte que celui-ci reste constant. C'est une stratégie de fraisage d'ébauche pour usiner un grand volume dans un court délai. De nombreuses stratégies de fraisage FAO sont basées sur les points de sortie du fraisage en boucle, alors que les offreurs se différencient par l'interface et adaptent souvent une stratégie au niveau des détails. L'interface peut être un point important dans l'évaluation des différents progiciels parce que ceux-ci ont une influence directe sur la facilité d'utilisation. Il existe aussi des offreurs FAO qui développent leur propre stratégie de fraisage, par exemple pour réduire à pratiquement zéro le nombre de mouvements dans lesquels la fraise ne se situe pas dans le matériau. Moins de fraisage à air signifie moins de perte de temps mais aussi moins de sollicitation à la fois de l'outil et de la broche.
PLUS LONGUE TENUE D'OUTIL
Le gain de temps d'une telle stratégie de fraisage FAO spéciale peut être important. Les temps de cycle dans le fraisage de poches peuvent être écourtés jusqu'à 75%. Plusieurs heures de temps d'usinage deviennent des dizaines de minutes.Il est probable que peu d'usineurs se préoccuperont d'un autre avantage, mais il existe aussi des différences dans les coûts d'énergie. L'un des avantages les plus importants d'une telle stratégie FAO est que la tenue des outils augmente. L'ampleur de cette augmentation dépend du produit et du matériau. Des tenues deux fois plus longues et plus ne sont pas une exception. La tenue plus longue est liée au fait que les arêtes de l'outil sont utilisées de façon plus efficace parce que la fraise en carbure monobloc pénètre quasi entièrement dans le matériau. Par ailleurs, la sollicitation constante de l'outil contribue à allonger les tenues. Ceci vaut aussi bien pour les usinages à cinq axes complexes que pour les usinages à trois axes plus simples. Comme les forces sur l'outil sont plus faibles que dans les usinages ordinaires, la sollicitation tant mécanique que thermique des arêtes est plus faible. Avec la collaboration de 3D Ultra Surfaces, 4D CAM et LMT