Un double numérique parfait
Outre l'efficacité accrue des opérations d'usinage offerte par les technologies et stratégies d'outillage avancées, il y a beaucoup d'autres avantages dont on peut profiter en amont, dès la phase de conception et de planification. L'approche numérique des processus comme la sélection des outils et la création des assemblés peut contribuer de manière significative à l'efficacité et à la sécurité de l'usinage. Les conditions de coupe à appliquer avec les outils peuvent être récupérées avec plus de précision et être utilisées pour créer une représentation numérique, ce qui est désormais fondamental dans les processus de production modernes afin de prévenir les erreurs qui pourraient survenir lors de la mise en œuvre de l'usinage. Il est aujourd'hui possible d'intégrer une telle approche dans les logiciels de FAO et d'accomplir le travail en quelques clics au moyen de menus ergonomiques.
Dans les applications d'usinage, les éléments comme les porte-outils, les fraises et les plaquettes ne s'utilisent pas isolément mais assemblés entre eux. Cela représente une tâche complexe pour les programmeurs FAO et les risques d'erreurs sont élevés ; en outre, le choix des éléments d'outillage les mieux adaptés n'est pas garanti au premier essai. La création d'un assemblé ordinaire peut aisément prendre une heure entière. Etant donné que l'usinage d'une seule pièce peut nécessiter jusqu'à 25 assemblés d'outils ou plus, ce travail représente un temps considérable et un coût élevé.
La difficulté n'est pas de créer les assemblés eux-mêmes car il est aujourd'hui possible d'effectuer cela en quelques secondes en donnant aux systèmes de FAO une description des assemblés et des paramètres spécifiques tels que le diamètre et la longueur. Mais la création d'un double numérique des assemblés en vue de la simulation n'est pas une tâche simple. Pour créer la représentation précise d'un assemblé dans un système de FAO, le programmeur doit, en effet, rechercher manuellement les données dans les catalogues des fournisseurs, télécharger les modèles 3D et assembler tout cela dans un programme de CAO. Ce n'est qu'après ce travail que l'assemblé d'outil peut être créé dans les systèmes de FAO en incluant tous les paramètres techniques.
Rationalisation du processus
Il est clair qu'il existe une opportunité de rationaliser le processus de préparation de l'usinage et de le rendre plus fluide. C'est ce que vise l'intégration dans les plateformes logicielles de FAO des recommandations sur les éléments des assemblés d'outillage et sur leur création. Avec cette approche, le temps requis est fortement réduit et le processus de conception et de planification profite d'une plus grande sécurité.
En matière de recommandations et de sélection des éléments d'outillage, l'idéal est que les programmeurs FAO puissent choisir directement les porte-outils, les outils, les plaquettes et tout ce qui est nécessaire. Ils doivent avoir accès à leurs sources préférentielles, par exemple des catalogues numérisés disponibles localement ou des gammes d'articles accessibles via le Cloud où elles sont mises à jour en permanence de manière automatique. Il leur suffit alors d'indiquer quelle est la pièce à usiner, quel type d'opération d'usinage est à effectuer et quelle est la matière de la pièce pour obtenir, sur un simple clic, les vitesses et avances à appliquer avec l'outil sélectionné.
Une telle solution existe sous la forme de CoroPlus® ToolGuide de Sandvik Coromant qui utilise une API (interface de programmation d'applications) pour s'intégrer aux logiciels de FAO. CoroPlus ToolGuide est une application qui permet de trouver les outils de coupe adaptés à une tâche donnée. Elle donne une liste organisée de tous les choix d'outils possibles en présentant les plus économiques en premier. Elle suggère aussi des process d'usinage et des conditions de coupe.
La liste des outils Sandvik Coromant proposés est créée par un algorithme en fonction de l'opération et des conditions. L'algorithme utilise des informations sur les différents process d'usinage possibles pour différentes tâches ainsi que des données sur les produits qui permettent de savoir à quelles opérations d'usinage ils sont adaptés. De plus, les données peuvent être enregistrées dans la bibliothèque d'outils CoroPlus® ToolLibrary qui détient des assemblés d'outils standard prêts à être exportés vers les systèmes de FAO et de simulation.
Accès facilité aux données sur les outils
Pour être productifs, les programmeurs FAO doivent pouvoir accéder aux données sur l'outillage qui sont généralement stockées dans des bibliothèques d'outillage. Or, la plupart de ces bibliothèques sont vides pour diverses raisons dont la principale est qu'il est difficile non seulement d'acquérir ces données mais aussi de les maintenir à jour. De plus, jusqu'à récemment, il n'existait pas de norme industrielle pour l'encodage et la transmission des données relatives à l'outillage.
Il y a environ 1,2 millions d'unités de production dans le monde actuellement et tous les éditeurs de logiciels de FAO, tous les fabricants de machines-outils et tous les fournisseurs d'outillage ont leur propre terminologie et leur propre manière de structurer les informations sur l'outillage. C'est pour standardiser ces informations que la norme ISO 13399 a été créée. Son développement a été mené par Sandvik Coromant avec l'Institut Royal de Technologie KTH de Suède et d'autres acteurs du secteur de l'industrie transformatrice des métaux et c'est désormais une norme internationale pour les données relatives aux outils coupants.
ISO 13399 définit notamment les attributs standard des outils tels que leur longueur, leur largeur, leur rayon, etc. Auparavant, les fournisseurs d'outils utilisaient leurs propres dénominations comme D3, D1 ou D2 pour le diamètre, par exemple. Avec ISO 13399, le diamètre des outils est désormais universellement dénommé DCX, quel que soit le fabricant.
La norme simplifie considérablement l'échange de données sur les outils de coupe. Si tous les outils utilisés dans l'industrie partagent les mêmes paramètres et définitions, la communication des informations sur les outils entre les systèmes informatiques devient très simple.
CoroPlus ToolLibrary est fondé sur la norme ISO 13399 et est ouvert aux outils de toutes marques ; il n'est donc plus nécessaire de décoder et d'interpréter les données indiquées dans les catalogues imprimés, ni de les saisir manuellement dans les logiciels.
Un système infaillible
CoroPlus ToolLibrary permet aux programmeurs FAO de travailler avec tous les fournisseurs d'outils dont le catalogue est à la norme ISO 13399 et de créer des assemblés fiables avec l'assurance que tous les éléments proposés fonctionneront ensemble. Les assemblés créés peuvent être visionnées en 2D et en 3D et les informations sur les outils sont stockées numériquement. Les assemblés stockés peuvent ensuite être facilement importés dans les systèmes de FAO et les logiciels de simulation. Toutes les données sur les outils sont prédéterminées et les modèles 3D sont inclus.
Les utilisateurs affirment que ce processus est efficace et facile, et qu'il fait gagner au moins 50% de temps de travail entre la création d'un assemblé et la simulation. En outre, il est plus facile de choisir les bons outils du premier coup. Bien entendu, le fait de disposer de données fiables sur les outils permet de détecter les collisions et de les éviter pendant la simulation car la forme réelle de l'outil est connue et on dispose de son double numérique précis.
L'accessibilité et la précision des données sur l'outillage sont extrêmement importantes pour la préparation de l'usinage au quotidien par les programmeurs FAO. Avec les nouvelles solutions numériques comme CoroPlus ToolGuide et CoroPlus ToolLibrary, il est aisé de voir les avantages en termes de facilité et de rapidité pour la préparation de l'usinage. Ces deux logiciels font partie de la suite logicielle CoroPlus® qui rassemble les solutions connectées de Sandvik Coromant pour aider les fabricants à se préparer à Industrie 4.0.
