Hearn Machine Tool et NUM révolutionnent le perçage de poutres sur site pour l’industrie de la fabrication métallique

Le défi : la précision mobile dans des environnements difficiles
Hearn Machine Tool, une entreprise familiale multigénérationnelle basée à Lincoln, dans le Nebraska, s’est forgé une réputation de « solutionneur de problèmes » dans le secteur. Ses perceuses portables phares, la SDT7 et la SDT8 haute puissance, sont conçues pour réaliser des perçages de gros diamètre (jusqu’à 6,66cm) directement sur site. Contrairement aux perceuses magnétiques d’atelier standard, les systèmes Hearn sont essentiellement des centres CNC mobiles, souvent montés sur des châssis à rails réglables pouvant atteindre 3,6m de longueur.

La complexité du forage sur le terrain ne se résume pas à la simple puissance brute. Les poutres en acier sont rarement parfaitement alignées avec le châssis d’une machine portable. Traditionnellement, l’alignement d’une perceuse portable sur un gabarit de perçage spécifique nécessitait une configuration manuelle minutieuse et une intervention constante de l’opérateur. Pour surmonter cela, Hearn avait besoin d’un système de commande offrant plus qu’un simple mouvement ; l’entreprise avait besoin d’une plateforme capable d’adaptation dynamique et de gestion sophistiquée des fichiers.

La solution : un partenariat solide avec NUM
Hearn a trouvé son partenaire idéal en NUM, un leader mondial des solutions CNC haute performance, réputé pour son architecture « ouverte » et son agilité technique. La collaboration entre l’équipe d’ingénieurs en contrôle de NUM et les experts en mécanique de Hearn a abouti à une implémentation sur mesure du système CNC NUM Flexium+ 6. « La combinaison des fonctionnalités avancées du système NUM et de l’expertise technique de son personnel associée à l’expérience éprouvée de Hearn en matière de capacités de forage robustes, a permis d’atteindre un niveau d’efficacité sans précédent pour le forage d’acier hautement technique destiné aux opérations sur le terrain », a souligné Chuck Sidles de Hearn.

La suite matérielle choisie pour la Hearn SDT8 témoigne de l’ingénierie industrielle moderne. La machine s’articule autour de la plateforme Flexium+ 6 configurée en mode de fraisage de type M. Cette combinaison va au-delà des opérations de forage de base et offre la simulation 3D dynamique et la flexibilité de programmation nécessaires aux travaux structurels complexes

Interface avancée et automatisation intelligente
Le véritable « cerveau » du nouveau système Hearn réside dans l’intégration logicielle. La machine utilise un PC Box P2 G4 haute performance fonctionnant sous Windows IoT Enterprise LTSC, offrant un environnement robuste et stable pour l’interface opérateur. En tirant parti de la suite logicielle Flexium+ de NUM, Hearn a introduit plusieurs fonctionnalités qui réduisent considérablement le temps de configuration et améliorent l’efficacité de la production :

• Alignement dynamique de la poutre : L’un des principaux avantages du système NUM réside dans la fonction de compensation automatique. Une fois que l’opérateur a « appris » à la machine quelques points de référence sur la poutre, la CNC aligne dynamiquement le système de coordonnées interne sur la poutre physique à l’aide de la fonction de plan incliné de NUM. Cela garantit que, même si le châssis portable est monté avec un léger angle dans n’importe quel plan, les perçages sont effectués avec une précision mathématique.
• Intégration CAO directe : l’efficacité est encore renforcée par la possibilité d’importer des fichiers DWG/DXF directement dans l’interface de programmation. Les opérateurs n’ont plus besoin de saisir manuellement les coordonnées, il leur suffit de charger les plans d’ingénierie et la commande numérique NUM identifie instantanément l’emplacement des perçages et peut générer la séquence de mouvements la plus efficace pour effectuer l’opération.
• Sélection graphique des « perçages à ignorer » : dans la fabrication de l’acier, les goupilles de centrage et les éléments de fixation existants obstruent souvent le chemin. L’interface NUM permet aux opérateurs de sélectionner graphiquement et d’« ignorer » certains perçages spécifiques, ou de « contourner » les perçages qui pourraient être gênés par un obstacle, guidant ainsi la machine en toute sécurité autour des obstacles sans réécrire le programme. L’interface de programmation affiche également la position actuelle de la machine, ce qui évite toute approximation pour comprendre ce que fait la séquence de mouvement.
• Reprise après interruption : Compte tenu de l’ampleur de ces projets, les coupures de courant ou les changements d’outils sont inévitables. Le système NUM permet au SDT8 de détecter un programme interrompu et de le reprendre exactement là où il s’était arrêté, préservant ainsi l’intégrité de la pièce et évitant des heures de recalibrage.
• Limites de fonctionnement dynamiques : La machine peut définir de manière intelligente les limites minimale et maximale de la surmodulation de la vitesse de broche et de la vitesse d’avance des axes en fonction de la taille du trou en cours de perçage. Pour les perçages de fort diamètre, il est important de maintenir des vitesses de broche plus élevées et une vitesse d’avance de perçage réduite, mais pour les plus petits, l’opérateur peut accélérer la machine afin de réduire le temps de cycle.

L’ingénierie sans limites
Ce partenariat a permis à la SDT8 de conserver sa plus célèbre prouesse technique : le fonctionnement inversé. Grâce au contrôle précis des servomoteurs NUM et à la robuste architecture d’E/S EtherCAT (utilisant des passerelles CTMG1100 et des modules CTMT haute vitesse), la machine peut fonctionner à l’horizontale ou complètement à l’envers. Ceci est essentiel pour les constructeurs de ponts et les chantiers navals qui doivent travailler sur les éléments structurels situés en dessous tout en conservant un couple maximal et un débit de liquide de refroidissement à travers le foret.

« L’accent mis par NUM sur des systèmes performants, précis et rapides correspondait parfaitement à notre philosophie d’ingénierie « Hearn Tough », explique Chuck Sidles de Hearn. « En combinant nos capacités de perçage à usage intensif avec l’expertise de NUM en matière de contrôle, nous avons créé une machine qui se manie comme une CNC fixe mais qui peut être déplacée là où se trouve le matériau. »