Commande numérique : solution sophistiquée pour un centre d'usinage 5 axes

19/04/2011 – Teufen (AR), CH

 Un moteur de broche personnalisé et un système spécial à commande numérique NUM ont permis à OMAG de créer un centre d'usinage à 5 axes qui associe les fonctions d'une ancienne machine et un tour d'usinage de la pierre.

La machine Blade5 d'OMAG offre une flexibilité encore jamais vue pour l'usinage de pièces en pierre grâce à ses possibilités de sciage, de fraisage, de tournage, de sculpture et de polissage. Une des principales caractéristiques de cette machine est le moteur hautes performances de sa broche avec un couple en pointe très élevé de 400 N.m.

Ce puissant moteur accélère toutes les opérations d'usinage de la pierre. Équipée d'une table de travail de 5 x 5 mètres, cette machine peut créer toutes sortes de formes et de profils directement à partir de fichiers CFAO ; elle est ainsi parfaitement adaptée à la réalisation de pièces unitaires ou en série. Elle dispose même d'une option de lecture laser qui permet de numériser et de dupliquer des travaux artistiques sur la pierre.

NUM, partenaire d'OMAG depuis plus de 20 ans, a fourni le moteur de la broche et le système à commande numérique des 5 axes de positionnement totalement interpolés de la machine.

Marco Battistotti de NUM Italie déclare : « La volonté de partenariat avec un fabricant de machines spéciales et de partage du risque pour la création d'une application et de solutions spéciales de commande numérique constitue la philosophie de base de NUM. Dans le cas d'OMAG, la coopération est très étroite pour le développement technique de nouvelles machines. »

La machine Blade5 d'OMAG se compose d'une grande structure de type pont roulant qui supporte une nouvelle tête d'usinage multi-axes. Les axes principaux X et Y du pont roulant s'appuient sur des vis à billes de guidage linéaire et des ensembles à roulements à recirculation de billes associant une forte capacité de charge et un positionnement en douceur et sans jeu. Dans la plus grande configuration de la machine Blade5, les 2 axes ont une course identique de 5 mètres, ce qui procure à l'opérateur une surface de travail de 25 mètres carrés. L'axe vertical Z qui supporte la tête d'usinage utilise le même type de technologie ; il peut s'élever à 3 mètres au-dessus de la base du système pour recevoir d'énormes ébauches en pierre. La pierre usinée peut être maintenue fixe sur une grande table de 3,5 x 2 mètres, ou mise en rotation par un accessoire de tournage.

La broche de la tête d'usinage peut recevoir divers outils de coupe et de mise en forme, y compris une lame de coupe au diamant de diamètre 1,6 mètres. La tête contient 2 axes de positionnement qui permettent d'incliner la broche jusqu'à 140 degrés dans le sens vertical et de la faire pivoter jusqu'à 380 degrés, ce qui offre une flexibilité d'usinage exceptionnelle.

Les axes X, Y et Z du pont roulant, ainsi que l'inclinaison dynamique et la rotation latérale de la tête d'usinage, sont contrôlés par des variateurs asservis NUMDrive C et des moteurs sans balai NUM BPX ; les 5 axes peuvent effectuer des déplacements interpolés sous la commande globale d'un système de commande numérique NUM Axium Power.

Cette approche totalement numérique garantit un usinage très précis et très répétitif de la pièce ; les coordonnées de coupe sont téléchargées du PC hôte de la machine sous forme de fichiers ISO dans le système Axium. Un système de lecture en option permet des mesures 3D extrêmement précises sur une pièce finie (ex. statue) qui sont automatiquement converties en fichier ISO pour permettre la duplication parfaite d'un travail artistique. Pour obtenir ce niveau élevé de finition, OMAG a également développé une macro spéciale qui évalue les commandes de déplacements dynamiques en temps réel sur le système de commande numérique Axium Power afin de corriger l'usure de l'outil et de garantir le contact permanent avec la pièce.

La broche d'usinage est entraînée par un très puissant moteur synchrone à refroidissement liquide développé par NUM spécialement pour cette application. NUM fournit séparément le rotor et le stator de ce moteur qu'OMAG intègre dans la tête de la machine, y compris la liaison directe du rotor avec la broche pour une rigidité maximale. Le moteur, commandé par un appareil NUMDrive C et alimenté par l'alimentation MDLL, offre une puissance constante de 25 kW à 2 000 tr/min, une vitesse maximale de 8 000 tr/min et un couple maximal de 400 N.m.

Le logiciel de CFAO sur PC d'OMAG inclut une bibliothèque d'outils d'usinage à la libre disposition de l'opérateur ; les outils sont physiquement conservés dans un panier à côté de la zone de travail. Il s'agit généralement d'outils de fraisage et de tournage, ainsi que d'une ou plusieurs lames de coupe. Le changement d'outil est totalement automatique ; à la demande de l'opérateur, la machine Blade5 range automatiquement un outil et en place un autre sur la broche conique de type ISO 50. Le pupitre opérateur très intuitif est équipé d'un grand écran tactile, d'un clavier et de 2 manettes de commande des mouvements lorsque c'est nécessaire.

Marco Battistotti fait remarquer : « La machine Blade5 d'OMAG est un exemple parfait de la collaboration entre des concepteurs de machines et des spécialistes de la commande numérique. Les diverses configurations de la machine Blade5 sont très prisées sur le marché. »