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ACCENT SUR L'INDUSTRIE 4.0 A EMO MILANO

Les tendances

Une fois tous les six ans, EMO s'installe à Milan pour l'édition italienne du plus gros salon au monde de l'usinage de métal. Le fait qu'elle soit plus compacte que les éditions allemandes n'a aucune importance. EMO Milano est la fête italienne prouvant que l'Italie a toujours une industrie de la construction de machines bien vivante. La quatrième plus grosse du monde, pour être précis.

ACCENTS

Bien qu'en Italie, les accents à EMO Milano sonnaient un peu allemand cette année. On retrouvait l'Industrie 4.0 à de nombreux stands. La numérisation et l'intégration de machines et de cellules de production dans des réseaux numériques sont une tendance prenant peu à peu plus de sens que de simples perspectives de scientifiques. Le monde cyberphysique était représenté par plus d'un constructeur de machines avec des choses en fait pas si récentes. Le contrôle à distance par exemple, qui existe depuis longtemps mais devient bien plus 'en temps réel'et 24/7 dans les concepts d'Industrie 4.0.

Pièce complexe

De plus en plus de capteurs

En regardant bien autour de soi au salon, on voyait des exemples concrets indiquant la direction que suit la technologie CNC. Comme les pompes de lubrification de centres d'usinage commandées complètement automatiquement sur la base de signaux générés par le logiciel. Le logiciel intelligent tire ces signaux de capteurs et d'éléments comme la puissance absorbée des entraînements. Les roulements et guidages hydrostatiques sont dotés de capteurs de force à même de mesurer des différences infimes. Il y a également des capteurs dans le serrage de la pièce, permettant de mesurer la force de serrage et la force exercée sur la pièce pendant le fraisage ou le meulage. Ces capteurs ne sont peut-être même pas très récents.

L'économie d'énergie est un thème majeur pour Schaeffler. Une nouvelle technologie de roulement et de nouveaux moteurs de type torque permettent de réduire fortement la consommation d'énergie de machines CNC ou d'améliorer considérablement les performances avec une consommation d'énergie identique

Analyse de données

La nouveauté visible à Milan, c'est que les constructeurs de machines développent des applications logicielles pour analyser les données de tous ces capteurs. L'intelligence artificielle fournit ensuite les connaissances nécessaires pour faire prendre la bonne décision à la machine. L'autre innovation visible à EMO Milano était le fait que de tels systèmes tournent dans le cloud et ne sont en fait rien de plus que de petites apps. Le fonctionnement du système était par exemple démontré en direct en couplant des machines d'un fabricant à plusieurs stands, mais également en intégrant les machines dans l'une des usines en Allemagne dans le réseau. Le nombre de fabricants permettant de suivre la machine en ligne via des apps pour smartphone ou tablette ne cesse de croître. Parfois, on dirait qu'on ne compte plus si on ne propose pas de telles apps.

Pour la première fois à EMO: l'additive manufacturing. Plusieurs constructeurs de machines présentaient leurs systèmes hybrides, dont Matsuura. Ces injecteurs de moteur d'avion ont été imprimés en 3D

Approche scrum

La vitesse à laquelle les constructeurs de machines développent ces nouvelles applications est étonnante. Alors qu'avant, on partait plus ou moins pour les gros projets IT de trajets de développement durant des années, un constructeur de machines donnait l'exemple d'un logiciel complet pour la surveillance de l'état de la machine, commande des pompes de lubrification comprise, développé en à peine quatre mois, grâce à l'approche Scrum, une nouvelle philosophie dans le monde IT dans le cadre de laquelle des équipes de conception bouclent de petits projets en quelques semaines et développent ainsi les projets étape par étape. D'ici quelques années, on se souviendra d'EMO Milano comme du salon où l'Industrie 4.0 a été visible pour la première fois.

LES FABRICANTS ASIATIQUES ONT DE GRANDES AMBITIONS

Les prochaines années, les innovations majeures viendront surtout des développements logiciels. Cela est clair. Les fabricants présentaient certes de nouveaux modèles de leurs machines (il s'agissait parfois même de premières, comme des fraisages et tournages en une même machine) mais souvent, c'était de nouvelles générations de modèles existants. Au niveau des propriétés mécaniques, les limites sont peuà peu atteintes. Encore plus précis, plus rapide, plus fiable: ici, on a de plus en plus besoin de logiciels. Plusieurs constructeursde machines ont montré qu'ils misaient lourdement sur le développement de nouvelles commandes, ou l'ajout de caractéristiques à la commande. On a pu voir à EMO Milano que le marché des machines CNC évolue vers le segment supérieur. Plusieurs constructeurs de machines asiatiques ont prouvé qu'ils ne visaient pas seulement le segment bon marché mais également le haut du segment moyen. Certains constructeurs visent même la classe la plus élevée, et s'attaquent aux marques premium européennes et japonaises. Certains le font avec de nouvelles machines pour l'usinage en gros comme pour l'usinage de composants de mécanique de précision.

La firme autrichienne WFL a intégré le placage au laser dans un centre de tournage-fraisage. Des éléments peuvent ainsi être construits sur des produits existants, ou des couches d'usure sont trempées grâce au laser à diode

NOUVEAUTE A EMO: L'ADDITIVE MANUFACTURING

L'autre thème au salon était l'additive manufacturing, en plein essor. Plusieurs gros fabricants présentaient pour la première fois en Europe leurs machines hybrides, combinant la construction par couches avec de la poudre de métal avec des usinages par enlèvement de matière en un seul serrage. Depuis le dernier EMO à Milan, les constructeurs de machines ont rapidement adhéré à cette nouvelle technologie. Pourquoi? Parce qu'ils pensent tous que la complexité des pièces devient telle qu'elles ne peuvent plus être fabriquées avec la technologie classique. Les développements du côté des matériaux jouent un rôle aussi. La technologie hybride permet par exemple de combiner plusieurs matériaux en une pièce. Bien que la technologie hybride soit large, les fabricants optent presque tous pour leurs propres solutions spécifiques. Le choix de la source laser joue ici un rôle majeur. Bien que beaucoup préfèrent le laser à fibres, certains optent pour le laser à diode parce qu'il permet plusieurs usinages. La trempe au laser de surfaces sensibles à l'usure peut se faire sur la même machine, dont le domaine d'application est ainsi encore plus large. Certains constructeurs combinent le fraisage avec la fusion laser à lit de poudre, d'autres optent plus pour le placage au laser. La poudre de métal est intégrée dans le rayon laser et se dépose. Certains fabricants préfèrent conclure un partenariat avec une des valeurs sûres de l'industrie de l'additive manufacturing. Tous sont en pleine recherche.

Un exemple d'outils trempés au laser utilisés pour la production de roues d'engrenage. En général, la technique est surtout employée sur les surfaces sensibles à l'usure

ROBOTISATION

La robotisation est un autre thème restant actuel dans l'usinage de métal. D'un côté, les robots sont de plus en plus puissants. Les fabricants présentent des robots soulevant et déplaçant facilement des pièces de plus d'une tonne. D'autre part, les fabricants de robots cherchent des systèmes collaborant mieux avec l'homme. Cette évolution s'est amorcée au printemps dernier au Hannover Messe et à EMO Milano, les premières applications dans l'usinage étaient visibles. Le robot et l'opérateur travaillent ensemble sur la fraiseuse CNC pour le chargement. Le principal avantage, c'estqu'il ne faut plus de protection. La machine reste ainsi plus accessible pour l'opérateur voulant réaliser des pièces uniques ou le réglage d'une nouvelle opération de fraisage la journée. La limite de ce type de robots est actuellement toujours le poids maximal qu'ils peuvent lever, soit moins de 35 kilos.

On peut se demander si ce n'est pas trop peu carles cellules robotisées existantes constituent en fait une bonne alternative. L'avancée la plus intéressante dans le domaine des robots était l'intégration de la programmation et de la commande du robot dans la commande CNC de la machine. Annoncée il y a deux ans à Hanovre, cette évolution était cette fois visible concrètement. L'opérateur CNC n'a pas besoin de connaissances spécifiques en programmation de robots. La commande du robot se fait via le deuxième canal de la commande CNC. Le robot est ainsi en fait bien plus intégré dans la cellule de production complète.

Outre le chargement de la machine, il devient aussi plus facile de faire faire d'autres choses au robot.

OUTILS

La robotisation évolue aussi discrètement. Siemens et Kuka ont présenté les premiers résultats de leur collaboration annoncée il y a deux ans. Ce robot avec une machine Handtmann est commandé via la commande Sinumerik

Aux salons, les fabricants d'outils submergent souvent leurs visiteurs avec leur vaste offre. Milan ne faisait en fait pas exception à la règle, même s'il y a également des fabricants qui taillent dans leur assortiment et réduisent leur offre pour faciliter la vie des clients. On le remarquait chez plusieurs fabricants d'outils ayant apparemment capté des signaux du marché indiquant que la surabondance de possibilités n'aidait pas le client à choisir le bon outillage. Dans le cas des outils plus récents, les revêtements CVD sont souvent remplacés par des revêtements PVD. Leur utilisation est liée à la progression du laser à impulsions courtes,qui permet l'usinage de ces couches supérieures. Les fabricants d'outils peuvent pour la première fois appliquer des brise-copeaux dans de tels outils. Avec leurs nouveaux outils, les fabricants exploitent également les possibilités offertes par les progiciels de FAO modernes. Ils lancent par exemple sur le marché des fraises spéciales pour le fraisage trochoïdal. D'autres élargissent leur offre de fraises tangentielles ou haute performance. Une productivité accrue est la tendance claire, en combinaison avec des tenues d'outil plus longues. Parmi les outils également, on observe un lien clair avec l'Industrie 4.0. Cela va largement au-delà d'un simple catalogue numérique. Les outils sont de plus en plus souvent couplés par le biais d'applications cloud par exemple à des programmes de FAO. Et il existe aujourd'hui des systèmes fonctionnant avec l'intelligence artificielle et fournissant au programmeur CNC des conseils en ligne sur les outils convenant le mieux pour chaque travail.

Les robots, comme celui-ci de Fanuc, lèvent des pièces de plus en plus lourdes