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Robot usineur : rendez-vous à Hanovre

publié le 25 mars 2011


A l’occasion de la Foire de Hanovre (Allemagne), du 4 au 8 avril, le Cetim présentera des démonstrations d’usinage robotisé sur le Hall 2 stand D55 dans le cadre des Instituts Carnot

 
Senlis, le 23 mars 2011 –  Le Cetim (Centre technique des industries mécaniques) présentera des démonstrations d’usinage robotisé à la Foire de Hanovre. 

Dès 2007, le Cetim a lancé un programme destiné à tester le potentiel de l’usinage avec un robot. En partenariat avec les constructeurs, il a alors élaboré une installation avant-gardiste comportant un robot Stäubli RX 170 hsm, doté d’une broche Precise capable d’usiner à grande vitesse (17 kW et 42 000 tr/min). Un dispositif intégré dans une cellule conçue et fabriquée par Segula-Technologies.

« La recherche de meilleures solutions d’usinage robotisé connaît depuis deux ou trois ans une attention particulière et de nombreuses équipes cherchent l’installation miracle », précise Christophe Desplatz, responsable du projet au Cetim. Et d’ajouter : « Le Centre technique des industries mécaniques ne pouvait pas être absent de ce développement plein de promesses ». « Il ne s’agit pas cependant de remplacer la machine- outil, mais de tester le potentiel de l’usinage avec un robot pour voir jusqu’où l’utilisateur peut aller », explique l’expert du Cetim. Source de réduction de coûts, tant d’investissement que d’exploitation, le robot trouve déjà sa place dans les ateliers pour assurer des opérations de parachèvement comme l’ébavurage, le contournage, le polissage...

Les travaux menés depuis 2007 ont démontré que le robot peut également attaquer d’autres usinages ainsi que des matériaux plus durs.

Stäubli Robotics a déjà réalisé de nombreuses applications avec des broches montées en bout du bras de différents modèles de robot. Pour aller plus loin et mener à bien ce projet, il a été décidé de modifier et d’adapter le robot pour obtenir une meilleure rigidité. « Ainsi, une nouvelle fonderie a été conçue pour intégrer directement la broche d’usinage dans l’avant-bras », indique Jacques Dupenloup, responsable des Ventes France de Stäubli Robotics, chargé de ce projet. Un développement qui a permis de gagner plusieurs mois sur le programme de recherche. Autre modification importante : tous les câbles et conduits de refroidissement, de lubrification et d’alimentation de la broche, passent à l’intérieur du bras afin d’éviter tout accrochage avec l’environnement du robot (pièces, outillages, accessoires…).

Aux solutions innovantes trouvées par Stäubli se sont ajoutés les développements originaux de Segula Technologies qui a intégré le robot dans une cellule spécifique dotée d’une table machine en acier de 50 mm d’épaisseur et d’un poids total de 9,1 tonnes. Le bâti est soudé, stabilisé, usiné et rempli de sable. Il garantit une liaison monobloc et rigide entre la table et le robot afin d’éliminer les résonances et les vibrations.

L’intégration de la broche, et son double enfourchement (façon tête Twist) a permis d’augmenter de façon drastique la rigidité du robot. Cette innovation a permis à Stäubli et au Cetim de tailler directement des pièces dans la masse et pour des matériaux réputés difficiles, chose inhabituelle pour un robot.

En parallèle, des réglages mécaniques fins et une calibration du robot ont permis d’assurer une précision dans son volume de travail de 0,5 mm allant jusque 0,1 mm sur des volumes restreints (petites pièces industrielles), ce qui est assez exceptionnel en usinage robotisé.

Les matériaux testés vont des plus tendres comme les alliages d’aluminium jusqu’aux plus difficiles comme un inox 316L ou un inconel 600.

Un bras robot n’a évidemment pas la rigidité d’une machine outil, et il serait utopique d’envisager les mêmes engagements en matière. Par contre, c’est exactement le type de machine où l’on doit privilégier la dynamique du bras et la vitesse de rotation élevée de la broche (UGV : Usinage Grande Vitesse) .

Pendant les essais, un effet « robot » inattendu a été observé sur les vitesses de coupe qui sont multipliées par 4 à 5 pour les matériaux difficiles. A titre d’exemple, pour une durée de vie d’outil équivalente, l’inconel 600 peut se couper à 260 m/min. Cet effet « robot » s’explique par une certaine souplesse du bras qui sert d’absorbeur et préserve ainsi l’outil.

L’approche d’usinage robotisé a été validée avec l’ensemble des partenaires et sur des cas industriels type : Alstom, Areva, EADS, EDF, Koller, Montupet…

Aujourd’hui, les efforts se portent sur l’amélioration de l’environnement Robot afin de le rendre encore plus accessible aux techniciens d’atelier :

  • développement d’une IHM (Interface Homme Machine) avec des fonctionnalités typées usinage
  • développement des filières de programmation FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) avec cycles d’usinage et simulation intégrée.

 Stäubli Robotics sera également présent lors de la Foire d’Hanovre, Hall 17, stand D12.

 




A propos du Cetim
A la croisée de la recherche et de l’industrie, le Cetim (Centre technique des industries mécaniques) est le centre d’expertise mécanique français. Outil R&D de plus de 7500 entreprises mécaniciennes, il compte 700 personnes dont plus de la moitié d’ingénieurs et techniciens, pour 100 M€ de chiffre d’affaires. Il démultiplie son action avec un réseau de partenaires scientifiques et techniques. Le Cetim assure une forte présence au plus près de ses clients nationaux. Ses capacités d’intervention industrielle s’étendent à l’international, notamment dans les régions francophones. Son action de pilote de nombreux projets innovants en fait naturellement le fédérateur des grands projets industriels ou R&D multipartenaires et ce sur 5 axes principaux : conception, simulation, essais ; procédés de fabrication et matériaux ; mécatronique, contrôle et mesure ; développement durable, management et appui aux pme. A côté des grands acteurs spécialisés, le Cetim propose une offre globale et pluridisciplinaire pour transformer et mettre œuvre les connaissances scientifiques en applications au service de l’industrie.  www.cetim.fr

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