Depuis le début de l’époque industrielle, les constructeurs et usineurs sont dans une quête perpétuelle de la recherche de productivité. L’idée de rassembler un maximum de possibilités d’usinage et de production sur une même machine est à la base des centres d’usinage. Cela permettra d’améliorer l’efficacité et la qualité pour des pièces en série en évitant un démontage remontage des pièces sur plusieurs machines. La production en ligne a commencé par des machines spéciales pour donner finalement naissance à la machine outil centre d’usinage.
Les différents types de centres d’usinage à connaitre.
Centre d’usinage Vertical
Les centres d’usinage verticaux ont été développé en premier. Ils ont une broche verticale et une table horizontale. Ils sont une évolution des fraiseuses conventionnelles avec une commande numérique et un changeur d’outil automatique.
Le centre d’usinage verticale est plus adapté pour des ateliers de petites productions, car son ergonomie permet un meilleur accès à la pièce pour les contrôles d’usinages et la mise au point. Il permet de réaliser de nombreuses opérations en ayant un bon visuel sur la pièce durant son usinage.
La table de travail d’un centre d’usinage vertical sera souvent plus grand que les palettes des centres Horizontaux, cela permet la mise en place de pièces de plus grande tailles.
On trouvera dans la gamme :
- des centres d’usinage vertical à 3 axes linéraires X,Y et Z
- des centres d’usinage vertical à 3 axes linéraires X, Y et Z et 1 axe rotatif supplémentaire
- des centres d’usinage vertical à 3 axes linéraires X, Y et Z et 2 axe rotatif supplémentaire – Centre à 5 axes
Centre d’usinage Horizontal
Le centre d’usinage horizontal a une broche horizontale et la pièce est présentée face à la broche avec un système de fixation vertical.
Ce type de centre d’usinage est plus courant pour de la production importante et de masse car la pièce étant verticale cela permet une évacuation des copeaux plus facile car les copeaux tombent par gravité au lieu de rester sur la pièce comme sur un centre d’usinage verticale. On rajoutera un convoyeur à copeaux pour les évacuer ensuite dans une benne.
Si le centre d’usinage horizontal à pour avantage sa productivité en revanche son ergonomie n’est très pratique et ergonomique car l’opérateur à difficilement accès à la pièce. Il sera nécessaire de rajouter un axe rotatif pour le plateau.
Le brut sera donc fixé sur une palette qui sera échangée afin de pouvoir préparer la pièce à l’extérieur de la machine.
On trouvera dans la gamme :
- des centres d’usinage horizontal à 3 axes linéraires X,Y et Z
- des centres d’usinage horizontal à 3 axes linéraires X, Y et Z et 1 axe rotatif supplémentaire
- des centres d’usinage horizontal à 3 axes linéraires X, Y et Z et 2 axe rotatif supplémentaire – Centre à 5 axes
Centre d’usinage combiné en tournage et fraisage
Ce type de centre d’usinage permet de réaliser des processus complet grâce à la possibilité de pouvoir fraiser et tourner la pièce sans la démonter. On pourra donc réaliser des polygonages, des fraisages de surfaces, voir même du brochage sur des pièces après avoir réalisé le tournage de la pièce
Ces deux fonctions donnent une polyvalence supplémentaire à ce type de centre d’usinage pour des pièces adaptée à cette configuration.
C’est un premier exemple des machines hybrides que sont les centres d’usinage actuels, on trouvera également des centres d’usinage Horizontal et vertical avec une tête orientable, des centres d’usinage à portique, des centres d’usinage Grande vitesse ( UGV), des tours verticaux combinés
La commande numérique CNC
La commande numérique CNC pour Computer Numerical Control est principalement produite par les marques : Fanuc, Siemens, Heidenhain, etc.. Elle permet de transformer des machines d’usinages conventionnelles en machine de production de série. En pilotant les axes de manière numérique sans utiliser les manivelles. Elle intègre les informations des différents outils comme leurs dimensions et caractéristiques, leurs fréquences de rotations, durée d’usinage, etc…
On retrouve les CN sur les fraiseuses pour faire du Fraisage à commande Numérique, mais aussi sur les tours, sur les centres d’usinage, sur les machines de rectification ou d’électro-érosion.
Elle trouvera toute sa place pour des pièces très complexes et répétitives, car elle nécessitera une programmation des positions et usinages ou l’intégration des plans numériques des formes géométriques des pièces complexes.
