L‘usinageL‘usinageGRANDE VITESSE GRANDE VITESSE

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La meilleure réponse à l’exigence de la demande de votre secteurL’usinage 5-axes représente la technologie la plus demandée qui va répondre à toutes vosexigences : haute précision et qualité de surface de la pièce en un minimum de temps.C’est pourquoi nous avons développé en partenariat avec les constructeurs et les utilisateursla commande numérique SINUMERIK 840D disposant de fonctions évoluées très performantes.Si ces fonctions sont exploitées avec intelligence, elles simplifient considérablement la programmation de l’usinage 5-axes et contribuent à l’amélioration du résultat final.

L’industrie des biens de consommation :des pièces de formes très variées

Le nombre de surfaces sculptées sur les moulesd’injection plastique sont sans limites.

Les consommateurs sont sans cesse à la recherche de nouvelles esthétiques

et d’une meilleure ergonomie (ordinateurs, téléphones …).

Industries aéronautiques et astronautiques :maîtrise assurée des matériaux de hautetechnologieAujourd’hui les avions dépendent de plus en plus de pièces intégrées dont l’usinage nécessite l’enlève-ment de matière atteignant 90% du volume de lapièce brute. Les pièces finales sont de plus en pluslégères avec une structure de plus en plus résistante.

Industrie automobile : de l’idée au produit final via le prototype

Notre offre SINUMERIK est un excellent outilpour la production en série, combinant à la fois

productivité et grande qualité tout en permettantla réduction de certaines étapes

de rectification coûteuses.

Développement de la puissance : l’usinage 5-axespour accroître l’efficacité de sa productionGrâce aux pales de turbine très innovantes, les usines produisant de l’énergie sont de plus en plus efficaces.L’usinage 5-axes reposant sur la SINUMERIK 840D permetd’accélérer la production. D’autres technologies clés tellesque la construction des machines, l’électricité, le transport,le médical et les systèmes de convoyage bénéficient également des excellentes performances des systèmesd’entraînement Siemens.

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Une productivitéaccrue avec la mécatronique La mécatronique décrit l’interaction entre l’électronique, les technologiesde l’information et les aspects mécaniques dans les machines et les usines. C’est dans cette optique que nous offrons des solutions et des services spécifiques.

Notre offre en mécatronique vous permet de simuler vos concepts très tôt durant la phase de développement. Vous pouvez aussi tester des solutionsintermédiaires et des prototypes en virtuel. Avantage : le produit,développé plus rapidement, entre sur le marché en moins de temps. De plus, vous pouvez choisir la machine répondant parfaitement à votre besoin, et bénéficier ainsi d’une grande rapidité d’exécution et d’une haute productivité.

basse résolution

L’usinage grande vitesse par excellence

L’usinage à grande vitesse avec la CNSINUMERIK 840D permet de répondreaux exigences actuelles en matière de production d’outils et de moules : rapidité, haute précision, qualité de la surface sans passer par l’étape de rectification. Ce succès est possiblegrâce à notre offre complète de composants associés à des logiciels permettant de couvrir toutes les fonctions dont vous avez besoin.

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L’efficacité dans une nouvelle dimension

Les systèmes de commande innovants SINUMERIK et SIMODRIVE sont décisifs pour profiter au maximum de l’usinage 5-axes.Aujourd’hui, intégrer une commande numériqueSINUMERIK à un centre de fraisage permet d’atteindre un rendement opérationnel encorepratiquement impossible il y a quelques temps.On obtient ainsi une précision supérieure à 1 µm et les moteurs linéaires autorisent des accélérations à plus de 1 g (= 9.81 m/s2).

Les profils de vitesse réalisés par la CNpermettent de meilleures accélérations :Look ahead

Pour éviter la violation du contour, la CN SINU-MERIK 840D assure que le profil de vitesse prendtoujours en compte la capacité d’accélérationdes entraînements – avec la fonction LookAhead G642. Tout en respectant l’intervalle detolérance spécifique à chaque axe, cette fonctionpeut assouplir les discontinuités entre blocs enutilisant les Splines. Cela supprime les vibrationsde la machine, améliorant ainsi l’état de surface.

Simplification de la prise de décision avec le cycle UGV.

Les fonctions telles que le compresseur spline, la limitation des secousses (la limitation du jerk),et le look-ahead G642 améliorent énormémentles performances des machines. Rapidité, précision et qualité de l’état de surface : chaque paramètre est ajusté de manière à optimiser le critère souhaité de la machine. Le réglage des fonctions évoluées est alors simplifié par le cycle UGV.

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Une trajectoire plus rapide :interpolation spline

A la différence de l’interpolation linéaire, l’interpolation spline assure une courbe douce durant les transitions. Cela supprime les changements de vitesse soudain des axes, ainsi que les résonances dans les composants de la machine, permettant d’améliorer la rapidité de la trajectoire et la qualitéde la surface.

Une conversion en temps réel en spline : la technologie du compresseur

Le compresseur intégré à la commande numérique SINUMERIK 840D est une caractéristique importante pour l’optimisation des avances et la qualité de l’état de surface. Basé sur une programmation en points àpoints, la conversion du programme en spline est possible en temps réel. Cette fonction est facile à activer dans le programme pièce. Elle a été étenduepour permettre son utilisation sur les machines 5-axes.

Aucune résonance machine : limitation du jerk

Atteindre une vitesse maximale en un minimum de temps est décisif pour laproductivité des centres d’usinage. Cela nécessite que les changements devitesse par unité de temps, appelés « jerk », soient limités pour éviter la réso-nance de la machine. La fonction de limitation du jerk de la SINUMERIK 840Dreprésente un élément essentiel pour assurer une adéquation maximale entrela réponse des entraînements et la dynamique de la machine.

Sans compresseur

Avec compresseur

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Un maximum de fonctions pour l’usinage 5 axesPour toutes les cinématiques machine : la transformation 5-axes intégrée.

La SINUMERIK 840D inclut la transformation 5-axes. Cette « transformation 5-axes dynamique »est utilisée pour programmer dans le système de coordonnées de la pièce, ou bien est utile pour la fonction RTCP, que les axes de rotationsoient sur la tête, la table ou répartis sur les 2. En d’autres termes, un programme pour une piècedonnée peut être exécuté sur des machines à cinématiques différentes. La transformation interne peut même prendre encompte les caractéristiques de la machine, tellesque l’orientation des axes de rotation, sans qu’ilsaient besoin d’être orthogonaux.

Une transformation dynamique pour l’utilisateur.

Le point important de la transformation 5-axesréside dans l’intégration dans le langage de programmation de la commande TRAORI (orienta-tion de la transformation). Non seulement elle permet de changer de cinématique dans le bloc,mais elle offre aussi à l’utilisateur de nombreuxavantages : par exemple, si la longueur de l’outilest modifiée, il n’est pas nécessaire de changer le programme de la commande numérique étantdonné que la transformation cinématique fait maintenant partie intégrante de la commande. De même pour guider l’orientation de l’outil dans le système de coordonnées de la pièce d’une orientation initiale à une orientation finaleen suivant une trajectoire précise, les points intermédiaires sont calculés par la CN par rapportau point pivot de la machine. Ils représentent labase sur laquelle la transformation interne exécuteles mouvements compensatoires des axes cartésiens.

Du « sur mesure » – l’interpolation de l’orientation

Une variante de l’interpolation de l’orientation est l’interpolation de grand cercle – une fonctionsupportée par les outils de FAO. Elle est particuliè-rement utile dans le cas d’interpolations précises le long de plans inclinés dans les cas d’un fraisagepériphérique et, par exemple, pour l’usinage depoches à parois minces sur des pièces de structure.En comparaison avec les interpolations linéairesdes axes d’orientation les plus répandues, l’interpolation de grand cercle nécessite beaucoupmoins de points intermédiaires pour éviter les violations de contour. Les orientations d’outilprès des pôles sont particulièrement délicates.Selon la cinématique machine même des change-ments de trajectoire extrêmement faibles peuventnécessiter des changements importants dans l’orientation des axes. Pourtant il est aisé d’éviter la perte de vitesse engendrée en commutant automatiquement de l’interpolation de grand cercle à l’interpolation linéaire à l’intérieur du cônedes pôles. La commande numérique 840D réaliseles transitions des positions de l’outil (3 axes) à une nouvelle orientation de la trajectoire (5 axes)en effectuant une orientation par avance des axesrotatifs. Dans le bloc suivant, une transition harmonieuse vers le contour incliné de la pièce, est exécutée sans ralentissement de l’outil. Il en résulte un meilleur état de surface et des transitions optimisées. En conclusion: des gains francs sont apportés à la vitesse d’usinage et à la qualité de l’état de surface.

Orientationoutil

Sans TRAORI

Avec TRAORIOrientation

outil et pièceOrientation

pièce

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Encore plus efficace : l’interpolation double spline

A la différence de l’interpolation conventionnelle,cette fonction permet de définir la position de l’outil et son orientation en utilisant deux courbesspline. La première courbe spline est associée à la pointe de l’outil et la deuxième correspond àun point virtuel sur l’attachement de l’outil. Ce type d’interpolation permet une trajectoire plus rapide et améliore l’état de la surface. Les fournisseurs de logiciels de FAO les plus réputés disposent déjà de cette fonction dans leurs logiciels.

Pas de temps perdu pour les calculs dans le post-processor : correction de rayon d’outil 3D

En plus de la correction de longueur d’outil, la CNSINUMERIK 840D dispose également de la fonction

de correction de rayon d’outil. Cela permet d’éco-nomiser plusieurs cycles de calcul dans le postprocesseur car le diamètre réduit de l’outil deréférence est uniquement mémorisé dans lagestion d’outils. Grâce au paramètre ISD il estégalement possible de définir la profondeur depasse en respectant le contour programmé,permettant ainsi une réutilisation fréquente desoutils onéreux.

Simple à utiliser : orientation de l’outil en mode manuel RTCP

RTCP fait partie de la transformation 5-axes TRAORI. RTCP permet à l’utilisateur de changer l’orientation de l’outil en conservant la pointe de l’outil en position. Ainsi l’opération est simple et conviviale.

grossie à 235%

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Une large gamme de fonctions supplémentaires pour le posage de la pièce et les mesures. .

Une programmation flexible : le concept de FRAME

Les frames vous permettent de réaliser la transitiond’un système de coordonnées cartésiennes à unautre. Cette fonction de la CN SINUMERIK 840Dsert également à réaliser des translations, des rotations, des changements d’échelle et deschangements de systèmes de coordonnées. Une distinction existe entre les frames configurables et les frames programmables. En les combinant en une séquence de frames laprogrammation est largement simplifiée. Par exemple, l’usinage d’une surface inclinée surune pièce d’ébauche ne pourrait pas être plus simple : dans l’environnement des frames, en utilisant le décalage d’origine configuré (G54) on commence par changer de système de coordon-nées par la transformation TRANS. Ensuite on réalise une rotation autour de l’axe Y par appel de la commande AROT.Ainsi on se retrouve exactement dans le plan d’usinage dans lequel sera effectué la passe.L’ensemble peut également être exécuté en utilisant la transformation 5 axes de la CNSinumerik 840D.

Définition du retrait : TOROT

La commande fait référence au système internedes frames pour lequel l’axe Z correspond toujoursà l’orientation l’outil actuel.

Décalage configurable

Décalage Programmable

Rotation Programmable

Définition du retrait

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Réglage et mesure des pièces :

La CN SINUMERIK 840D vous offre une gamme de fonctions de mesureadaptée au fraisage. Le meilleur exem-ple : la mesure en 3 points qui met en évidence l’interaction entre la fonction de mesure et les cycles detransformation. Cette fonction peutêtre utilisée pour faire pivoter la pièce dans le plan. Elle a pour but de déterminer l’angleexact d’un plan oblique en troisdimensions. Au moment du pivote-ment, on a soit une orientation de la table face à l’outil, soit uneorientation de la tête vers la pièce. La mesure du zéro pièce sur les axes X et Y puis sur l’axe Z permet de définir un système de coordonnéessur la pièce pour les usinages suivants. Par exemple, si un outilcasse alors qu’il est engagé, il peut être retiré en réalisant un mouvement en manuel parallèlement à l’axe de plongée. Cette action peut également êtremenée à l’aide de la manivelle.

Mesure en 3 points

Mesure du point pivot avec table

Mesure du point de référence Z

Mesure du point pivot avec tête

Mesure du point de référence X/Y

Siemens Automation & Drives

9, boulevard Finot

93527 Saint-Denis Cedex 2

Tél. : 0821 801 111*

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