Fraiseuse

Fraiseuse pour l'usine intelligente
Fraiseuse pour l'usine intelligente

Fraiseuse pour l'usine intelligente

Fabrication en série ultrarapide, jusqu'à la pièce unitaire

La fraiseuse compacte à commande numérique à quatre axes est une petite merveille destinée à la production économique de petites et grandes séries. Dans une fabrique intelligente, structurée de façon modulaire, elle permet la fabrication automatisée de petites pièces métalliques à grande vitesse – avec un changement d'outil automatique et avec un cube de serrage équipé de pièces à usiner.

La machine a été développée par la société Marquart engineering GmbH, une société de développement germano-chinoise, pour l'usinage d'aluminium, d'acier inoxydable et de verre.

Le concept de la machine est conçu pour l'interconnexion de plusieurs machines et permet la communication avec des systèmes maîtres. L'interconnexion verticale et horizontale est réalisable de façon simple et flexible grâce à l'utilisation de notre technologie. Grâce à ce concept, vous pouvez utiliser la fraiseuse comme composant pour l'Industrie 4.0.

Nous vous présentons les composants essentiels de cette solution qui, une fois combinés, offrent ces avantages. Avez-vous des questions ? Contactez-nous, sous : fraesmaschine@balluff.de

  • Préc. max. p. la surveillance de la pos. et de la vitesse de rotation

    Un unique système de mesure pour tous les axes d'usinage

    Nos systèmes de mesure de déplacement à codage magnétique BML haute résolution garantissent sur différentes positions une surveillance extrêmement précise de la position et de la vitesse de rotation : les axes d'usinage x, y, z et B.

    Les systèmes de mesure de déplacement à codage magnétique ultraprécis, qui se composent d'une tête de capteur et d'une bande magnétique, mesurent sans contact, sont sans usure et n'ont pas besoin de mesures de protection contrairement aux systèmes optiques onéreux. Très robuste et insensibles à la poussière, à l'huile et aux dépôts, ces systèmes garantissent une grande fiabilité à petit prix. Il sont adaptés pour des accélérations élevées et sont insensibles aux vibrations et aux oscillations. Ces éléments étaient déterminants pour le constructeur.

    Pour le constructeur de machines, le fait de pouvoir utiliser un seul système de mesure pour tous les axes d'usinage était particulièrement attractif. Le montage final des différents composants du système suit le même principe et simplifie ainsi grandement la fabrication en série ainsi que la mise en service de la machine.

    Précision maximale pour la surveillance de la position et de la vitesse de rotation

    Les systèmes de mesure de déplacement à codage magnétique offrent une fiabilité élevée.

  • Garantie d'une rotation précise du porte-pièce

    Qualité de régulation optimale pour le moteur couple

    Pour garantir un usinage performant des pièces, on utilise un porte-pièces quadrangulaire, qui porte une pièce sur chaque côté. Afin de positionner correctement et successivement les pièces pour le fraisage, le porte-pièces est tourné en continu sur 360 degrés au moyen d'un moteur couple. A cette fin, un coupleur inductif transmet l'énergie sans contact, par l'intermédiaire d'un entrefer. Ainsi, l'usure et les ruptures de câbles ne posent aucun problème.

    Les déplacements ultra-dynamiques, ultrarapides et précis sont contrôlés par un codeur incrémental BML S1F avec bande magnétique annulaire, lequel codeur est intégré dans le logement de l'axe de rotation. Ses résultats de mesure ultraprécis permettent une qualité de régulation optimale et fournissent ainsi une rétroaction de position précise, si bien que l'entraînement fonctionne avec une stabilité maximale.

    Le constructeur profite de la forme compacte, du grand espacement entre la tête de capteur et la bande de mesure, ainsi que de la magnétisation sur la partie fonctionnelle spécifique au client. Grâce à l'intégration optimale dans la construction de la machine, cela permet de réaliser un grand rayon de mesure et, en conséquence, une résolution très élevée.

    Garantie d'une rotation précise du porte-pièce

    Un moteur couple assure la rotation du porte-pièce.

  • Verrouillage et déverrouillage fiables du porte-outil

    Avec un moteur électrique : performant, à faible consommation, facile à surveiller

    Un disque absolu intégré dans le moteur électrique permet de déverrouiller le porte-pièce par l'intermédiaire du dispositif de serrage. Son signal de mesure absolu précis, qui est présent immédiatement après la mise sous tension, indique la position précise du dispositif de serrage, sans course de référence.

    Afin de pouvoir se passer d'un système hydraulique et d'un système pneumatique, on a misé sur la technique d'entraînement électrique. Celle-ci offre une grande puissance, une efficacité énergétique élevée et est en même temps facile à surveiller.

  • Contrôle de la distance de serrage de l'outil

    Pour un changement d'outil automatisé et un usinage avec une grande sécurité de processus

    Le contrôle de la distance de serrage de l'outil est assuré par notre système de mesure de position inductif BIP. Celui-ci contrôle par l'intermédiaire d'une cible en acier l'état de serrage actuel. Grâce à cette information immédiate, le porte-pièce est toujours verrouillé de façon sûre.

    Insensible à l'encrassement, le système de mesure de position garantit un contrôle de position sûr avec une fidélité de répétition élevée, y compris en cas de vitesse de déplacement élevée. Le changement automatique d'outil et l'usinage avec une grande sécurité de processus sont ainsi garantis de façon fiable.

    Cette solution est économique et a convaincu du premier coup.

    Contrôle de la distance de serrage de l'outil

    Le système de mesure de position garantit un contrôle de position fiable avec une fidélité de répétition élevée.

  • Transm. sans contact de l'énergie p. les capteurs et l'îlot de vannes

    Pour une grande disponibilité de l'installation

    Un coupleur inductif BIC assure la transmission de l'énergie et du signal. Par ce biais, les capteurs inductifs se trouvant dans le porte-pièce sont interrogés et l'îlot de vannes est commandé.

    Notre coupleur inductif convient idéalement pour les éléments de machine mobiles. En effet, le coupleur sans contact transmet à la fois l'énergie et les signaux de façon fiable et sans usure par l'intermédiaire d'un entrefer, et garantit ainsi une grande disponibilité de l'installation.

    Grâce à son interface IO-Link, il fonctionne de manière bidirectionnelle et transmet les données dans les deux directions. Il permet ainsi de commander les actionneurs et de recueillir en même temps les signaux des capteurs.

    Etant donné que les unités à déconnexion rapide peuvent être manipulées simplement par "plug-and-play", les nouvelles exigences telles que le changement d'outil peuvent être prises en compte en un temps très court. Cela permet des cadences élevées et améliore la flexibilité des processus.

  • Positionnement du porte-pièce sur les axes d'usinage

    Qualité de régulation optimale pour l'entraînement linéaire

    Afin de positionner de façon précise le porte-pièce sur les trois axes d'usinage, les systèmes de mesure à codage magnétique BML S1F garantissent la qualité de régulation optimale du moteur linéaire.

    De surcroît, le constructeur de machines peut monter les systèmes compacts de façon rapide et flexible. Car le maniement est simple et offre une grande marge de manœuvre. Autre avantage du système : les bandes de mesure peuvent être confectionnées individuellement sur site.

  • Positionnement précis des axes du changeur d'outil

    Pour le remplacement d'outil rapide

    Le positionnement précis du changeur d'outil sur l'axe x, y , z est surveillé par un système de mesure de déplacement incrémental BML S1F. Ceci permet un remplacement rapide et fiable de l'outil, la position de changement souhaitée étant garantie en permanence.

    Lorsque le système de mesure direct BML est combiné avec une vis à billes simple et une courroie crantée, cela permet d'obtenir une grande précision à un excellent prix.

    Positionnement précis des axes du changeur d'outil

    Précision maximale à un prix économique : Le système de mesure est combiné avec une vis à billes simple et une courroie crantée.

  • Garantie de l'alimentation en réfrigérant et en lubrifiant

    Mesure continue du niveau de remplissage

    Les capteurs de niveau à ultrasons avec interface IO-Link assurent l'alimentation fiable de la fraiseuse en réfrigérants et lubrifiants. Les capteurs détectent en continu le niveau de remplissage exact des fluides de processus et le transmettent sous forme numérique, avec une grande qualité de signal, au système de commande. Ainsi, les valeurs min et max sont respectées de façon fiable.

    Grâce à l'IO-Link, l'exploitant de la machine a en permanence une vue d'ensemble. En effet, le standard de communication fournit continuellement à la fois les données de processus et les informations de diagnostic.

  • Alimentation en tension des capteurs et de l'îlot de vannes

    Avec surveillance d'état

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    L'alimentation en tension est assurée par un bloc d'alimentation IP67 avec interface IO-Link, qui peut être utilisée directement sur le terrain, dans des conditions difficiles, et se prête ainsi idéalement pour l'installation décentralisée, sans armoire électrique. Grâce à l'IO-Link, le bloc d'alimentation peut être surveillé confortablement depuis le poste de commande et ainsi être monté également dans des endroits difficilement accessibles.

    Grâce à la fonction Heartbeat®, l'exploitant de la machine peut surveiller continuellement les facteurs d'usure. Elle indique la charge et la sollicitation ("Stresslevel") ainsi que la charge de courant ("Loadlevel"). En outre, l'affichage "Lifetime" donne une indication sur la durée de vie restante. Ainsi, les défaillances inattendues s'accompagnant d'une interruption de la production appartiennent désormais au passé.

  • Affichage et surveillance des états de fonctionnement

    Sécurité supplémentaire pour le fonctionnement de la machine

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    Pour pouvoir surveiller différents états de fonctionnement et vérifier continuellement les différents stades, la décision s'est portée sur la colonne de signalisation à LED SmartLight. En effet, son spectre de couleurs permet des affichages détaillés et signale de surcroît les tendances et les variations de grandeurs physiques. De plus, son maniement est d'une facilité déconcertante. Les modes et les couleurs peuvent être modifiés pendant le fonctionnement courant, c'est-à-dire sans transformation mécanique. Autre avantage : le nombre, la taille et la définition de ses couleurs et de ses zones peuvent être paramétrées individuellement. Tout ceci grâce à son interface IO-Link.

    Ainsi, la SmartLight indique la durée jusqu'à la prochaine maintenance de la machine. La fréquence de clignotement permet d'indiquer si le magasin de pièces contient encore suffisamment de pièces à usiner. En outre, l'indicateur de niveau signale la quantité de lubrifiant encore disponible et quand le réservoir doit faire l'objet d'un remplissage d'appoint. L'on obtient ainsi une sécurité supplémentaire pour le fonctionnement de la machine.

    Affichage et surveillance des états de fonctionnement

    Les réglages peuvent être modifiés pendant le fonctionnement courant – sans transformation mécanique.

  • Interconnexion économ. et commun. de bout en bout, jusqu'au capteur

    Savoir à tout moment ce qui se passe

    Le degré d'automatisation élevé de la machine, faisant appel à un grand nombre de capteurs, a nécessité un concept de câblage performant tout en étant économique. Le constructeur de machines souhaitait pouvoir interconnecter la fraiseuse également avec d'autres machines du même type, afin de permettre une communication globale.

    IO-Link a offert la solution idéale. En effet, de simples câbles industriels 3 fils non blindés économiques suffisent pour le raccordement et de simples connecteurs M12 suffisent pour raccorder les appareils les plus divers. L'interface universelle permet de paramétrer de façon centralisée des capteurs intelligents et transmettent les informations de diagnostic du capteur au système de commande, ainsi que les données de processus sous forme numérique, avec une grande qualité de signal.

    Point particulièrement intéressant pour les constructeurs et exploitants de machines : Grâce à la combinaison de l'IO-Link et d'une technologie de bus de terrain performante, les données peuvent être échangées de façon fiable et flexible, à l'échelle de l'installation.

  • Avec une technique de réseau efficace et performante

    Communiquer à l'échelle de l'installation

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    Pour recueillir les signaux de capteur de manière aussi économique que possible, le constructeur de machines utilise des répartiteurs de capteurs IO-Link avec 16 entrées/sorties librement configurables. D'autant plus que les répartiteurs actifs, logés dans un boîtier métallique robuste en IP67, se prêtent remarquablement pour l'environnement difficile de la fraiseuse. De plus, des répartiteurs de capteurs IO-Link en IP20, avec huit entrées/sorties librement configurables, sont utilisés dans l'armoire électrique. Car leur forme de construction peut être parfaitement intégrée dans les espaces réduits.

    Ces répartiteurs sont reliés en "plug-and-play" avec un module IO-Link Master 8 ports, qui transmet au système de commande les informations des capteurs de huit répartiteurs, chacun comprenant jusqu'à 16 capteurs. Ainsi, il est possible de raccorder jusqu'à 136 entrées/sorties par nœud. Point particulièrement économique : L'ingénieur électricien n'a besoin à cette fin que d'une adresse de bus.

    Communiquer à l'échelle de l'installation grâce à une technique de réseau efficace et performante

    Relier de manière efficace et économiser des nœuds de bus.

  • Gestion entièrement automatique des outils

    Gestion des données simple et utilisation optimale des outils

    La gestion des données simple état l'une des raisons pour lesquelles le constructeur de machines a envisagé une gestion d'outils automatisée avec RFID. La rentabilité élevée avec une utilisation des outils et une maintenance optimales ne l'ont pas moins convaincu. D'autant plus que l'utilisation hautement efficace des outils contribue à une augmentation de la productivité.

    En effet, grâce à la gestion d'outils, le bon outil est au bon moment, au bon endroit. Toutes les données d'outil importantes, telles que la disponibilité, le degré d'usure ou la durée d'outil résiduelle, sont enregistrées lors de l'utilisation en temps réel sur un support de données, lequel est relié de façon fixe avec l'outil. Toutes les données peuvent être consultées à tout moment. En outre, les erreurs d'affectation appartiennent désormais au passé.

    Cette identification d'outils sans papier, fiable, avec un facteur de création de valeur élevé, est garantie par notre système haute fréquence BIS M avec 13,56 MHz. Conçu spécialement pour l'environnement métallique, le système assure à la perfection des vitesses élevées dans un environnement difficile. Grâce à la diversité des composants disponibles, le système adapté était très vite configuré, testé et mis en service.

    Gestion d'outils entièrement automatique

    Grâce à la gestion d'outils automatisée, le bon outil est au bon moment au bon endroit.

  • Affectation et traçabilité automatiques des pièces

    Transparence pour l'intégralité du processus de fabrication

    A des fins d'assurance qualité et pour une question de rentabilité, les pièces doivent être acheminées et suivies de façon entièrement automatique. La traçabilité du processus de production a également joué un rôle important lors de choix de la technologie.

    RFID s'avère être dans ce cas la technologie clé. En effet, RFID documente de manière automatique l'historique de production de l'ensemble des pièces fabriquées, ainsi que tous les matériels et composants utilisés – avec l'heure, le lieu, le déroulement. Ces informations en temps réel permettent d'éjecter les pièces défectueuses encore dans le processus courant, pour être retouchées et réacheminées dans le circuit de fabrication.

    Chaque pièce reçoit à cette fin un support de données du système RFID haute fréquence BIS M. Ces supports de données haute vitesse adaptés au monde industriel offrent des cycles de lecture/écriture illimités et permettent des cadences élevées et des temps de cycle rapides. Conçus pour l'environnement métallique, la poussière métallique, l'eau ou encore l'huile ne peut les affecter. Pour cette raison, ils conviennent idéalement pour les tâches d'identification lors du fraisage de petites pièces métalliques.

    Chaque étape de la chaîne de processus est enregistrée et est traçable. Le processus de fabrication complet est ainsi transparent et le flux de matières peut être contrôlé à l'échelle de l'entreprise. Un processus optimal est désormais possible, de la pièce brute au produit fini. Les fraiseuses de ce type peuvent ainsi être intégrées parfaitement dans l'usine intelligente.