La mesure sur machine-outil optimise l’exploitation d’une fraiseuse à portique

Un client de F. Zimmermann GmbH, issu du secteur de l’aéronautique, a demandé à ce fabricant de développer une fraiseuse à portique sur mesure pour réaliser des suspensions complexes en titane destinées aux gouvernes d’avion. Le nouveau système doit prendre en charge la programmation des trajectoires d’usinage, toutes les opérations de fraisage et le contrôle des pièces sur la machine. Zimmermann a relevé ce défi en choisissant des solutions de mesure sur machine-outil d’Hexagon pour sa fraiseuse spéciale en vue de gérer les processsus de contrôle qualité intégrés et finaux des éléments fabriqués.

Établi à Neuhausen auf den Fildern, en Allemagne, Zimmermann est un leader technologique connu pour ses centres d’usinage horizontaux et ses grandes fraiseuses à portique de haute performance. Le constructeur a déjà exporté plus de 550 machines dans 37 pays.

In addition to supplying standardised machines that guarantee customers an efficient high-precision milling process, Zimmermann also develops and produces individual custom-built milling solutions to address more complex and unique application challenges.

En plus de fournir des machines standardisées qui garantissent aux clients un fraisage efficace de haute précision, Zimmermann développe et réalise des solutions de fraisage sur mesure pour maîtriser des défis d’application complexes et uniques.

L’un des clients de Zimmermann, actif dans le secteur de l’aéronautique, avait besoin d’une fraiseuse à portique spéciale dotée de nouvelles fonctionnalités et offrant de nouveaux avantages. Le client a confié à Zimmermann le soin de sélectionner et d’appliquer l’outillage de fraisage spécialisé, de programmer la trajectoire de fabrication du composant et de prévoir des mesures directement sur la fraiseuse. « Nous assurons plutôt une fabrication sur mesure, à la demande, qu’une production en série », déclare Steffen Nüssle, directeur commercial Export chez Zimmermann. « Mais la conception modulaire de nos machines nous permet en général de les adapter assez facilement à des exigences spécifiques. Plusieurs fraiseuses sur mesure sont déjà utilisées chez un équipementier aéronautique asiatique. Cette nouvelle commande a cependant nettement dépassé le cadre de notre fabrication jusqu’ici. »

Le composant que le client de Zimmermann doit fabriquer est une suspension en titane d’environ 1,5 mètre pour les gouvernes d’avion. La réalisation d’une série de douze trous situés l’un derrière l’autre dans des supports sur une longueur de 990 millimètres, est un défi d’usinage particulier. À ce stade, le client exige une haute précision, spécifiant la tolérance H7 pour le diamètre d’alésage de 17°millimètres, soit une variance admissible de 18°microns. IEn outre, la variance de concentricité des alésages doit être inférieure à 50 microns sur toute la longueur du composant. Les alésages devant être perpendiculaires à la surface du composant, exigent aussi une haute précision.

Pour garantir la qualité du composant, Zimmermann a décidé d’utiliser sur sa nouvelle machine les palpeurs tactiles sans fil de nouvelle génération d’Hexagon en combinaison avec HxGN NC Server, qui permet d’utiliser le logiciel de métrologie PC-DMIS pour mesurer directement les pièces sur la fraiseuse. Le palpeur choisi permet des mesures avec un insert de palpage transversal, nécessaire pour relever les alésages.

PC-DMIS est un logiciel de métrologie leader qui répond à différents besoins de mesure sur des systèmes allant de MMT à des laser trackers et bras de mesure portables. 

HxGN NC Server a aidé le client de Zimmermann à automatiser la fabrication en permettant aux opérateurs de créer et d’exécuter facilement des routines de mesure PC-DMIS entièrement automatiques sur la fraiseuse, à chaque étape du processus de fabrication. Cela est particulièrement avantageux lors du traitement d’un matériau dur, difficile à usiner, comme le titane.

La mesure intégrée du composant est directement réalisée dans le bridage pour éviter des écarts de mesure dus à l’effet de rappel ou une déformation. Le système détecte rapidement les limites d’engagement de l’outil ou la violation de la plage de tolérance, avant la fabrication de rebut coûteux.

Toutes les pièces finies sont encore une fois inspectées sur la machine-outil, certaines étant vérifiées sur la MMT
du client dans le cadre du contrôle qualité final. En outre, les dimensions de la machine, approximativement X=8 500 mm x Y=3 900 mm, donnent au client l’assurance de disposer d’une solution apte à mesurer de plus grands éléments, le cas échéant. La taille de la MMT ne serait pas un facteur restrictif.

“« Nous voulons réaliser pour nos clients dans l’aéronautique des systèmes de fraisage de haute performance qui fournissent fiablement une précision exceptionnelle », indique Stefan Nüssle. « C’est pourquoi nous avons utilisé la combinaison HxGN NC Server / PC-DMIS pour cette construction spéciale et sur de nombreuses autres machines. Ces logiciels sont bien établis et éprouvés dans le contrôle qualité. Nous nous fions complètement aux performances de mesure du système et à sa contribution au gain de productivité des utilisateurs de nos machines. »

HxGN NC Server exécute automatiquement les programmes de mesure requis et génère des rapports PC-DMIS lors du traitement de routines de mesure. Un opérateur de la machine a seulement besoin d’appuyer sur un bouton. Le composant en titane fait alors l’objet d’un traitement autonome, à travers toutes les étapes de fabrication et d’inspection, jusqu’à la création du rapport de mesure final. Aucune autre action humaine n’est nécessaire.

PC-DMIS simplifie l’acceptation des résultats de mesure sur l’ensemble du processus qualité et permet une comparaison directe avec les mesures de MMT du client.

L’entreprise Zimmermann et son client apprécient hautement cette facilité d’utilisation et cette convivialité. Le traitement unifié des mesures, de la fraiseuse dans l’atelier à la MMT dans la salle d’assurance qualité, simplifie le travail de l’opérateur », explique Stefan Nüssle. « Et le fait de ne pas devoir former les utilisateurs à différents outils logiciels, est un grand avantage.

« Avec l’assistance d’Hexagon, nous avons finalement élaboré une solution de fraisage clé en main de haute performance incluant un système de mesure sur machineoutil éprouvé pour un client très exigeant, pleinement satisfait du résultat. »