La plus grande part de l’imprécision d’origine thermique sur les machines-outils trouve généralement sa source dans les entraînements. Des vitesses et accélérations élevées provoquent l’échauffement de la vis à billes et sa dilatation. Des erreurs de position jusqu’à 100 μm peuvent surgir en quelques minutes seulement, si l’on ne dispose pas d’une technologie de mesure de position adaptée. Les pièces à tolérances serrées ne peuvent alors être usinées que sur des machines-outils très stables thermiquement malgré la grande diversité des opérations d’usinage.

Les conditions de fonctionnement au niveau de la production fluctuent énormément et, par voie de conséquence, la précision thermique des machines-outils revêt une importance croissante. La stabilité thermique est rarement atteinte; c’est le cas notamment de la production de faibles lots de pièces qui impliquent des changements constants des paramètres de production. En même temps, la précision de la première pièce est déterminante pour la rentabilité des ordres de fabrication. Les perpétuels changements entre les opérations de perçage, d’ébauche et de finition contribuent à altérer la condition thermique d’une machine-outil. Pendant l’ébauche, la puissance de fraisage atteint des valeurs supérieures à 80% tandis que les valeurs sont inférieures à 10% lors de la finition. Les accélérations et les avances qui ont tendance à croître sont responsables de l’échauffement des vis à billes à l’intérieur des entraînements linéaires. La mesure de position dans les entraînements d’avance joue donc un rôle central dans la stabilisation du comportement thermique des machines-outils.

C’est exactement le problème que rencontrait notre client sur son centre d’usinage. Ce centre d’usinage 5 axes distribué par un constructeur réputé n’était pas équipé de règles de mesure mais de codeurs absolus en bout de moteurs. Évidemment, l’opérateur connaissant très bien sa machine, avait pris l’habitude de la faire chauffer pendant une heure à chaque fois qu’il rencontrait des usinages à tolérances serrées, mais les pertes de productivité associées, l’incertitude sur le résultat final et les pièces refusées par ses clients l’ont poussé à remédier à ce problème.

Nous lui avons donc proposé d’équiper sa machines de règles de mesure absolue HEIDENHAIN LC 485.

Une fois les règles installées et la CN paramètrée (HEIDENHAIN iTNC 530), nous avons fait des tests comparatifs afin de démontrer l’intérêt de cette amélioration machine.

Principe du test :

• Machine froide.
• Prise d’origine machine sur centre table avec un palpeur pièce.
• Lancement d’un cycle de chauffe pendant 15 minutes.
• Mesure centre table et mise en évidence de l’écart.

Voici ce que nous avons relevé :

• Sans règles : écarts jusqu’à 70 µm
• Avec règles : écarts jusqu’à 8 µm

L’opérateur peut désormais produire ses pièces à faibles tolérance plus rapidement et plus précisément.