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L’automatisation poussée permet une efficacité très élevée de la broche

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Avant même d’acheter une nouvelle machine, Mazak avait déjà interpellé Pieter Cappoen, directeur général de Platteau. Lors d’une visite des installations de production du spécialiste de l’usinage au Japon, il a découvert qu’il pouvait y avoir un avenir pour la production de petites pièces et de petites séries en Belgique. La réponse réside dans l’automatisation poussée. Aussitôt dit, aussitôt fait. L’Integrex J-200S avec tour RoboJob et changeur automatique de mors, une première pour le Benelux, était la première étape de son plan directeur.

Pieter Cappoen a repris l’entreprise Platteau de Poperinge il y a sept ans. L’esprit d’entreprise le tiraillait irrésistiblement. « Je connaissais l’entreprise : j’y ai exercé un job de vacances et j’ai toujours gardé le contact avec les responsables. Alors qu’ils n’avaient eux-mêmes aucun successeur, cette entreprise a été un excellent point de départ pour moi. Je savais, de par ma propre expérience, que les bases étaient solides. »  C’était le début d’une histoire d’investissement. « Au départ, je voulais agrandir le parc de machines pour pouvoir livrer des pièces plus grandes. Il existe une demande croissante dans ce domaine, mais le nombre de fournisseurs est encore relativement limité. Dans un premier temps, il s’agissait d’aller jusqu’à 5 m, puis a suivi une machine jusqu’à 7,5 m et ensuite jusqu’à 11,5 m. A chaque fois, des machines du même fabricant, pour faciliter l’interchangeabilité des programmes, des outils et des opérateurs. Si nous voulons aller encore plus loin, nous devrons construire un nouveau hall de production. » Un espace qui est bel et bien encore disponible chez Platteau. L’entreprise peut encore se doubler sur le site actuel.

Dirk Vermeulen (Mazak, à gauche) et Pieter Cappoen (Platteau) : « J’ai tout de suite remarqué que grâce à cette automatisation poussée, je peux fixer mes prix de manière beaucoup plus compétitive. »

Automatisation de pièces

Mais Cappoen voulait d’abord investir dans le travail plus petit. « Pour être en mesure d’offrir à nos clients le spectre complet. Il est vrai que la concurrence est beaucoup plus rude dans ce segment, tant au niveau national qu’international. L’automatisation est donc plus une nécessité qu’un luxe pour pouvoir le faire de manière économiquement rentable. » 

Cappoen a eu l’opportunité de visiter Mazak au Japon en 2018. C’est là que sa vision d’une propre production sans intervention humaine a pris forme. « J’ai beaucoup parlé avec ces personnes et j’ai vu comment elles font face, elles aussi, à la pénurie de personnel technique. En misant sur une automatisation poussée, je peux faire fonctionner une seule équipe d’opérateurs pendant la journée. Ils se chargent des travaux les plus complexes et s’occupent des réglages et de la programmation du travail durant la nuit. Ensuite, c’est au robot de faire fabriquer des copeaux par les machines pendant 16 heures. Pour moi, c’est la façon d’usiner des pièces plus petites. »

La particularité de cette installation est que le robot peut changer à la fois les pièces et les mors.

Integrex choisie pour sa polyvalence et sa fiabilité

Premier investissement à atteindre son objectif, l’Integrex J-200S a été équipée d’une automatisation sous la forme d’une RoboJob Tower. La particularité de cette installation est que le robot peut changer à la fois les pièces et les mors. Cette opération a été réalisée en collaboration avec SMW Autoblok. L’installation au début de cette année était une première pour le Benelux. « Une dose supplémentaire de flexibilité », explique M. Cappoen pour justifier ce choix. « Avec les 45 jeux de mors et les 72 outils de l’Integrex, les produits peuvent être changés de manière autonome toute la nuit. » Pour Cappoen, il était clair dès le départ que cette solution avait pour cœur une Integrex. « Je devais en avoir une. Ce sont des machines fiables et polyvalentes grâce à leur grand magasin d’outils, et avec leurs 4 + 1 axes, elles constituent un premier pas vers un travail plus complexe à cinq axes. 95% des pièces sortent parfaitement finies de la machine. En outre, la machine dispose de toutes les possibilités de surveillance à distance. Pouvoir poursuivre la production le week-end est un avantage pour moi.”

Moins de six mois plus tard, une commande pour ` une deuxième machine identique a déjà été passée auprès de Mazak.

D’emblée une seconde commande

La solution a été immédiatement convaincante. « La machine est flexible, précise, facile à utiliser et ergonomique car on se tient près des pièces. Le week-end, je peux déjà réaliser 50 heures de production d’affilée. Au fur et à mesure que nous nous habituons à ce système, nous pouvons encore augmenter cette production. Les opérateurs ont accueilli à bras ouverts cette avancée technologique. Ils aiment travailler avec la haute technologie. J’ai immédiatement remarqué que, grâce à cette automatisation poussée, je peux fixer mes prix de manière beaucoup plus compétitive. Vous pouvez voir que ça marche. » Moins de six mois plus tard a suivi une commande pour une deuxième machine identique auprès de Mazak. « Il s’agit à nouveau de créer cette interchangeabilité, mais cette fois avec un alimentateur à barres comme solution d’automatisation. Cette solution d’automatisation est particulièrement utile pour la finition de pièces de 15 à 65 mm de diamètre. À terme, l’intention est de placer une deuxième Tower à côté. Ensemble, elles peuvent alors produire la gamme de 15 à 200 mm de diamètre de manière entièrement automatique. En fait, vous n’avez pas besoin de beaucoup de machines pour produire intelligemment, mais vous avez besoin d’une solution d’automatisation poussée. De cette façon, vous pouvez continuer à produire. »     

Un travail de précision de tout premier ordre

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Depuis des décennies, le nom de Capaul est synonyme de travail de précision de tout premier ordre. Pas seulement dans la vaste région qui entoure Eupen car grâce à son exigence de qualité, le champ d’action de ce spécialiste de la mécanique de précision s’étend bien au-delà des frontières belges. Deux éléments jouent un rôle clé dans cette réussite. Le niveau de connaissance et d’expérience de ses opérateurs et la qualité et la fiabilité de ses machines. Il n’est donc pas surprenant que l’atelier se colore en orange.

Une passion pour la précision. C’est le leitmotiv de l’histoire de Capaul, qui remonte à plus de 150 ans. Ce qui n’était au départ qu’une forge pour les outils de travail du bois est devenu aujourd’hui une entreprise dotée d’une aire de production ultramoderne de 6 000 m² qui répond aux normes les plus strictes. Plus de 2 000 m² sont même climatisés. Et cela est nécessaire pour honorer la promesse faite par Capaul à ses clients. Tom Henkes, le tout nouveau PDG : « La grande croissance est intervenue depuis les années 90 avec la certification pour l’aviation. Aujourd’hui, toutes les trois secondes, quelque part dans le monde, un avion décolle avec des composants de Capaul à bord. Cet objectif ne peut être atteint qu’en contrôlant l’ensemble du processus dans les moindres détails. Grâce à la climatisation, les machines peuvent fonctionner de manière stable jusqu’au niveau µm. » Cette approche permet à Capaul de livrer des travaux de tournage et de fraisage dans les tolérances les plus étroites, même pour des dimensions et des séries plus importantes. L’entreprise d’Eupen est ainsi un fournisseur recherché par, notamment, l’aviation, les chemins de fer, l’industrie médicale, la construction de machines et le secteur de l’énergie.

Capaul est en mesure de livrer des travaux de tournage et de fraisage dans les tolérances les plus étroites, même pour des dimensions et des séries plus importantes. A cette fin, l’entreprise dispose d’une aire de production ultramoderne de 6 000 m² qui répond aux normes les plus strictes. Plus de 2 000 m² sont même climatisés.

Standardisation sur Mazak

Les machines jouent évidemment un rôle majeur dans l’obtention de ces précisions. Traditionnellement, Capaul s’appuie sur les machines Mazak pour cela. « Nous croyons fermement à la qualité, à la fiabilité et à la simplicité de la commande », résume Henkes. Il y a environ cinq ans, il y a eu un revirement dans les commandes. Henkes : « Pour rester compétitif en Belgique, vous n’avez pas d’autre choix que d’investir dans l’automatisation. La première machine CNC est arrivée ici dès 1989. Une Mazak avec commande dialogique. Ces dernières années, nous avons rattrapé notre retard en automatisation par l’acquisition de plusieurs machines Integrex avec automatisation des palettes. Nous avançons désormais de plus en plus sur cette voie de l’automatisation et de la numérisation poussées. Le point de départ est de parvenir à un processus aussi stable que possible, où tout peut être fait automatiquement, de l’introduction du matériau à l’enlèvement des pièces finies, en passant par le choix des outils. La machine lit les données, charge tout le matériel et démarre en un seul serrage. Les pièces sortent parfaitement finies de la machine en une seule fois.

Ces dernières années, Capaul a rattrapé son retard en automatisation avec, notamment, l’acquisition de quelques machines Integrex avec automatisation des palettes.

Commande avec l’intelligence artificielle

Ce n’est que le début. L’intention est également de prendre des mesures pour automatiser la programmation des pièces. « Sur la base de toutes les données FAO des pièces et des outils, nous voulons établir un devis numérique dans lequel la production des pièces est simulée. La saisie de coordonnées ou de paramètres simples est alors à la charge du logiciel. Nos programmeurs peuvent se concentrer sur des travaux plus délicats ou sur la vérification des dimensions critiques d’une pièce. Avec Smooth AI, Mazak s’est aussi clairement engagé dans cette voie et nous trouvons le bon support. » Une ligne qui se poursuit également dans l’atelier. Capaul n’a pas besoin de personnes qui se contentent d’exécuter les tâches, mais recherche des opérateurs engagés et impliqués dans leur métier. » L’automatisation ne fera qu’accroître le rôle des employés. C’est à eux qu’incombe le véritable travail de réflexion. C’est la raison pour laquelle Capaul dispose de son propre atelier de formation. Sur la nouvelle CV5-500 de Mazak, par exemple, ils maîtrisent déjà l’usinage à cinq axes. « Il est important de leur inculquer la bonne mentalité dès le départ et de les familiariser avec la programmation automatique », explique M. Henkes.

Le parc de machines joue évidemment un grand rôle dans l’obtention de ces précisions. Traditionnellement, Capaul compte sur les machines de Mazak pour cela.

Le service fait la différence

Pour M. Henkes, la clé du succès de son partenariat avec Mazak est le service. « L’important, c’est qu’un technicien soit là dans les 24 heures en cas de panne. S’il s’agit d’une pièce de rechange, elle sera même déjà là dans l’après-midi. A quoi sert une machine capable de travailler 1% plus vite s’il faut attendre une semaine pour la récupérer lorsqu’elle tombe en panne ? En plus de cela, nous pouvons vraiment compter sur des machines fiables chez Mazak. L’une des premières que nous avons achetées fonctionne toujours dans l’atelier avec la même précision qu’au premier jour. Cela en dit long », conclut M. Henkes.    

Une nouvelle machine de découpe laser dix fois plus rapide

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À Liège et dans ses environs, l’industrie métallurgique a toujours été florissante. Avec des racines remontant à 1924, MEBF y a également apporté sa contribution. Forte de son expérience dans un large éventail de processus d’usinage des métaux, l’entreprise fournit à ses clients des assemblages entièrement personnalisés. Pour ses travaux de découpe, MEBF peut compter depuis peu sur le laser à fibre Nexus 3015 de Mazak. Une machine qui convainc au quotidien par sa flexibilité et sa rapidité, essentiellement. 

L’entreprise MEBF s’est implantée non loin des bords de la Meuse, à Herstal. Née de la fusion de deux sociétés, Metaux Emboutis et Etienne Bonne Fortune, MEBF rassemble plus de 150 ans d’expérience dans le travail des métaux. Grégory Pelzer, le PDG, raconte : « Pour moi, l’histoire a commencé avec Etienne Bonne Fortune. Une entreprise qui a toujours eu une forte réputation dans la métallurgie. Après la reprise en 2016, j’ai réussi à insuffler un vent nouveau avec toute l’équipe, ce qui a résulté, entre autres, dans la production d’armoires de désinfection pour les chariots de supermarché. Cela a permis une belle croissance mais à Grâce-Hollogne, l’espace manquait pour s’étendre davantage. C’est pourquoi je me suis mis à la recherche d’un partenaire complémentaire, tant en termes d’usinages que de débouchés.

Grégory Pelzer (à gauche) avec ses deux opérateurs et Nikolaj Opstoel (à droite) : « Les opérateurs ont également été immédiatement enthousiasmés par la machine, sa commande moderne à écran tactile et sa hauteur ergonomique pour le chargement et le déchargement des plaques. »

Synergie par la complémentarité

M. Pelzer l’a trouvé chez Métaux Emboutis, une entreprise familiale de quatrième génération dont l’atelier couvre plus de 6 000 m². Le début d’une histoire de synergie et de croissance dans le domaine de la mécanique de précision. Avec des clients (internationaux) de renom dans les secteurs de la défense, de l’électricité, de l’aviation et de l’automobile, cette stratégie s’est avérée être la bonne. Pelzer : « Nous pouvons soulager nos clients de tous leurs soucis avec des constructions mécaniques sur mesure, de la conception au produit fini, y compris le traitement de surface. Également pour les travaux plus complexes. Nous pouvons réaliser tous les processus d’usinage des métaux en interne, avec une équipe de 38 personnes expérimentées. Cela nous procure une énorme flexibilité pour répondre rapidement aux questions. Pour Pelzer, la fusion a marqué le coup d’envoi de l’optimisation du parc de machines.

Découpage laser: de trois à un

Le regard de M. Pelzer a notamment été attiré par le département de découpe au laser, qui disposait de trois machines de découpe au laser CO2. « Il s’agissait, il est vrai, de grandes machines, qui pouvaient traiter un volume suffisant mais ici nous ne travaillons en fait qu’avec une seule équipe. Les machines n’étaient plus adaptées à nos activités et étaient également très vétustes. Lorsque j’ai découvert le laser à fibre sur un salon, j’ai immédiatement entrevu son potentiel pour nous en raison de sa rapidité et de sa polyvalence. » La Nexus 3015 de Mazak répondait parfaitement aux exigences de MEBF. Avec son faible encombrement, la qualité de sa coupe et sa rapidité d’exécution, elle a séduit M. Pelzer. « Dans le domaine de l’usinage, Mazak est synonyme de qualité, de précision et de fiabilité. J’ai supposé que ce serait la même chose pour la découpe au laser. Et ils ne m’ont pas encore déçu », ajoute encore Pelzer.

« Nous avons multiplié la vitesse par dix », calcule M. Pelzer. « Cela est dû en partie au fait que la machine est divisée en deux parties, ce qui nous permet de déjà préparer la tôle suivante. »

Plus rapide, meilleur marché et plus qualitatif

Après trois mois, MEBF récolte déjà tous les bénéfices de l’investissement. « Nous avons multiplié la vitesse par dix », calcule M. Pelzer. « Ceci provient notamment du fait qu’elle est divisée en deux parties, de sorte que nous pouvons déjà préparer la tôle suivante pendant que la précédente est en cours de découpe. Mais en même temps, nous réduisons les coûts et avons fait de nets progrès en matière de qualité et de précision. Les opérateurs ont également été immédiatement enthousiasmés par la machine, sa commande moderne à écran tactile et sa hauteur ergonomique pour le chargement et le déchargement des tôles. Une machine qui est également conviviale, car les temps de réglage ont été réduits de manière drastique. » La coopération avec Mazak s’est déroulée dans les règles de l’art. « Dès la phase de devis, il était clair qu’ils avaient vraiment prêté une oreille attentive à nos besoins. Et cela a continué à être le cas. Par exemple, Mazak nous a aidé à envoyer les dessins de notre logiciel de CAO/FAO vers la machine. C’est un partenaire qui suit l’évolution de la technologie. Et la proximité de l’entrepôt européen de Leuven crée une énorme confiance dans le fait que cette réactivité sera également assurée à l’avenir. »

Une machine qui se caractérise également par sa convivialité, car les temps de réglage ont diminué de façon drastique.

Continuer d’optimiser et d’automatiser

Bien que la machine y fonctionne à grande satisfaction depuis trois mois, le projet n’est pas encore complètement terminé. « L’objectif est maintenant de mettre en place toute l’organisation autour de la machine de découpe au laser, afin de franchir également le cap vers l’automatisation. La découpe au laser n’est pas notre activité principale, mais c’est une technologie qui nous aide à réaliser de belles choses pour nos clients. Pour l’heure, nous travaillons d’arrache-pied à optimiser tous les programmes et paramètres en fonction du matériau et de l’épaisseur. En y ajoutant l’automatisation à terme, notre capacité pourra enregistrer une croissance organique et nous pourrons assurer notre avenir. »    

L’automatisation au cœur de la gamme INTEGREX i-H nouvelle génération

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La nouvelle gamme INTEGREX i-H de Mazak est une gamme de machines-outils multitâches, compatibles avec l’automatisation, combinant tournage et fraisage sur axe B au sein d’une seule et même machine compacte.

Version actualisée de la gamme INTEGREX i, au succès exceptionnel, la vaste série i-H se compose de 23 modèles équipés de la SmoothAi, la nouvelle CN Mazak basée sur l’intelligence artificielle et qui possède une capacité d’apprentissage intégrée afin de procéder à l’amélioration continue des performances de la machine.

À l’occasion du salon EMO qui se déroulera cette année à Milan, Mazak exposera 2 modèles, un INTEGREX i-250H ST et un i-450H ST, qui fixent un nouveau standard en matière de rendement et de capacités pour les machines multitâches.

L’INTEGREX i-250H ST est équipé d’un mandrin de 8 pouces, d’une broche principale à grande vitesse de 22,0 kW et 5 000 tr/min et d’une broche secondaire de 5 000 tr/min. Son grand frère, l’INTEGREX i450H ST, dispose quant à lui d’une puissante broche principale de 37,0 kW, 3 300 tr/min et d’une broche secondaire de 4 000 tr/min. Afin d’optimiser les capacités à l’intérieur de la zone d’usinage, les deux modèles proposent une course d’axe Y de 300 mm, un axe B d’une course de 240° et une broche de fraisage compacte de 24 kW et 12 000 tr/min.

La gamme i-H a été spécifiquement conçue de manière à pouvoir satisfaire les besoins croissants en automatisation. Tous les modèles de la gamme ont une façade avant plate et un magasin d’outils situé à l’arrière pour une meilleure accessibilité. Cette conception permet de positionner les systèmes d’automatisation à l’avant de la machine, comme des robots poly-articulés, afin qu’ils exécutent leurs tâches sans entraver l’accès machine pour l’opérateur.

Le magasin de 38 outils installé à l’arrière réduit non seulement l’encombrement total de la machine mais peut également être étendu, en option, pour y ranger 74 et 112 outils. Outre le magasin d’outils facilement accessible à l’arrière de la machine, les outils peuvent aussi être chargés et déchargés à l’avant de la machine pour une utilisation aisée.

Les modèles ST sont également disponibles avec deux versions de tourelle inférieure, à utiliser au gré des exigences de l’application. La tourelle de « Type A » est de type orthogonal, disposée de manière symétriquement opposée à la tourelle supérieure de la broche de fraisage. Elle offre 12 positions et une performance de fraisage de 10 000 tr/min et 7,5 kW. Elle est idéale pour les applications d’usinage équilibrées et sa flexibilité peut être encore améliorée par une lunette hydraulique montée directement sur la face de la tourelle. La tourelle de « Type B » est de type incliné avec une capacité de 9 positions et de 6 000 tr/min pour les outils tournants. La conception unique de cette tourelle permet d’usiner avec le même outil sur les deux broches afin de réduire considérablement le nombre d’outils requis.

Tous les modèles de la gamme i-H peuvent être facilement complétés par des systèmes d’automatisation, notamment des embarreurs et des robots de chargement/déchargement des machines. Le nouveau Smooth RCC (Robot Cell Controller) de Mazak ajoute de nouvelles capacités d’automatisation avancée aux deux modèles, comme la vérification des ressources pour le réglage des outils et des montages, tandis que le Robot Setup Assist permet la programmation efficace du robot dans le même système de coordonnées que la machine. Ces deux fonctions sont accessibles depuis l’interface SmoothAi.

Sur le stand Mazak, l’INTEGREX i-250HST sera accompagné du TA-35/270, un système d’automatisation plug-and-play qui permet d’augmenter le taux d’utilisation machine, de réduire les coûts de main-d’œuvre et donner un coup de boost immédiat au résultat net.

Avec un diamètre de 270 mm et une charge utile du robot de 35 kg, la capacité du TA est adaptée aux pièces de grande taille. La cellule présentée intégrera l’option de chargement de pièces d’arbre. La sécurité de l’opérateur est assurée par une barrière matérielle en acier et acrylique des deux côtés ainsi que par un scanner laser fixé au sol, composé de deux zones de détection. Si l’opérateur pénètre dans la zone d’avertissement, le robot ralentit immédiatement à 10% de sa vitesse programmée, et s’arrête
immédiatement si l’opérateur pénètre dans la zone protégée.

L’interface utilisateur graphique (GUI) du robot est intégrée à la CNC SmoothAi de la machine, ce qui garantit une interface transparente entre le robot et la machine, permettant ainsi des réglages rapides et faciles pour chaque nouvelle tâche. Mais surtout, la programmation de la cellule robotisée ne nécessite aucune connaissance spécifique en programmation robot.

Les systèmes TA dynamisent immédiatement la productivité et la rentabilité, car ils permettent un fonctionnement sans surveillance ni intervention humaine qui augmente le taux d’utilisation des machines. Ils sont ainsi parfaits pour les petites et moyennes séries.