Se concentrer sur le maintien du travail

Le chemin vers de meilleures configurations peut être un jeu à somme nulle ; tous les systèmes ne sont pas créés de la même manière

Avez-vous perdu votre « gars de la configuration » ou vous êtes-vous rendu compte que les configurations vous coûtent trop cher ? Peut-être avez-vous l'impression tenace que vous ne comptabilisez pas correctement la configuration et, dans tous les cas, vous savez que vous devez réduire les coûts.

Selon John Zaya, spécialiste des produits chez Big Daishowa Inc. (anciennement Big Kaiser) à Hoffman Estates, Illinois, ce sont les motivations courantes pour envisager de passer d'un étau générique à un serrage à point zéro. La magie de cette approche est que, parce que le serrage répète sa position d'une pièce à l'autre, il élimine le besoin de sonder ou de composer autrement chaque configuration. Mais comment devriez-vous aborder cela, surtout si votre boutique, comme la plupart, est un volume relativement faible et un mix élevé ?

Le serrage point zéro avec une base à tirette existe depuis plus de 30 ans. Et bien que la taille et la forme des montants, ainsi que les distances entre eux, aient été normalisées dans l'ensemble de l'industrie, tous ces systèmes ne sont pas créés égaux. Bien que la précision et la répétabilité citées de ces systèmes soient curieusement constantes d'un fournisseur à l'autre, il existe des différences dans la qualité de fabrication, la force de serrage et le degré d'automatisation.

La majorité des systèmes de serrage à point zéro, y compris UNILOCK de Big Daishowa, Vero-S de Schunk GmbH et les systèmes de SMW Autoblok Corp. et Erowa Technology Inc., utilisent une tige à ressort (ou plusieurs dans certains cas) pour pousser contre la tirette pour la verrouiller et la pression pneumatique pour la relâcher. Cela a l'avantage de permettre à la machine de sécuriser la base d'une simple pression sur un bouton, voire automatiquement ; l'inconvénient est que la technologie nécessite des conduites d'air comprimé dans la zone de travail.

Une exception notable au serrage automatique des goujons est la base DynoLock de Mate Precision Technologies à Anoka, Minnesota, une entrée relativement nouvelle dans le domaine. Pour fixer un étau à une base DynoLock, il faut tourner manuellement une clé hexagonale de 6 mm, idéalement à un couple de 20 Nm, a expliqué le vice-président Frank Baeumler. Chaque base DynoLock capture quatre goujons de traction (lui-même inhabituels), et le mécanisme est unique en ce qu'il saisit chaque goujon avec un joug qui entre en contact avec la moitié de sa circonférence et le tire vers le centre.

Mate a plus de 60 ans d'expérience dans la fabrication d'outils de fabrication de précision et dans l'usinage connexe « d'aciers à outils, d'aciers fortement alliés et d'aciers exotiques », a noté Baeumler. Mais, a-t-il ajouté, l'entreprise n'avait pas de notions préconçues sur la façon de construire des outils à point zéro et ne pensait pas que l'approche habituelle avait beaucoup de sens.

Pousser contre le goujon de traction avec une tige ou un coin limite la quantité de zone de contact, a affirmé Baeumler, à "une fraction de ce que nous obtenons avec un joug autour de lui. Nous avons également pensé qu'un tel système devrait être auto-centrant, mais nous sommes le seule entreprise qui tire du diamètre extérieur des tirettes », a-t-il poursuivi. "Tout dans notre approche va au centre. C'est ainsi que nous obtenons une précision et une répétabilité impressionnantes."

Quelle précision et répétabilité ? La base DynoLock dispose d'un outil de pointe sur une précision de centre de ±13 µm avec une répétabilité de 5 µm. Et il comprend un trou central rectifié avec précision, ce qui permet à une sonde de machine de localiser facilement la base.

Ce sont d'excellents chiffres. Mais les systèmes concurrents revendiquent les mêmes résultats ou des résultats similaires. Schunk cite une répétabilité de 5 µm pour le Vero S ; Erowa répertorie 3 µm pour son MTS2.0. Vous devez tenir compte de la fiabilité à long terme des différentes approches (par exemple, leur degré d'étanchéité contre les copeaux, leur degré d'intégration avec d'autres appareils et les considérations d'automatisation) pour être sûr de toute décision.

Il est difficile de faire des distinctions claires concernant la force de serrage. Mate a déclaré que la force nécessaire pour séparer l'outil supérieur de la base est supérieure à 22 kN dans son système 52 (52 mm étant la distance entre les centres des tirettes) et à 26 kN dans la base 96. Schunk a cité une force de traction de 8 kN pour le Vero S avec un serrage à ressort normal. Mais l'entreprise, comme d'autres fournisseurs "air-to-open", propose également une fonction "turbo" qui utilise la pression pneumatique pour augmenter la force de serrage. Dans ce cas, on dit que le turbo délivre 28 kN.

Vous pouvez également utiliser plus d'une base pour maintenir un luminaire donné. En fait, a déclaré Zaya, "probablement 75 à 80 % de nos ventes… ont deux mandrins ou plus" (terme de Big Daishowa pour la base). Ceci, bien sûr, nécessite plusieurs boutons sur le luminaire, et "les boutons servent à des fins différentes. Le premier bouton, principal, est ce que nous appelons le bouton SBA, ou notre bouton rond", a expliqué Zaya. "Cela nous donne notre emplacement de référence principal qui a la répétabilité dans les axes X et Y. Si vous utilisez deux mandrins, vous avez besoin d'un bouton secondaire, appelé SBB. Il s'agit d'un bouton en diamant, ce qui signifie que le cône de positionnement conique a été soulagé et n'entre en contact que sur deux points. Ainsi, il contrôle l'orientation de l'appareil autour de la ligne médiane du bouton A et l'aligne parallèlement à vos axes X ou Y, pas les deux.

Au-delà de deux boutons, Big Daishowa ajoute des boutons "SBC" sur lesquels "le cône de positionnement conique a été complètement soulagé sur tout son diamètre. Il ne fournit donc qu'une force de rétention, il n'y a pas de fonction de localisation et d'orientation", a souligné Zaya.

Pour les luminaires plus grands, vous pouvez simplement ajouter plus de boutons C, multipliant ainsi la force de rétention. Comme vous vous en doutez, "l'espacement d'un mandrin à l'autre, ou d'un bouton à l'autre, doit être assez précis", a déclaré Zaya. Il a ajouté que la tolérance pour la plupart des applications est de ± 10 µm et que "la plupart des ateliers d'usinage modernes peuvent maintenir ce niveau de précision. S'ils veulent une plus grande précision, vous vous lancez dans le meulage de gabarits et les meuleuses de montage."

UNILOCK ne s'appuie pas uniquement sur les threads pour l'emplacement, selon Zaya. "Le bouton a un pilote de positionnement, qui entre ensuite dans un alésage de positionnement de précision."

Pour sa part, la précision Mate broie un anneau autour du goujon et un ID correspondant dans le bas de la base. Mettez-les ensemble, a déclaré Baeumler, et "vous avez la précision de la construction de la base, communiquant directement à la précision de la construction du goujon, qui est attaché à l'étau. Vous tirez tout cela vers le centre et vous obtenez une répétabilité et une précision de produit impressionnantes."

Les utilisateurs peuvent souvent bénéficier d'un serrage au point zéro en ajoutant un goujon/bouton de traction compatible aux luminaires existants. "Ce n'est que très rarement le cas où nous ne pouvons pas modifier le luminaire actuel d'un client pour accepter les boutons UNILOCK", a attesté Zaya. La façon dont vous procédez dépend du luminaire, de votre tolérance au risque et de vos préférences. Parmi les trois méthodes, a raconté Zaya, environ les deux tiers forent un trou à travers le luminaire (de haut en bas) afin qu'un boulon supérieur puisse tirer le bouton en place. Cela vous donne la possibilité de retirer le luminaire même si vous perdez de la pression d'air, laissant le bouton captivé dans le mandrin/la base.

L'autre tiers choisit l'une des deux méthodes pour fixer le bouton par le bas, a déclaré Zaya, soit parce que le luminaire n'a pas assez de place en haut pour la méthode préférée, soit parce qu'ils veulent tout faire d'un côté.

"Lorsque vous fixez par le dessous, vous n'avez pas à vous soucier de retourner la pièce ou le montage afin de faire un contre-alésage pour un boulon", a-t-il expliqué. "C'est plus une stratégie de commodité et/ou d'économie de le faire. du dessous."

Le serrage au point zéro contribue à l'automatisation pour la même raison qu'il facilite la configuration initiale. Que vous déplaciez une pièce dans un montage reproductible avec un humain ou un robot, vous pouvez être aussi sûr de l'usiner que les tolérances de serrage le permettent. Et, comme nous l'avons vu, ces tolérances sont serrées.

Vous pouvez attacher des boutons à pratiquement n'importe quel type de luminaire. Ainsi, vous pourriez charger automatiquement des étaux individuels, des pierres tombales ou des palettes contenant plusieurs appareils. Avec le ressort automatique habituel pour serrer, l'air pour libérer l'arrangement, votre machine peut être programmée pour sécuriser automatiquement chaque fixation lorsque le robot le pose.

Mais, a averti Zaya, vous ne pouvez pas être sûr de l'état de la pince à moins d'avoir une boucle de rétroaction supplémentaire. Par exemple, la machine "sait" qu'elle a appelé l'air comprimé pour libérer le mandrin pour recevoir la pièce suivante, mais elle ne saurait pas que cela s'est réellement produit à moins qu'un circuit séparé ne confirme l'état ouvert. Bien que Big Daishowa puisse ajouter de telles fonctionnalités, a noté Zaya, la plupart des clients ne se penchent pas immédiatement sur ce niveau d'automatisation.

La plupart des ateliers commencent par obtenir des outils de point zéro qui facilitent la configuration et les positionnent pour une automatisation étendue plus tard. Une autre voie intermédiaire qui gagne en popularité consiste à utiliser un outillage à point zéro pour construire des palettes hors ligne, puis à charger les palettes avec un robot. Dans un tel agencement, le serrage manuel de Mate fonctionnerait également. Baeumler a fait référence à une démo IMTS dans laquelle le robot d'appel d'offres de Nikken (le 10DER) a déplacé des palettes d'une tour à palettes à quatre côtés vers un centre d'usinage. Dans un clin d'œil à l'interopérabilité, l'outillage du point zéro sur les palettes provenait de différents fournisseurs, dont Mate.

Dans une tournure peut-être ironique, Zaya a également souligné que les machines à cinq axes (qui sont autrement plus polyvalentes) ne sont pas adaptées aux montages automatisés à point zéro. Parce que "dans la plupart des machines à cinq axes, vous avez affaire à plusieurs axes rotatifs. Il est donc impossible dans la plupart des cas d'avoir des conduites d'air vers le système".

Big Daishowa propose des systèmes manuels pour de telles applications. Zaya a ajouté que les machines à cinq axes présentent également généralement des problèmes de dégagement. La meilleure solution, a-t-il suggéré, est "d'élever la pièce au-dessus de la table, ce qui vous donne beaucoup plus d'espace pour respirer autour de la poupée et de la broche de la machine, ainsi que de la table".

Terminons avec l'étau qui maintient réellement la pièce sur la base. Idéalement, il serait également auto-centrant, très précis et reproductible - trois avantages que Baeumler affirme que le DynoGrip de Mate offre à un degré "le meilleur de sa catégorie". Le DynoGrip serre la pièce à moins de 15 µm du centre parfait, répétable à moins de 10 µm. Baeumler a déclaré que cela était dû en partie au fait que Mate fabriquait la vis mère en interne, en utilisant de l'acier à outils "correctement durci et recouvert de carbo-nitrure de titane". La vis a un pas fin de 1,5 mm et un filetage trapézoïdal, a-t-il ajouté, ce qui donne une poussée forte et régulière.

Mais la caractéristique la plus importante, selon Baeumler, est l'usinage des côtés droit et gauche de la vis mère à partir du même point mort haut. "De cette façon, nous contrôlons où il commence et s'arrête, et nous savons où se trouve le sommet chronométré de la vis-mère", a-t-il expliqué. "Nous faisons la même chose pour l'ID du poussoir, afin que nous sachions où se trouve le point mort haut de ce filetage. Ensemble, ces deux éléments facilitent l'obtention précise du centre de l'étau une fois assemblé, car nous contrôlons chaque élément de variabilité. "

Enfin, Baeumler a décrit l'étau comme ayant une conception "anti-soulèvement", ce qui signifie que le poussoir et la mâchoire exercent une force vers le bas sur la pièce à usiner lorsqu'ils serrent. Cela contraste avec la physique naturelle d'un étau, qui a tendance à soulever une pièce. Avec les meilleurs fournisseurs de serrage à point zéro, l'ascenseur est vers une qualité toujours meilleure.

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