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Electroérosion : une technologie FAO innovante simplifie l’ensemble du processus de programmation

11/07/2017
La coupe de formes complexes et d’angles délicats relève de l’usinage par électroérosion, capable de créer des formes ultra-précises et des finitions supérieures quasi impossibles à usiner par d’autres moyens.

Cependant, ce n’est pas parce qu’une forme est difficile à usiner qu’elle est difficile à programmer.

Travailler avec un fil et de l’eau, au lieu de vitesses et d’avances, constitue un défi pour les systèmes FAO initialement développés pour des applications de fraisage et tournage classiques. L’idée d’enlever de la matière avec une fraise est difficilement traduisible dans celle d’éroder de la matière au moyen d’un fil fin. Oui, la nomenclature de type « contournage » et « usinage de poche » signifie la même chose pour le produit fini, mais les moyens pour y parvenir sont radicalement différents avec l’électroérosion à fil.

Travailler avec un fil et de l’eau requiert une perspective « priorité à l’électroérosion » en développement FAO afin d’ouvrir de nouveaux horizons d’innovation pour le travail des métaux. ESPRIT est devenu leader dans le domaine de l’électroérosion à fil en soutenant systématiquement l’innovation dans la programmation. L’innovation commence en remettant en question les idées reçues. Mais l’innovation tire également profit des méthodes traditionnelles mises en œuvre de façon peu conventionnelle.

Reconnaissance de l’unicité des formes de pièces par électroérosion

Trancher des métaux à l’aide d’un fil sous tension est un moyen très efficace pour couper des formes complexes. Ces formes de pièces complexes possèdent des propriétés physiques spécifiques au processus d’électroérosion à fil. Dépouilles, dépouilles variables, parois, constants, effilements variables, surfaces d’appui verticales, angles vifs, congé, angles vifs avec dépouille sur congé, et la liste continue…

Pour un système FAO, la première étape vers la simplification du processus de fabrication consiste à reconnaître et retenir ces propriétés uniques de manière à pouvoir automatiser la programmation du fil.

ESPRIT est un système FAO basé sur des fonctionnalités, qui reconnaissent automatiquement les caractéristiques d’usinages spécifiques à l’électroérosion à fil. Les choix proposés sont : matrice (poche), poinçon (bosse), trou, profil ouvert, et même profil de tournage pour les machines de coupe par électroérosion à fil avec plateau rotatif.

L’accent est mis sur la création simple et rapide de caractéristiques usinables pour l’électroérosion à fil. Les propriétés détaillées relatives aux profils XY et UV, à la hauteur de pièce, aux cônes et aux types d’angle sont associées aux caractéristiques d’électroérosion, indépendamment du type ou du nombre d’opérations appliquées à la fonction, l’intégrité des données sous-jacentes demeure inchangée. Lorsque les propriétés d’électroérosion sont intégrées à la fonction, l’ensemble du processus de programmation s’en trouve simplifié car la plupart des données nécessaires à la programmation proviennent d’une source unique et fiable.

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La Reconnaissance de formes d’ESPRIT reconnaît uniquement les parois pouvant être coupées par électroérosion à fil et ignore les autres


electroerosion matrice plaque
ESPRIT reconnaît automatiquement toutes les matrices d’une plaque en un seul clic


electroerosion selection face brut
Lorsque certaines parois seulement ont besoin d’être usinées, les faces individuelles du brut sont facilement sélectionnées pour la reconnaissance de formes


electroerosion detection hauteur plan
ESPRIT détecte les hauteurs de plan minimales et maximales ainsi que les profils précis, même sur les parois incurvées


Intégration de la flexibilité dans une solution à fil

L’électroérosion à fil d’ESPRIT bénéficie, auprès des partenaires clients et experts de l’électroérosion par fil, d’une longue tradition de compréhension cohérente des besoins du secteur et de fourniture de solutions innovantes. Le contrôle informatique synchronisé des guide supérieurs et inférieurs du fil de la machine, permet de réaliser sur une pièce à usiner des dépouilles franches ou combinées et un mélange de profils haut et bas sur une même pièce de travail. ESPRIT garantit que le fil suivra un parcours complexe, de façon maîtrisée et stable.

Lorsqu’une opération d’électroérosion est créée dans ESPRIT, toutes les ébauches, les finitions et coupe-chutes sont créées sous forme d’entités séparées. Cette méthode offre deux avantages. Tout d’abord, le programmeur peut facilement modifier l’ordre des coupes, que ce soit manuellement pour quelques-unes d’entre elles, ou automatiquement à l’aide d’une fonction avancée de tri permettant, en une seule commande, de changer l’ordre des priorités de coupe. Il s’agit là d’un avantage décisif lorsque l’on coupe une série de profils multiples. Ensuite, bien qu’étant générées séparément, les coupes restent sous le contrôle de l’opération initiale définie par le programmeur. Si une modification mineure est nécessaire, le programmeur n’a besoin de modifier que cette seule opération pour régénérer automatiquement toutes les coupes associées. Le recours à une relation parent-enfant dans le programme d’électroérosion offre une flexibilité et une simplicité d’utilisation maximales.

Le principe « diviser pour mieux régner » pour traiter les formes singulières

Les programmeurs d’électroérosion comptent sur deux méthodes élémentaires d’enlèvement de matière à l’intérieur d’une cavité en poche. La première est une opération de contournage qui suit le profil de l’ouverture, avec ensuite un profil de maintien chute enlever la matière d’un seul coup. La seconde méthode, usinage de poches sans noyau, est utilisée lorsqu’une bavure est trop petite ou trop complexe pour pouvoir être enlevée facilement. Avec cette méthode, le fil érode peu à peu toute la matière à l’intérieur de la cavité en décalant progressivement les passes de coupe.

L’un des avantages d’ESPRIT en matière d’électroérosion par fil réside dans sa capacité à associer facilement des stratégies pour enlever de la matière le plus efficacement possible. ESPRIT facilite la combinaison de stratégies et personnalise de l’ordre des coupes de façon à optimiser l’efficacité.

Prenons le cas d’une matrice relativement simple, sauf les petites ouvertures au niveau des arêtes. Si le fil de coupe d’ébauche est trop gros pour se glisser dans les petites ouvertures, le profil peut subir un fraisage latéral d’abord en mode G40 avec anticipation pour empêcher le fil de pénétrer dans les petites ouvertures. Une fois les copeaux déposés, on peut procéder à une opération d’usinage de poches sans noyau, pour brûler uniquement la petite quantité de matière restante. Ensuite la même opération de contournage parcourra entièrement le profil car la fonction anticipation reconnaîtra que les ouvertures ont été débarrassées de matière.

fraisage poche contournage profil
Associer le contournage des grands profils au fraisage de poche secondaire des petites ouvertures pour couper efficacement les profils 2-axes difficiles


Le fraisage de poche 4-axes d’ESPRIT pousse ce concept un peu plus loin. Des options intégrées identifient et isolent automatiquement la zone la plus vaste à l’intérieur d’une cavité complexe pouvant recevoir un dépôt de bavure. Cette zone « centrale » est enlevée grâce à une simple opération de contournage 2-axes. Ensuite, un parcours 4-axes en usinage de poche sans noyau est appliqué pour enlever uniquement la matière restante.

fraisage poche 4 axes
Le fraisage de poche 4-axes détecte la plus vaste zone pour un dépôt de copeaux puis applique un usinage de poche sans noyau uniquement sur la matière restante afin d’accélérer l’usinage des cavités complexes


Compensation de l’enlèvement antérieur de matière

Parfois, un gros trou ou une rainure est pré-usiné à l’intérieur d’une cavité à poche pour enlever autant de matière que possible et en même temps, libère la tension au sein du matériau. Dans d’autres cas, le modèle possède une cavité de moulage en poche avec un profil intérieur de n’importe quelle forme réalisable. Les passes de fraisage de poche doivent reconnaître la forme d’une cavité interne et s’y adapter pour éviter de couper dans le vide.

usinage poche
L’usinage de poches sans noyau d’ESPRIT offre la possibilité d’un décalage constant autour d’un trou pré-percé ou une transition fluide entre la forme d’une cavité interne et un profil extérieur


Usinage fiable automatisé

Les machines à fil modernes sont dotées de caractéristiques leur permettant de fonctionner pendant de longues périodes sans l’attention particulière d’un opérateur. Parmi ces caractéristiques, figurent l’enfilage automatique du fil, le montage d’outils pour différentes configurations de pièce, des systèmes de détection et de rétroaction pour commande adaptative et une électronique de pointe.

Il existe de grandes possibilités de production 24h/24 créant une seule matrice, que l’on pourra multiplier pour créer une grande série de pièces. L’adaptation à ce type de travail exige cependant des capacités de programmation avancées pour obtenir une fiabilité et une baisse de coûts maximales.

ESPRIT comporte des stratégies d’usinage qui ajoutent automatiquement des pauses à une distance spécifiée le long du parcours du fil pour la rétention des copeaux, génère les coupes de finition adéquates, puis retrace automatiquement le parcours pour retirer les pauses dans le bon ordre pour libérer les copeaux en toute sécurité. Par souci de flexibilité, le programme peut recevoir pour instruction d’attendre la présence d’un opérateur avant de couper les pauses.

Il importe également d’avoir une estimation précise du temps de coupe pour chaque programme de pièce. Les estimations fiables sont primordiales pour la programmation et la planification des opérations sans surveillance. En préparant l’exécution d’un travail de nuit, l’estimation précise du temps nécessaire garantira que le travail sera fait le matin. Les programmeurs peuvent visualiser les temps de cycle dans un document ESPRIT ou générer rapidement un rapport précis et complet de l’ensemble de temps de cycles de fonctionnement et le temps de cycle total, plus les positions de fil, les données relatives au fil et à la pièce, ainsi que toutes les instructions spécifiques de configuration.

L’automatisation du processus d’électroérosion à fil peut concourir au succès des ateliers en réduisant leurs coûts de production et en améliorant leur réactivité.

usinage rapport temps coupe
Un rapport détaillé donne une estimation des temps de coupe en usinage automatisé


Automatisation et personnalisation guidées par l’utilisateur

ESPRIT met à disposition un lecteur de données universel donnant aux utilisateurs accès à des données de coupe recommandées par le fabricant pour leur élaboration et modélisation d’électroérosion. Le système d’électroérosion expert d’ESPRIT est un élément intégré de l’électroérosion du logiciel, accessible à partir de n’importe quelle page d’opération d’électroérosion. Le programmeur choisit les données de taille du fil et de pièce pour afficher les stratégies de coupe optimales. Une fois la stratégie choisie, les valeurs recommandées par le fabricant sont chargées dans l’opération d’un simple clic.

En utilisant les bases de données fournies par ESPRIT comme données de référence, les utilisateurs de l’électroérosion par fil peuvent modifier les données pendant leur travail, tout en s’efforçant d’affiner la méthode de coupe des pièces et de créer des stratégies de coupe personnalisées. Les modifications apportées à la base de données peuvent être sauvegardées dans un nouveau fichier, ou la base courante de données peut être écrasée.

Les données de coupe par fil sont stockées dans des fichiers XML externes, simples à utiliser et faciles à mettre à jour. Cependant, au lieu de quitter ESPRIT et de travailler directement avec le code XML, le Système Expert permet aux programmeurs d’éditer leur base de données directement dans l’environnement de travail d’ESPRIT.

Cette méthode simplifiée d’édition de données dans un environnement familier permet aux programmeurs d’électroérosion de tester et d’ajuster rapidement les stratégies de coupe en cours de travail, sans devoir apprendre le codage XML.

fao electroerosion esprit
Le Système Expert d’électroérosion ESPRIT facilite l’accès et la personnalisation des données de coupe par fil recommandées par le fabricant


Poursuite d'une tradition de pionniers

ESPRIT Electroérosion fait figure de pionnier en matière de programmation de coupe par fil depuis son lancement en 1988. Fort de plus de 15 000 licences actives d’électroérosion, ESPRIT est le logiciel FAO d’électroérosion par fil le plus utilisé au monde. En tant que produit, ESPRIT est capable de programmer n’importe quelle opération d’électroérosion à fil, configurée quels que soient la commande, le nombre d’axes linéaires ou rotatifs, le fabricant ou le type de géométrie CAO. La solution prête à l’emploi fait appel à des post-processeurs certifiés usine et aux plus récentes bases de données techniques pour garantir un code CN exempt d’erreurs à 100%.

Dp Technology, qui développe la solution ESPRIT, tient à la simplicité d’utilisation, en veillant à ce que la FAO pour l’électroérosion par fil poursuive la simplification du processus de programmation. Dans cet objectif, la société continuera à développer des solutions intelligentes d’électroérosion et de reconnaissance intelligente de caractéristiques, ainsi qu'à coopérer avec ses partenaires OEM en électroérosion pour assurer à ESPRIT la prise en charge des tout derniers développements en matière d’électroérosion.

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