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OPEN MIND a participé au développement d'un robot de fraisage pour le prototypage

02/04/2005
C'est avec des modèles et des prototypes que les idées de produit prennent forme pour la première fois. La réalisation se fait soit à la main, un travail fastidieux et très peu reproductible, soit sur un centre d'usinage, ce qui a pour conséquence un coût. Les deux solutions n'offrent toutefois pas la flexibilité qui est souhaitable dans le développement d'un produit. La matérialisation des modifications et variantes entraîne en particulier des surcoûts élevés. Le nouveau robot de fraisage de ESCAD Systemtechnik propose ici une alternative intéressante, y compris du point de vue économique.

Les nouveaux produits sont souvent conçus avec des systèmes de CAO 3D. Ceux-ci permettent de concevoir les pièces les plus complexes. Ce qui redonne à son tour une grande liberté au concepteur pour la configuration du produit. Les possibilités qu'offrent les progiciels de CAO aux concepteurs doivent toutefois également se retrouver dans la fabrication de modèles et prototypes. Des pièces exigeantes avec des géométries de surface complexes placent ici la barre très haut. C'est partant de ce constat que la société ESCAD Systemtechnik a eu conjointement avec KUKA Roboter GmbH l'idée de développer un robot de fraisage qui peut répondre aux exigences élevées en matière de forme et de flexibilité. Oliver Rück, directeur de ESCAD Systemtechnik : ? Les robots industriels ont, grâce à leur flexibilité, fait leurs preuves dans de nombreux domaines de la fabrication. Comme les modèles existent de toute façon sous forme numérique, il doit être possible de programmer un robot via un système de CAO pour qu'il puisse fraiser de manière flexible et économique des modèles et prototypes. Notre robot de fraisage ROBOprot en fournit ici la preuve '.

Le robot de fraisage ROBOprot

ESCAD Systemtechnik a développé un robot de fraisage en collaboration avec KUKA Roboter GmbH à Augsbourg et le spécialiste de la CAO OPEN MIND Technologies AG à Munich. Le système comprend un robot équipé d'une broche avec une armoire électrique et un tableau de commande, ainsi que - selon les exigences du client - un changeur d'outils, un système de mesure d'outil, une table pour la prise de pièce, une hotte aspirante et une cartérisation. Le robot est programmé via un PC normal avec le logiciel de CAO. Dans l'ensemble, ce système est particulièrement flexible. Selon que le robot et posé ou suspendu, la zone de travail couvre 5500 x 2050 x 3850 mm (longueur ? largeur ? hauteur maximale de pièce). Ceci permet par exemple de fraiser en une seule prise de pièce un tableau de bord de voiture. Il n'est pas nécessaire de reprendre le serrage de la pièce. Les six axes du robot permettent d'atteindre chaque recoin de la pièce. Le système est conçu de façon modulaire à partir de composants standard éprouvés ? ce qui permet d'assurer des coûts d'investissement maîtrisés et comparativement plus faibles que pour les machines-outils.

Outre le robot KR 60 HA utilisé actuellement pour l'installation, il est possible d'utiliser d'autres robots KUKA, car l'unité de commande robotique (CAMrob) est la même pour tous les robots KUKA. Il est ainsi possible de moduler la taille des installations.

Six axes : trop pour un logiciel de CAO ?

Le robot travaille en tout sur six axes. Le système impose ainsi des exigences très spécifiques à la CAO. C'est ici que OPEN MIND Technologies AG a proposé un concept de CAO à la fois performant et extrêmement flexible. hyperMILL® propose par exemple toutes les stratégies d'usinage 2D, 3D jusqu'au 5 axes sur une interface utilisateur simplifiée sous Windows. De nombreuses aides, des masques utilisateurs graphiques et des contrôles de cohérence lors de l'entrée des données simplifient la programmation CAO et l'apprentissage. Un autre point positif est le savoir-faire de OPEN MIND Technologies en matière de post-processeurs. La robotique impose ici des exigences particulières. Les coordonnées spatiales du programme de CAO doivent être transposées vers les coordonnées spatiales spécifiques au robot. Et avec 6 axes, le robot est ici bien plus pointu que les fraiseuses conventionnelles. Ces données transformées sont ensuite réinjectées via le post-processeur KUKA dans la commande du robot. ?Last but not least', hyperMILL dans hyperCAD est une combinaison optimale de logiciels CAO et FAO. Le logiciel CAO hyperCAD permet des traiter des données 2D ou 3D, de sorte qu'il est possible de traiter des données CAO 3D. S'ajoute à cela une série d'interfaces directes et standard à d'autres logiciels CAO. Ceci permet d'intégrer des données de différents systèmes et de les traiter à un niveau de qualité élevé ? un autre élément qui accroît la flexibilité dans le développement produit.

ROBOprot ? pas seulement pour les concepteurs

Avec une répétabilité de 0.15 mm, les robots de fraisage n'atteignent certes pas la précision d'une fraiseuse, mais pour beaucoup d'opérations, comme pour la réalisation de modèles et prototypes, cette précision est largement suffisante. Des matériaux tendres comme la mousse PU ou l'ureol que l'on trouve couramment dans le modélisme, se laissent très bien usiner avec le robot de fraisage. Il est également possible d'usiner des pièces complexes en fibres de verre ou de carbone. Sa flexibilité lui permet d'atteindre tous les recoins sans problèmes, même sur les pièces les plus grandes. L'intégration dans un axe linéaire additionnel permet d'étendre la zone de coupe sur une longueur de plus de 10 m. On a ainsi les conditions idéales pour usiner des pièces de construction aéronautique, automobile, de machine, navale ou des éléments publicitaires. Car outre le fraisage et le perçage, le robot peut aussi effectuer des opérations de rectification, de polissage, d'ébavurage, de découpe et de rognage.

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