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ÉTUDE DE CAS

Usinage CNC précis de modèles 3D avancés

Le centre d'usinage Lambda GT de FANUM est équipé de Siemens entièrement numérique Système de contrôle numérique SINUMERIK ONE. Il offre d'excellentes performances partout où un niveau élevé de stabilité et de précision d'usinage est requis dans toutes les conditions de charge de la machine CNC.

FANUM est l'un des principaux fabricants européens de machines CNC pour le traitement de matériaux tels que le bois, les plastiques et l'aluminium. La société propose des dizaines de types de machines adaptées aux besoins des clients. Ces machines sont largement utilisées dans la production de produits spécialisés, de composants de meubles, ainsi que de maisons et de structures en bois.Le produit phare de Fanum est le produit technologiquement avancé Centre d'usinage cinq axes Lambda GT.

Construction de l'appareil et de son application

Le centre d'usinage Lambda GT produit par FANUM est conçu pour l'usinage complexe de composants spatiaux. La machine permet le fraisage CNC précis des modèles utilisés dans la production d'éléments stratifiés, de moules d'injection et de moules de coulée. Il permet l'usinage 3D dans un système interpolé à cinq axes de matériaux tels que le bois et les matériaux à base de bois, les plastiques, les composites polymères, les stratifiés, les résines et l'aluminium. Il peut être utilisé à la fois pour l'usinage intensif et pour le traitement de divers types de moules et modèles 3D faits de matériaux souples et légers, tels que la mousse de polyuréthane ou le polystyrène.

« Le centre d'usinage Lambda GT est utilisé pour le fraisage CNC précis. Nos clients l'utilisent, entre autres choses, pour fraiser des modèles de coulée 3D, fabriquer des moules pour le thermoformage dans le traitement des plastiques et travailler avec des stratifiés en PRV utilisés dans la production d'avions, de voitures et de bateaux,
explique Szymon Skorupski, chef du département des ventes chez FANUM.

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Le centre d'usinage Lambda GT permet l'usinage 3D dans un système interpolé à cinq axes sur une large gamme de matériaux, du bois et des stratifiés aux métaux tels que l'aluminium.

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Les composants importants de la machine-outil comprennent la tête de fraisage, la table de travail et le portique mobile. La machine ne nécessite pas de boîtiers de protection supplémentaires.

Lambda GT est une fraiseuse CNC à cinq axes dotée d'une base lourde qui sert de base à la table de travail et au système cinématique du portail supportant la tête de fraisage. Il est construit comme un double portique spatial intégré entraîné par deux servomoteurs synchronisés situés des deux côtés de la table de la machine. Un élément clé de la machine-outil est le tableau susmentionné, dont la taille peut varier selon l'application, allant de 3×2 m à 20×3 m. Un autre élément important de l'appareil est le portique mobile avec un déplacement de l'axe Z allant de 700 mm à 1500 mm.

FANUM a de nombreuses années d'expérience dans la conception de ce type d'équipement. Pendant plus d'une décennie, ce type de conception de centre d'usinage s'est avéré très efficace dans la production de modèles de coulée, de profilés en aluminium de grande taille et dans l'usinage composite. La machine convient partout où une conception ouverte et la facilité de chargement et de déchargement de la table de travail sont importantes.

« La Lambda GT est équipée d'un double portique mobile, ce qui assure une rigidité inégalée et une structure compacte. Par conséquent, la machine ne nécessite pas de boîtiers de protection supplémentaires. Ces caractéristiques de conception fonctionnelle sont particulièrement importantes lors de l'usinage de modèles très précis et complexes faits de matériaux durs,
souligne Wojciech Wójcik, copropriétaire de FANUM.

SINUMERIK ONE et le jumeau numérique

Le centre d'usinage Lambda GT a été équipé du dernier système de commande numérique Siemens entièrement numérique. SINUMERIK ONE, le contrôleur PLC SIMATIC S7-1500F et les systèmes d'entraînement SINAMICS S120 sont responsables du contrôle complet de la machine, de l'exécution des programmes d'usinage technologiques et de la sécurité des machines-outils, tout en respectant simultanément les normes modernes de numérisation de la production.

Le système de commande numérique SINUMERIK ONE de Siemens établit une nouvelle norme dans le monde de plus en plus numérisé de la fabrication CNC. Notre client, une entreprise internationale du secteur des technologies de métrologie basée au Royaume-Uni, n'avait aucun doute lors du processus de prototypage, de configuration et d'approvisionnement d'une nouvelle machine-outil à des fins de recherche et développement que SINUMERIK ONE était le système de contrôle capable de répondre à toutes les exigences technologiques.
Szymon Skorupski, Chef du département des ventes, FANUM

Une caractéristique clé de la solution fournie par FANUM est non seulement le processus d'usinage précis assuré par la Lambda GT, mais aussi la possibilité d'utiliser des simulations avancées déjà au stade de la préparation du programme technologique. Grâce à la fonctionnalité du logiciel et à l'excellente intégration du logiciel de mesure avec le Système de contrôle SINUMERIK ONE, il est possible de mettre en œuvre une large gamme de cycles de mesure, ainsi que d'en créer de nouveaux.

« Le programme d'usinage est préparé dans un logiciel de CAO/FAO. Le client a alors la possibilité de vérifier le processus d'usinage et le comportement de la machine par simulation dans l'environnement virtuel du jumeau numérique de la machine-outil. Si des corrections au programme d'usinage sont nécessaires, le jumeau numérique permet une simulation précise à distance des performances du programme et des changements introduits,
— explique Wojciech Wójcik.

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Le centre d'usinage Lambda GT utilise une gamme de solutions Siemens, y compris les systèmes d'entraînement SINAMICS S120, l'ordinateur industriel SIMATIC NANO BOX PC et les alimentations stabilisées SITEP.

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L'appareil utilise le système de commande numérique SINUMERIK ONE entièrement numérique, qui s'avère efficace partout où un haut niveau de stabilité et de précision d'usinage est requis.

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Le système SINUMERIK ONE, le contrôleur PLC SIMATIC S7-1500F et les entraînements SINAMICS S120 sont responsables du contrôle complet de la machine et de l'exécution de programmes d'usinage technologiques.

Un jumeau numérique créé sur les plateformes Siemens — Create MyVirtual Machine et Run MyVirtual Machine, ainsi que le module SIMIT et NX Mechatronic Concept Designer (MCD) — permet la simulation de signaux discrets et de processus continus. Ces outils permettent de vérifier le fonctionnement des entrées/sorties numériques et analogiques coopérant avec les capteurs de la machine ainsi que ses périphériques. Ils offrent également la capacité de reproduire la physique complète d'un corps rigide, y compris les forces d'inertie agissant sur le système cinématique d'une machine-outil.

« Compte tenu des caractéristiques des produits FANUM, ce sont des machines innovantes et sur mesure. Dans le cas du centre d'usinage Lambda GT, le jumeau numérique assure la réplication complète du système de commande numérique réel de la machine, le fonctionnement du contrôleur PLC, le traitement des données de commande, le panneau de commande, ainsi que les périphériques,
déclare Karol Staworko, directeur du département de développement des ventes chez Siemens Pologne.

« Grâce à cela, le client acquiert la capacité de vérifier l'exactitude du processus de production dans un environnement virtuel et n'a pas à apprendre des erreurs. Cela permet d'accélérer le processus de mise en œuvre d'une nouvelle pièce pour l'usinage, de minimiser les temps d'arrêt et le temps de changement de machine. Cela réduit également considérablement le risque de collisions avec des machines. Plus important encore, grâce au jumeau numérique de la machine-outil, le client est en mesure de déterminer le temps d'usinage avec le plus haut niveau de précision atteint à ce jour,
ajoute-t-il.

La collaboration de FANUM avec Siemens

Les ingénieurs de FANUM mettent l'accent sur la qualité et la fiabilité des solutions Siemens utilisées dans les machines de l'entreprise, y compris la Lambda GT.

Pour nous et nos clients, la haute qualité des composants Siemens, leur innovation, et la facilité d'accès au support technique et technologique ainsi qu'au service, y compris l'assistance à distance, sont essentielles.
Wojciech Wójcik, copropriétaire, FANUM

« Actuellement, nous coopérons avec Siemens dans le domaine des machines haut de gamme et à usage spécial. Notre portefeuille de machines s'élargit, et de nouveaux clients avec de nouveaux défis émergent. Avec Siemens — leur offre matérielle, leurs logiciels et leur support — nous savons que les attentes du marché moderne font partie de nos capacités d'ingénierie. Cela garantit une croissance durable à la fois pour notre entreprise et nos clients, tandis que des aspects tels que la production efficace et rentable ainsi que la cybersécurité sont maintenus au plus haut niveau,
ajoute Wojciech Wójcik, copropriétaire de FANUM.

En 2023, FANUM a utilisé pour la première fois le dernier système de contrôle Siemens SINUMERIK ONE dans son centre d'usinage à cinq axes, entre autres raisons en raison d'une exigence client. Tout au long du processus de production de la machine et de la mise en œuvre subséquente sur le site du client, les ingénieurs FANUM ont reçu le soutien complet de Siemens.

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Les machines créées par FANUM sont des solutions « sur mesure », entièrement adaptées aux besoins des clients de l'entreprise.

La mise en place du système de contrôle SINUMERIK ONE nous a ouvert la porte à un large éventail de clients potentiels dans les industries automobile et aérospatiale, pour qui l'utilisation de cette solution est une exigence nécessaire. Ces quelques implémentations conjointes nous ont fait prendre conscience de la très grande polyvalence et flexibilité du système SINUMERIK ONE, ainsi que du large éventail de ses applications possibles. Ce système de contrôle fonctionne très bien dans ces domaines.
Szymon Skorupski, Chef du département des ventes, FANUM