Vue sur une machi-ne à transfert rotatif. On distingue bien les palettes avec les éléments de serra-ge et, au-dessus, les unités d’usinage jusqu’à 4 axes, avec changeurs d’outils.

Imoberdorf: la productivité en transfert rotatif suisseAIl y a quelques années seulement, les machines à transfert rotatif n’étaient conçu-es que pour les grandes séries. Aujourd’hui, les toutes dernières machines à trans-fert rotatif d’Imoberdorf permettent des changements de composants extrêmement rapides et des fabrications économiques dès les moyennes séries à partir de 12 000 pièces.

Matthias Böhm, rédacteur en chef de SMM / 10.08.2016

Qu’il s’agisse de logements de paliers, platines de montres, pistons, bielles, vilebrequins, sou-papes de commande ou couronnes de montres : pour ces spectres de pièces, les machines à transfert rotatif d’Imoberdorf assurent aussi bien un usinage complet qu’un très haut niveau de productivité et de rentabilité. À ceci s’ajoute une grande flexibilité apportée par les machines à transfert rotatif d’Imoberdorf : c’est sans problème que l’on peut passer d’une série à la suivante, en un temps très court. Et ceci est très loin d’aller de soi.

Usinage complet sur machines à transfert rotatifIOutre le fraisage et le perçage, la Société Imoberdorf AG mise également, depuis quelques an-nées, sur la performante technologie de tournage « imo-rot » équipant ses machines à transfert rotatif. Avec jusqu’à 15 kW de puissance de rotation à 10 000 tr/min maximum.

Fraisage, perçage et tournage sur une seule et même stationLa technologie de tournage « imo-rot » repose sur le transport des pièces à usiner à l’aide de palettes. Les pièces à usiner ne sont plus serrées sur la table rotative, comme elles l’étaient au-paravant, mais dans des palettes de transport, et elles sont transportées d’une station d’usinage

à l’autre. Les palettes de précision contribuent considérablement à la grande flexibilité des ma-chines. Les palettes de pièces à usiner ne sont plus fermement reliées à la table indexable de la machine à transfert rotatif. Une fois arrivées à la station d’usinage respective, elles sont couplées, positionnées et verrouillées à l’aide d’un système de serrage à point zéro avec l’axe de tournage synchrone CNC (axe C) dans la machine de base. Ainsi, sur la station d’usinage d’une machine à transfert rotatif, il est possible de réaliser des opérations de tournage à commande CNC de manière ciblée à un niveau de qualité optimale, en complément des usinages de fraisage et de perçage traditionnels.

Les innovations, un facteur clé de la réussiteLes innovations constituent un facteur essentiel de la réussite à long terme. C’est la raison pour laquelle la Société Imoberdorf ne cesse d’investir dans la recherche et le développement. Michel Amoos, Ingénieur des ventes de la Société Imoberdorf AG, résume ceci de la façon suivante : « Rien qu’au cours des six dernières années, d’énormes avancées technologiques ont été réalisées dans les machines à transfert rotatif d’Imoberdorf. Cependant, le préjugé selon lequel les machines à transfert rotatif manqueraient de flexibilité de-meure. Mais ceci n’est qu’un préjugé. Les machines à transfert rotatif modernes sont extrêmement rapides, mais elles sont également d’une grande flexibilité. Nos clients n’ont plus à sélectionner la machine pour une grande série en particulier. Avec nos toutes dernières générations de machi-nes, l’adaptation à une nouvelle gamme de pièces à usiner ne pose absolument aucun problème. C’est ainsi que nos machines permettent de réaliser de façon économique des séries de quelques milliers de pièces en alternant avec d’autres gammes de pièces. »

La rentabilité à partir d’un volume de 12 000 piècesIl est clair que, qui dit machines à transfert rotatif, dit toujours très grande productivité et séries. Mais, alors qu’une machine à transfert rotatif n’était intéressante, il y a quelques années de cela, que pour des volumes de 100 000 pièces, les machines à transfert rotatif entièrement à comman-de numérique (CNC) permettent désormais de fabriquer des séries dès 12 000 pièces environ de façon économique. La raison en est simple, indique M. Amoos : « Alors qu’il fallait, dans le passé, prévoir une se-maine pour passer à une nouvelle gamme de pièces, les machines Imoberdorf actuelles ont été développées en misant à 100 % sur la flexibilité et, en même temps, sur la rapidité. À cet égard, c’est de nouveau le système à palettes « imo-rot » (axe C) précédemment décrit, dans lequel les pièces sont serrées et transportées, qui joue un rôle déterminant. »

Usinage simultané jusqu’à 5 axes en transfert rotatifLe système de transfert à palettes, mis au point par Imoberdorf, dessert désormais des stations de production indépendantes et extrêmement polyvalentes composées d’un axe de rotation avec ent-raînement synchrone CNC (axe C) et d’une unité d’usinage CNC jusqu’à 4 axes avec un ou plusieurs outils, eux aussi entraînés. Ainsi, même des usinages simultanés à 5 axes sont réalisables sur la machine à transfert rotatif. M. Amoos : « Il s’agit là de la première machine de transfert 5 axes du monde. » Ces stations, autonomes en soi, sont par ailleurs caractérisées par un sys-tème de haute précision.

Interconnexion de plusieurs machi-nes à transfert rotatifAccessoirement, le système de transfert à palettes « imo-rot » permet également une Les machines à transfert rotatif d’Imoberdorf fabriquent d’une façon extrê-

mement précise, grâce à leur astucieuse conception.

interconnexion avec d’autres machines à transfert rotatif de la Société Imoberdorf AG. La palette comportant la pièce serrée peut être transportée par système de convoya-ge et intégrée sans problème au processus d’usinage d’une deuxième machine à trans-fert rotatif « imo-rot ».

Changement de réglage en deux mi-nutesM. Amoos explique la flexibilité de la machine à partir d’un exemple : « Un de nos clients fabrique 150 serrures de portes différentes. Il s’agit là de pièces similaires mais chaque serrure comporte un programme CNC qui lui est propre. L’énorme nombre d’outils dispo-nibles et d’axes CNC que comportent nos

machines permet de passer à une vitesse <fulgurante> d’une serrure à la suivante. C’est sensati-onnel. Si vous essayiez de le faire sur d’anciennes machines à transfert rotatif, le temps de chan-gement de réglage demanderait entre un et deux jours de travail. »Des pièces de la même famille peuvent être fabriquées par production assistée par ordinateur pilote, sans l’intervention d’un opérateur.

Aujourd’hui, la flexibilité est réalitéLe concept de changement de réglage fonctionne bien sûr avec des pièces similaires mais l’on peut, grâce aux axes à commande CNC, enchaîner avec des pièces complètement différentes.M. Amoos indique à cet égard : « Il faut le cas échéant réajuster des outils spécifiques mais même cette opération est aujourd’hui très rapide à effectuer dans nos machines. Il y a 25 ans, on disait des machines à transfert rotatif qu’elles étaient flexibles. Si l’on veut être honnête : il s’agissait là de publicité qui n’avait rien à voir avec la réalité. Aujourd’hui, la flexibilité est réalité. »

Trois concepts de transfert rotatifLa Société Imoberdorf AG dispose de trois concepts de transfert rotatif :imo-compact – machine à transfert rotatif compacteimo-smart – machine à transfert rotatif moyenneimo-space – la plus grande solution de machine à transfert rotatif d’Imoberdorf

imo-compact – la compacteiL’imo-compact est la plus petite des trois séries d’Imoberdorf. Avec une surface de seulement douze mètres carrés pour une hauteur de 2,30 mètres, l’imo-compact est une installation à trans-fert rotatif à haute productivité : l’imo-compact commande par CNC 4 à 8 stations d’usinage pou-vant être équipées de 21 broches. Elle comporte une zone d’usinage par broche (avec double broche) ZYX = 50 x 60 x 40 mm. Pour ce qui concerne les porte-outils, le choix peut se porter sur les ISO-10, HSK-E 25 ou des pinces de serrage. La puissance d’usinage par enlèvement de copeaux est de 2 kW par broche porte-outil. L’axe C à commande CNC peut être conçu en 7,5 kW au maximum, sur l’imo-compact.

imo-smart – la moyenneL’imo-smart comporte 4 à 16 stations d’usinage pouvant être équipées de 45 broches. La puis-sance d’usinage par enlèvement de copeaux, par broche est de 5 kW maximum. La zone d’usinage se situe à ZXY = 120 x 100 x 130 mm. Les porte-outils disponibles sont HSK-C 25 à HSK-C 63 ou des pinces de serrage.

Les machines à transfert rotatif de structure modulaire de la Société Imober-dorf AG sont en général conçues spécifiquement pour répondre aux exigen-ces de l’application à laquelle elles sont destinées.

imo-space – la grandeDu point de vue de la productivité et des fonctionnalités, l’imo-space d’Imoberdorf est la plus gran-de installation à transfert rotatif. L’imo-space peut être équipée de 69 broches ou plus, sur 6 à 24 stations d’usinage. L’mo-space offre un énorme potentiel de production, avec un important volume de copeaux. La zone d’usinage de l’imo-space se situe à ZYX = 200 x 200 x 100 mm. Les puis-sances d’usinage par enlèvement de copeaux augmentent en fonction de la taille de la machine-outil.

Table rotative et manutention des piècesLa table rotative des machines à transfert rotatif est munie d’une denture Hirth pour assurer un positionnement clair. Un entraînement direct avec moteur-couple est proposé en option. Le char-gement des pièces s’effectue au choix à la barre, par manutention de chargement, par pick and place, par robot ou manuellement. La précision de reproductibilité des machines à transfert rotatif est de ± 0,001 millimètre, les machines à transfert rotatif d’Imoberdorf comptant ainsi parmi les plus précises du monde.

ILa mesure en cours de processus apporte une très grande sécurité de proces-susPour augmenter la précision sur la pièce et la sécurité du processus, les pièces peuvent être me-surées directement dans la machine. Si les cotes réelles se rapprochent des limites des plages de tolérance, il est possible de corriger automatiquement les axes CNC. À ces fins, il est prévu trois limites d’intervention, afin d’atteindre la plage de tolérance moyenne. Il s’agit là d’un processus astucieux qui revêt une énorme importance dans la fabrication de séries.

Solutions de fabrication modulaires Les machines à transfert rotatif d’Imoberdorf sont conçues en tant que solutions systèmes de structure modulaire, qui peuvent être adaptées individuellement à la solution du client. M. Amoos : « Le concept de machines a été mis sur le marché en 2013. Nous avons réalisé ici une grande avancée technologique. Le système modulaire et sa flexibilité sont déterminants. Vous pouvez aujourd’hui équiper une machine de quatre stations et, au bout de deux ans, lui ajouter d’autres stations lorsque le volume de vos commandes augmente. Ainsi, avec un volume d’investissement échelonné, il est possible de travailler de façon extrêmement économique. »

Machines à transfert rotatif axées sur le client Les machines Imoberdorf ne sont pas des « machines fabriquées en série ». Il s’agit de machines-outils de structure modulaire, qui sont conçues en concertation avec le client, spécifiquement en fonction des besoins de l’utilisateur. Le client soumet généralement une ou plusieurs pièces aux spécialistes des applications de la Société Imoberdorf AG. Ils déterminent le matériau, les géomé-tries, la matière première (barre, pièce forgée, lopin) et le volume de lot.

Les 70 collaborateurs de la Société Imoberdorf AG veillent au bon foncti-onnement.

Le hall de montage de la Société Imoberdorf AG : c’est ici que sont conçues et montées les machines, conformément aux spécificités des clients.

Les ingénieurs de la Société Imoberdorf AG établissent ensuite un concept de machine adapté sur mesure à la gamme de pièces à usiner. Il s’agit là de déterminer le nombre de stations d’usinage (en définissant le nombre de stations fixes et le nombre de stations mobiles), le mode de char-gement des pièces et le serrage de celles-ci, ainsi que les types d’unités d’usinage par station d’usinage.

Adapter les cycles d’usinage entre euxL’essentiel est de concevoir chaque cycle de production de la machine à transfert rotatif de sorte que le temps d’usinage soit le même pour pratiquement chaque cycle d’usinage, afin de ne pas perdre une seconde au moment de la conception de la machine. À ces fins, il faut un savoir-faire considérable en matière de processus, savoir-faire acquis par les spécialistes d’Imoberdorf au fil des décennies.

Des machines prêtes à relever les défis du futurÉtant donné que les machines sont utilisées dans l’industrie automobile et dans l’industrie hor-logère, les ingénieurs d’Imoberdorf connaissent les défis que les machines ont à relever. Et ils savent comment relever ces défis. Comme le montre l’article, les machines à transfert rotatif d’Imoberdorf sont parfaitement conçues pour faire face aux évolutions de demain : flexibilité, rapi-dité, productivité et sécurité des processus.

Interview avec M. Michel Amoos, Ingénieur des ventes de la So-ciété Imoberdorf AG« Nos racines se trouvent dans l’industrie horlogère. Autant dire précision, précision et encore précision. »

M. Amoos : à partir de déjà 12 000 pièces, les séries sont parfaites

SMM: Pouvez-vous expliquer la flexibilité relativement importante de machines à transfert rotatif modernes ?Michel Amoos: Le point déterminant par excellence, pour la grande flexibilité des machines, c’est notre système à palettes. Ce système permet de passer d’un lot à l’autre pratiquement sans opérateur. Autre aspect : dans le passé, les axes n’étaient pas à commande CNC. Ceci a complè-tement changé au cours des dernières années. Sur les machines à transfert rotatif, pratiquement tous les axes sont à commande CNC. Ceci se traduit également par le fait qu’il faut moins d’outils spéciaux que dans le passé.

SMM: Qu’en est-il des possibilités d’extension de machines à transfert rotatif existantes ?M. Amoos: Là encore, nous proposons des possibilités très flexibles. Nos clients peuvent faire concevoir la machine avec huit stations dans un premier temps. Plus tard, si le volume de com-mandes de nos clients augmente, la machine peut être rééquipée pour passer de huit à 16 sta-tions, par exemple.

SMM: Néanmoins, les processus des différents cycles d’usinage doivent être parfaitement adap-tés les uns aux autres.M. Amoos: Absolument, et c’est là tout notre travail quotidien. Dans la machine à transfert rotatif, il faut raccourcir le processus le plus long, si faire se peut. Seulement 1 à 2 secondes de réduction du temps de cycle peuvent, sur de grandes séries, permettre d’économiser rapidement 200 000.– CHF par an en production courante. C’est la raison pour laquelle nous devons développer des temps de cycles plus courts moyennant une très grande précision. Lorsque l’on doit rendre une station plus rapide, on se tourne par exemple vers les stations à commande linéaire. Elles appor-

tent jusqu’à 12 m/s2 d’accélération.

SMM: Dans l’industrie automobile, pratiquement tout passe par la valeur cpk (indice de capabilité). Comment, avec vos solutions de production, atteignez-vous les hautes valeurs cpk ?M. Amoos: Eles valeurs cpk, qui ne cessent d’augmenter, constituent un défi pour tous les sous-traitants de l’automobile et, en fin de compte, pour nous, fabricants de machines-outils. Mais nous avons des solutions à proposer. Nous pouvons intégrer la technique de mesure en cours de pro-cessus, ce qui permet de corriger automatiquement les circuits de régulation s’il advient que les cotes s’écartent de la tolérance. Si nous mesurons chaque pièce en cours de processus, il est possible de maintenir toujours les tolérances dans les plages exigées. Nous avons ainsi une très grande certitude d’atteindre la valeur cpk.

SMM: Actuellement, quels développements avez-vous en préparation ?M. Amoos: Pour le moment, nous avons seulement intégré aux machines des processus avec des tranchants déterminés géométriquement. Dans un futur proche, nous intégrerons également des opérations de rectification. Ceci afin que nous puissions également usiner des matériaux trempés, du carbure ou des céramiques. La réunion du fraisage, du tournage, du perçage et, en même temps, de la rectification, augmentera encore les domaines d’utilisation et la rentabilité de nos machines à transfert rotatif.

SMM: À quelle industrie livrez-vous vos machines ?M. Amoos: Nos racines se trouvent dans l’industrie horlogère. Autant dire précision, précision et encore précision. Et ce avec une productivité et une sécurité des processus maximales. Des conditions idéales donc, pour marquer des points dans l’industrie automobile où nous avons aujourd’hui un autre point d’ancrage extrêmement fort. Les pièces types sont les freins, l’injection, la direction assistée, les compresseurs de climatisation, etc. Mais également en serrurerie, en technique médicale et en électrotechnique avec, en particulier, les connecteurs, nos machines à transfert rotatif rendent de remarquables services.

SMM: Nous en avons déjà parlé dans l’article : à partir de quelles tailles de séries les machines à transfert rotatif sont-elles économiques ?M. Amoos: Ceci dépend fortement des familles de pièces. Mais si je devais donner un nombre, voici ce que je dirais : des séries à partir de 12 000 pièces sont aujourd’hui des séries parfaites pour nos machines.

SMM: Quel est le rôle joué par les marchés internationaux ?M. Amoos: Nos machines sont en général prédestinées pour la production en série, indépen-damment du lieu. En tant que fabricant suisse type de machines-outils, nous sommes fortement implantés en Suisse et en Allemagne, mais nous livrons aussi dans tous les pays industriels importants. En Chine, nous créons cette année une succursale qui assurera également le service après-vente.

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