Comment s'effectue l'automatisation d'un tour CNC ?

L'automatisation des tours CNC

Les machines-outils automatisées CNC sont équipées de composants qui renforcent encore leur capacité à fonctionner de manière automatique. Tous les composants d'automatisation sont commandés de manière coordonnée par le système de commande numérique de la machine.

Structure de base d'un tour automatisé CNC

Une deuxième broche d'usinage, ou broche opposée, permet d'usiner la deuxième face d'une pièce. Une fois qu'une face d'une pièce tournée a été usinée, le système peut automatiquement la retirer d'un mandrin du tour, la serrer dans le mandrin opposé et usiner l'autre face.

Tourelles porte-outils et outils motorisés

Les tours CNC sont équipés d'une ou plusieurs tourelles d'outils permettant un changement rapide d'outils. Une tourelle simple contient des outils fixes, et une seule tourelle peut généralement accueillir entre 10 et 20 outils de tournage. En faisant tourner et se déplacer la tourelle, un outil peut être amené en position d'usinage. Les outils sélectionnés pour une tourelle doivent permettre d'effectuer toutes les opérations de tournage sur une pièce sans qu'il soit nécessaire de fixer de nouveaux outils sur la tourelle.

Lorsqu'un tour standard CNC est configuré en centre de tournage capable d'assurer un usinage complet, la tourelle doit pouvoir entraîner des outils de fraisage et de perçage. Outre une tourelle portant des outils de tournage fixes, la machine a donc besoin d’une autre tourelle ou d’un porte-outil capable d’entraîner des fraises et des forets. Avec ce type de tourelle, il est possible d’effectuer des opérations de fraisage frontal et latéral ainsi que de perçage alors que la broche est à l’arrêt.

Lorsque la broche d'usinage est configurée comme un axe C contrôlable et réglable avec précision, par incréments de 1/1 000e de degré par pas, et qu'elle est utilisée avec des outils motorisés, il est également possible de fraiser des contours de précision et de percer des trous sur la surface extérieure d'une pièce tournée.

D'autres équipements périphériques automatisés, notamment des dispositifs de transport et d'évacuation des matières premières ou des ébauches, complètent l'automatisation du tour CNC. Bien que le système de commande de ces équipements de chargement et de déchargement fonctionne comme un système périphérique distinct, il est connecté au programme d'usinage du CNC et opère en coordination avec le tour. Cela permet un usinage à faible intervention humaine, voire sans surveillance.

Alimentateurs automatiques de barres

Pour le tournage de barres, les tours CNC sont généralement équipés d’un chargeur automatique de barres installé directement sur la machine. Le tour nécessite une broche entraînée dotée d’un alésage creux. Par exemple, une barre de 3 m repose sur un rack de stockage incliné et roule dans le canal d’alimentation. Un poussoir d'alimentation pousse ensuite la barre par l'arrière à travers la broche creuse jusqu'au mandrin du tour, où elle est serrée. Une fois le cycle d'usinage lancé, la pièce usinée est libérée et évacuée de l'espace d'usinage. Le mandrin s'ouvre alors et la barre destinée à la pièce suivante est introduite.

Chargement et déchargement de flans de petite et grande taille

Lorsque de petites ébauches préformées, telles que des paliers forgés, sont chargées à l'aide d'un équipement monté sur un tour CNC, un convoyeur à impulsions peut acheminer les ébauches vers la zone d'usinage. Un dispositif de chargement rotatif, muni d’une pince de préhension, se déplace pour saisir les pièces une à une et les placer dans le mandrin du tour. Une fois l’usinage terminé, la pièce tombe sur une goulotte inclinée et est acheminée par un convoyeur de déchargement vers une palette ou un conteneur à grille.

Lorsque les ébauches destinées au tournage sont issues de profilés de grandes dimensions ou de grosses ébauches forgées, on utilise un convoyeur à chaîne pour transporter les ébauches et un chargeur à portique pour manipuler les pièces. Dans cette configuration, un tour CNC est équipé d’un convoyeur à impulsions pour ébauches sur le côté. Le chargeur à portique, équipé d’une pince, prélève une ébauche sur le convoyeur, se déplace au-dessus du tour CNC, abaisse l’ébauche dans l’espace d’usinage et la charge dans le mandrin du tour. Une fois l’usinage terminé, le chargeur retire la pièce finie et la transfère vers le convoyeur de pièces finies.