Machpro 898 29/01/10

L’usinage à bout de bras

Machines Production informe régulièrement des progrès de la robotique. Depuis quelques temps, celle-ci sort des applications de manipulation, peinture, soudure ou simple ébavurage pour entrer en usinage. Dans notre précédent numéro, une cellule d’usinage était décrite pour son potentiel en direction du détourage aéronautique. Aujourd’hui, un autre constructeur rappelle son savoir-faire dans ce domaine.

Usiner avec un robot Kuka est un projet qui date de l’arrivée de la commande sur base PC, c’est à dire il y un peu plus de 10 ans. Autant dire que les contraintes liées à cette application sont bien connues chez ce constructeur. La démarche de Kuka a été de trouver des réponses globales, optimisées et standards à chacune des questions qui se sont posées. Le résultat est un ensemble cohérent regroupant tous les composants du procédé, en une seule offre, avec un délai court et un prix compétitif. L’objectif n’est pas de rivaliser avec les machines outils 5 axes, mais d’ouvrir de nouveaux marchés et de permettre une automatisation là où la machine 5 axes n’est pas rentable. La qualité principale du robot reste la flexibilité : il sera utilisé pour réaliser des prototypes, des pièces unitaires ou des petites séries.

Il n’est pas encore aussi rapide que la machine outil. Les premières expériences ont été réalisées dans l’usinage de matériaux tendres. C’est en travaillant l’aluminium et le composites que la concurrence avec la machine outil s’est révélée complètement. Le travail de l’acier reste encore au niveau des laboratoires mais les résultats sont prometteurs. Les efforts demandés étant différents de ceux habituels, 4 robots de la gamme Kuka ont été sélectionnés pour l’usinage, dont le KR500 MT offre 600 daN de poussée.
Ces robots sont équipés de réducteurs spéciaux (moins souples), de motorisations plus puissantes et ont été mesurés individuellement après assemblage pour assurer une meilleure précision absolue. Les déformations élastiques de la machine ainsi obtenue pourront être corrigées par un dispositif de suivi de trajectoire – ou par un logiciel de correction de la trajectoire programmée en anticipant les déformations qui seront engendrées. Suivant les applications et les matériaux, il est difficile de descendre en dessous de 0,5 mm, mais on sait rester en dessous de 1 mm de précision absolue. Un argument déterminant en faveur du robot réside dans le volume de travail, qui peut être multiplié à l’envi en positionnant le robot sur un rail linéaire. La broche et son alimentation font partie de la fourniture Kuka, ainsi que tout l’environnement en outillage et programmation. Aujourd’hui, les développements se poursuivent vers l’usinage de l’acier. La faisabilité est acquise mais il faut optimiser les performances. Les débouchés ne sont pas certains. Le soudage par friction (ou Friction Stir Welding – FSW) est un procédé de soudage dont les contraintes sont voisines de celles de l’usinage et qui est prometteuse dans le secteur aéronautique.