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Bumotec 1000/Cneo - Produire plus tout en consommant moins d’énergie

Pensé à partir des retours terrain, le nouveau centre de transfert horizontal Bumotec 1000/Cneo optimise chaque étape du process : cycles plus courts, consommation d’énergie réduite et prise en main simplifiée. Avec ses 32 électrobroches à 25 000 tr/mn et sa nouvelle interface tactile, Bumotec promet aux industriels de produire plus, tout en maîtrisant leurs coûts énergétiques.

Ce n’est pas à partir d’une feuille blanche qu’est né le nouveau centre de transfert Bumotec 1000/Cneo, mais par l’expérience d’un utilisateur du modèle antérieur. « Nous avons voulu savoir ce qui était limitant pour le client sur sa Bumotec s1000/C et qu’est-ce qui lui permettrait d’augmenter ses cadences, confie Sylvain Bapst, responsable de la conception mécanique chez Bumotec. Un cahier des charges a été défini puis on a développé une nouvelle machine sur cette base-là. »

Première amélioration, l’interaction homme-machine. Le choix s’est porté sur une HMI Fanuc. Avec son écran tactile de 24 pouces, cela permet à Bumotec d’afficher davantage d’informations à l’opérateur. Avec l’intégration de l’application graphique de WattPilote, il pourra continuer à opérer sa machine tout en contrôlant la consommation de ses broches sur un même écran, et même ajouter des boutons virtuels, celui de sélection des stations, par exemple, ou les raccourcis des M-codes les plus utilisés. « Nous avons vraiment retravaillé notre HMI afin d’aider l’opérateur à piloter sa machine de façon ergonomique et intuitive », assure Cédric Berger, responsable du département software. Et d’insister : « Nous avons souhaité que notre HMI puisse faciliter l’intégration de nouveau personnel sur une machine assez complexe, avec ses 32 électrobroches et ses neuf stations d’usinage. » Là encore, les préoccupations des clients ont été entendues : « Avec la difficulté de trouver de la main-d’oeuvre qualifiée, les entreprises ont bien souvent recours à du personnel qui n’est plus polymécanicien, et qui exerçait d’autres métiers avant. C’est la raison pour laquelle la HMI a toute son importance en la rendant extrêmement conviviale dans son utilisation. C’est pour cela que nous avons mis le paquet sur son développement. »

Réduction des temps de cycle pouvant atteindre 40 %

Quant à la quantité d’énergie requise pour le fonctionnement de la Bumotec 1000/Cneo, Bumotec est parvenu à baisser tous les curseurs. La consommation globale a été chuté de 30 %, celle de l’air comprimé de 52 %, avec un gain d’électricité pouvant atteindre jusqu’à 2 kWh.

La machine a son propre serveur OPC-UA

Le département software de Bumotec a également travaillé sur un serveur OPC-UA dans lequel peuvent remonter toutes les informations de la machine. « Nous avons été plus loin, puisque nous n’avons pas utilisé le serveur OPC-UA de Fanuc, mais nous avons développé notre propre serveur, afin de le rendre plus flexible pour l’utilisateur, de manière à ce qu’il puisse choisir quelles informations il souhaite faire remonter au niveau de l’atelier », souligne Cédric Berger.
 

Nouvelles électrobroches

Intéressons-nous à la mécanique désormais. Là aussi, plusieurs améliorations ont fait mouche. Jusqu’à 40 % pour les temps de cycle. Il faut dire que Bumotec a troqué ses électrobroches de 8 000 tr/mn pour des modèles à 25 000 tr/mn. « De nouvelles électrobroches que nous avons développées en interne sur un site du groupe Starrag », indique Sylvain Bapst. D’autant plus que ces nouvelles électrobroches par entraînement direct nécessitent moins de maintenance, avec un arrosage haute pression par le centre de l’outil à 70 bar. Des électrobroches équipées de capteurs d’accélération afin de contrôler leur signature vibratoire, ce qui permettra à l’utilisateur de la Bumotec 1000/Cneo de vérifier leur état mais aussi à la CN d’optimiser les conditions de coupe. Contribuant à la réduction des temps de cycles, un bras de reprise avec étaux à course réduite a été ajouté, tandis que le temps de la séquence de tronçonnage est donné à 7 secondes, soit une réduction de 30 %, et celui d’usinage à 10 secondes, soit une baisse de 51 %, par rapport au modèle Bumotec s1000/C. La détection d’un bris d’outil est désormais possible depuis le soft de la machine. Pour cela, une courbe dite d’apprentissage du courant électrique de la broche a été établie à partir d’une séquence d’usinage, et si une déviation apparaît, une alerte « bris d’outil » sera émise.
 

Guidages linéaires sur les axes X, Y et Z

Pour augmenter la précision de la nouvelle machine de transfert horizontal rotatif de Bumotec, la rigidité des postes d’usinage en X, Y et Z a été renforcée. Pour cela, le constructeur de Vuadens (canton de Fribourg) a abandonné l’assemblage à queue-d’aronde pour des guidages linéaires avec patins, « avec l’objectif de garder la même rigidité, prévient Sylvain Bapst. Pour cela, nous avons réalisé des simulations en atelier, validées par des mesures. Ce qui nous a permis de constater que nous avions gagné en rigidité tout en réduisant les frottements, donc de pouvoir aller plus vite sur les axes. Ainsi, on peut dire qu’on est arrivé à atteindre le même niveau de précision qu’une machine monobarre ». Bumotec a opté pour un système de filtration de l’huile de coupe semi-autonome, « ce qui permet, par un nouveau concept d’extériorisation de la filtration au travers de poches de filtration, de ne plus arrêter la machine », note Sylvain Bapst. Afin de décharger les pièces finies, Bumotec a choisi d’utiliser un système de soufflage afin de faire tomber la pièce dans un godet en plastique pour ne pas la choquer. Monté sur un bras linéaire, le godet vient ensuite la déposer sur un tapis.

Réduction de son empreinte énergétique

Un autre point fort de la Bumotec 1000/Cneo, c’est le suivi de consommation énergétique. Bardée de capteurs, la Bumotec 1000/Cneo est en mesure d’afficher sur son écran 24 pouces des indications pertinentes sur sa consommation pneumatique et électrique. Mais aussi calorifique. Cédric Berger explique : « De l’eau froide arrive dans la machine pour refroidir l’huile de coupe, puis elle repart plus chaude dans le réseau d’eau glacée de l’entreprise, alors on a mis des capteurs en entrée et en sortie, afin de remonter des informations sur la consommation calorifique de la machine, donc sur l’énergie qui aura été nécessaire pour maintenir la machine en température. » Le dispositif WattPilote vient également jouer un rôle sur la qualité des pièces produits. « En comprenant certains phénomènes de la machine, cela nous a permis non seulement d’enregistrer des gains de production (lire encadré), mais aussi de pouvoir améliorer les états de surface de la pièce », explique Sébastien Campalto, ingénieur d’applications chez Bumotec. Et de préciser : « WattPilote est un petit oscilloscope qui vient mesurer la consommation électrique et dresser une courbe pendant le travail de l’outil dans la matière, ce qui permet à l’opérateur de savoir en temps réel si la machine travaille correctement ou pas. »

Coût wattheure par pièce réduit de 30 %

Aussi, le nouvel HMI propose différents modes de fonctionnement ISO 14955 : « OFF », « STANDBY », « PRET », « CHAUFFE » et « PRODUCTION ». « Surtout, on aide l’opérateur à passer d’un mode à l’autre. Par exemple, lorsque la production se termine, il peut choisir si sa machine revient en mode stand-by, c’est-à-dire qu’on va quasiment tout couper. Ou bien la machine revient en mode chauffe parce qu’il y aura une nouvelle production. Et si après une heure en mode chauffe la production n’a toujours pas été lancée, alors la machine repasse en mode stand-by. Tout cela a été pensé pour permettre au client d’économiser sur la facture énergétique de sa machine », affirme Cédric Berger.

Quant à la quantité d’énergie requise pour le fonctionnement de la Bumotec 1000/Cneo, Bumotec est parvenu à baisser tous les curseurs. La consommation globale a été chuté de 30 %, celle de l’air comprimé de 52 %, avec un gain d’électricité pouvant atteindre jusqu’à 2 kWh, sur une machine qui ne demande désormais plus que 245 litres d’air pour fonctionner, seulement six litres d’huile hydraulique et 600 litres d’huile de coupe. Le coût wattheure par pièce a été réduit de 30 % en fonction de la pièce et des conditions de production. Ce qui donne une efficience en production supérieure à 98,3 %, et une réduction de 0,177 kWh à 0,136 kWh. Sylvain Bapst explique comment de tels résultats ont pu être atteints. « La machine a été parfaitement dimensionnée pour les besoins du client. Prenez par exemple les électrobroches, elles ont été spécifiquement dimensionnées pour la production du client, alors comme il y en a trente-deux, c’est trente-deux fois d’économie réalisée. Puis, nous avons aussi choisi des composants de dernière génération. Tous les axes sont équipés avec de nouveaux moteurs électriques moins énergivores, l’arrosage haute pression offre aussi des gains de consommation. Pour la partie pneumatique, nous avons réduit la pression d’entrée. C’est tout un ensemble de petites choses qui nous a permis d’atteindre de tels scores. » Bumotec a été accompagné par l’entreprise SIGMATools, laquelle a développé une technologie de mesure multicanal, afin de dresser des analyses détaillées de tous les composants et états de fonctionnement d’une machine, puis de fournir des rapports d’optimisation.

Enfin, une précision non négligeable, l’empreinte au sol de la Bumotec 1000/Cneo a été réduite de 29 %. Pour cela, les différentes fonctions et périphériques ont été développés afin de minimiser la surface au sol. Avec une longueur de 6 445 mm, une largeur de 4 950 mm pour une hauteur de 3 251 mm, le nouveau centre de transfert Bumotec a besoin de moins de 32 m² pour être installé dans un atelier.
 

Bracelets de montre : Bumotec divise les temps par deux

Alors que la nouvelle Bumotec 1000/Cneo est depuis plusieurs mois en fonctionnement dans une entreprise qui produit des mailles de bracelets de montre, les retours semblent même dépasser les attentes de son constructeur. « Le gain de productivité oscillerait entre 40 et 50 % par rapport à la même pièce usinée sur la Bumotec s1000/C. D’une minute, le client est passé à 30 secondes », affirme Sébastien Campalto, technicien d’applications chez Bumotec, qui souligne que le client avait également constaté une « meilleure terminaison » sur ses pièces, et « en moins de temps pour l’atteindre », avec un état de surface amélioré de 30 %. « Ce qui est juste énorme, relève M. Campalto. Entre la production et l'esthétique, il y a une évolution qui est incroyable. » Cette machine qualifiée par ce dernier de « belle réussite » pourrait lui ouvrir les portes de nouveaux marchés : Sébastien Campalto pense à celui du médical et de la mécanique générale.

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