Production d'un trépan de gisement de pétrole avec une chaîne de processus CNC CAD/CAM

DMG Mori fabrique une grande variété de centres d'usinage conventionnels pour la découpe de copeaux pour les équipementiers et les ateliers de production desservant l'industrie exigeante du pétrole et du gaz.

Plusieurs facteurs sont inhérents à ce marché et exigent un grand soin et une grande planification dans le processus d'usinage. En règle générale, les composants produits pour le champ pétrolier et gazier sont très grands, lourds et présentent souvent des contours complexes, ce qui rend le temps d'usinage long et la durée de vie de l'outil courte. Le DMU 50, bien qu'il s'agisse d'un centre d'usinage 5 axes d'entrée de gamme de DMG MORI, est une unité compacte dotée d'une robustesse considérable, comme le montre l'exemple suivant. «C'est une histoire du genre David gère Goliath», explique Matthias Leinberger, directeur du développement commercial chez Siemens PLM (Product Lifecycle Management).

Lors d'une application récente, DMG MORI a été confronté à un défi avec une pièce de 440 livres, 8" de diamètre x 8" de hauteur, fabriquée à partir d'acier 1ade et usinée pour former un trépan de roche pour l'exploration de champs pétrolifères. Le client a en outre présenté au constructeur la nécessité d'un changement rapide pour produire la pièce à partir de divers matériaux métalliques, avec tous les changements d'outils qui en découlent et les variations de configuration des pièces. Le client, un fournisseur majeur de l'industrie pétrolière en amont, essayait de décider si la meilleure voie pour ce produit était un seul acier quasi net ou une pièce moulée quasi nette en cours d'usinage. À la fois ébauche à grande vitesse, puis usinage 5 axes très précis avec une machine de petit pied, qui avait été sélectionnée par le client en raison de problèmes spécifiques d'utilisation des capacités de l'usine, ainsi que de son désir de disposer d'une machine flexible, à un prix raisonnable et très rentable. outil.

Le constructeur de machines s'est tourné vers son partenaire commercial de longue date, Siemens, pour obtenir de l'aide. En proposant un ensemble complet de matériel, logiciels et services d'ingénierie CAO-FAO-CNC, Siemens a pu aider le constructeur de machines à améliorer considérablement tous les aspects de la production de pièces, y compris la réduction des protocoles de conception à la pièce, le temps d'usinage, la durée de vie des outils, finition de surface, précisions dimensionnelles et efficacité globale de la production. Ce scénario était particulièrement applicable dans ce cas, car les séries de production étaient prévues comme étant faibles et avec des délais de livraison courts.

À partir du fichier CAO, l'équipe Siemens PLM a exécuté le programme via son processus NX CAM, éliminant les configurations grâce à un fonctionnement complet sur 5 axes. La fonctionnalité Événements définis par l'utilisateur (UDE) du programme NX permet de cocher de simples cases pour déclencher des références de post-processeurs pour la pression du liquide de refroidissement, les paramètres de vitesse de broche et bien plus encore. Cela évite la programmation manuelle et, par conséquent, réduit le temps de transition du programme de deux jours à environ 30 minutes.

Une fois le programme prêt pour la CNC, les fonctionnalités de cette commande ont permis une simulation plus rationalisée de la trajectoire de coupe réelle. La fonction de compression 3D à réglage rapide fournit un fichier de données paramétriques détaillées pour tous les mouvements de trajectoire, éliminant ainsi les collisions et garantissant la trajectoire d'outil optimale, en conjonction avec le noyau CN et l'API de la machine-outil. Comme l'observe Randy Pearson, responsable du centre d'applications techniques de Siemens : « Cette fonctionnalité représente un gain de temps considérable pour notre client, car la bille de test et la sonde du mécanisme de broche peuvent fonctionner à tout moment du cycle, testant ainsi la cinématique réelle de la machine à tout moment. . La procédure peut également être automatisée pour s’exécuter sur la table à des intervalles de temps prescrits.

La fonctionnalité d'usinage à grande vitesse est mise en évidence ici par le cycle 800, qui est une transformation de plan statique qui permet à une machine à 5 axes de définir un plan de travail tourné dans l'espace. Elle est communément connue dans le commerce sous le nom de programmation 3+2. Le cycle convertit le zéro réel de la pièce et les décalages d'outil en référence à la surface tournée. Il convient ici de noter que le cycle s'adapte à des cinématiques particulières de la machine et positionne les axes physiques perpendiculairement au plan de travail. Ceci est référencé sous le nom de TRAORI ou orientation de transformation.

Parallèlement, Sinumerik Operate, l'interface utilisateur graphique facile à utiliser de la CNC sur la machine, permet à l'opérateur d'exécuter une variété de fonctions intégrées de gestion des outils et de gestion des informations, toutes transportables sur une connexion USB ou réseau.