Lorsqu’on compare des machines CNC, il est facile de se perdre dans les fiches techniques.

Une machine CNC peut avoir une broche de 12 000 tr/min, une autre de 15 000 tr/min et une troisième de 20 000 tr/min. Une machine peut offrir des déplacements X, Y et Z plus grands, tandis qu'une autre possède une table plus grande ou un magasin d'outils plus grand.

À première vue, la machine avec les chiffres les plus élevés peut sembler être le meilleur choix.

Mais ce n’est pas ainsi que fonctionne la sélection de machines CNC dans la pratique.

La question importante n’est pas :

« Quelle machine CNC a les meilleures spécifications ? »

C'est:

« Quelles spécifications affecteront réellement les pièces que nous produisons ? »

Un acheteur comparant un centre d'usinage CNC doit donc examiner les spécifications relatives à la pièce à usiner, au matériau, au processus de découpe, au volume de production et à la précision requise.

1. Commencez par les spécifications qui peuvent éliminer une machine

Avant de comparer la vitesse de broche ou les systèmes de contrôle, vérifiez si la machine peut physiquement et techniquement gérer vos pièces.

Les premières spécifications à comparer sont :

Déplacement des axes X/Y/Z

Taille du tableau

Poids maximum de la pièce

Hauteur maximale de la pièce

Distance entre la broche- et la-table

Puissance de broche

Couple de broche

Précision du positionnement

Répétabilité

Capacité du magasin d'outils

Si une machine ne répond pas à l’une de ces exigences de base, ses autres spécifications peuvent ne pas avoir d’importance.

Par exemple, un centre d'usinage CNC peut avoir une excellente broche et une précision de positionnement élevée, mais si votre montage et votre pièce ne peuvent pas rentrer dans leur enveloppe de travail utilisable, la machine n'est pas adaptée à votre production.

C'est pourquoi les acheteurs expérimentés commencent généralement par la pièce, puis remontent vers les spécifications de la machine.

2. Déplacement de la machine : ne comparez pas les nombres X/Y/Z de manière isolée

Le déplacement de la machine est l’une des premières spécifications que les acheteurs comparent habituellement.

Une fiche technique typique peut montrer :

Déplacement sur l'axe X-

Déplacement sur l'axe Y-

Déplacement sur l'axe Z-

Ces chiffres vous indiquent jusqu'où les axes de la machine peuvent se déplacer, mais ils ne vous indiquent pas automatiquement la taille réelle de la pièce que vous pouvez usiner.

Vous devez également considérer :

Dimensions du luminaire

Longueur de l'outil

Dégagement de la broche

Hauteur de la pièce

Position de serrage

Approche outil requise

Table rotative ou autres accessoires

Par exemple, une pièce peut techniquement s'adapter à la course de l'axe X-, mais être néanmoins difficile à usiner car le dispositif occupe trop d'espace.

Que devez-vous demander au fournisseur de machines CNC ?

Au lieu de demander seulement :

"Quel est le trajet X/Y/Z ?"

demander:

"Quelle est la taille maximale de la pièce recommandée pour les opérations d'usinage que nous devons effectuer ?"

Cela vous donne une réponse beaucoup plus utile.

Pour les composants de grande taille, cela devient particulièrement important lorsqu'on compare un centre d'usinage à portique avec une machine verticale ou horizontale conventionnelle.

3. La taille de la table et le poids de la pièce comptent plus qu’ils n’en ont l’air

Une table plus grande ne signifie pas automatiquement que vous pouvez y placer une pièce beaucoup plus grande.

Le tableau doit fonctionner avec :

Charge maximale de la table

Poids du luminaire

Poids de la pièce

Méthode de serrage

Voyages disponibles

Dégagement de la broche

Supposons que votre composant pèse 1 500 kg.

Une machine peut disposer d'une surface de table suffisante, mais si la charge de table autorisée est trop faible, elle ne peut pas prendre en charge votre processus de production en toute sécurité.

Pour les composants lourds, comparez l’état de charge complet, et pas seulement les dimensions de la table.

Ceci est particulièrement important lors de l'évaluation d'un centre d'usinage à portique ou d'un grand centre d'usinage horizontal.

4. Vitesse de broche : une vitesse plus élevée n’est pas automatiquement meilleure

La vitesse de broche est probablement l’une des spécifications les plus surutilisées dans le marketing des machines CNC.

Une machine avec une broche de 20 000 tr/min n'est pas automatiquement meilleure qu'une machine avec une broche de 12 000 tr/min.

La vitesse de broche utile dépend :

Matériau de la pièce

Diamètre de l'outil

Vitesse de coupe

Finition de surface requise

Taux d'enlèvement de matière

Opération d'usinage

Par exemple, des vitesses de broche élevées peuvent être utiles pour les petits outils de coupe et les composants en aluminium.

La découpe d’acier lourd est une situation différente.

Une grande fraise enlevant une matière importante peut fonctionner à une vitesse de broche beaucoup plus faible mais nécessiter un couple considérablement plus élevé.

Ainsi, lorsque vous comparez les spécifications des machines CNC, ne demandez pas seulement :

« À quelle vitesse la broche peut-elle tourner ? »

Demander:

"À quelle vitesse de broche et à quel couple la machine effectuera-t-elle réellement nos principales opérations de coupe ?"

Cette distinction peut éviter une inadéquation coûteuse entre les spécifications de la machine et vos exigences réelles de production.

5. Puissance et couple de la broche : examinez les deux

La puissance et le couple de broche deviennent particulièrement importants lors de l'usinage de l'acier, de la fonte, des moules et d'autres applications impliquant des coupes plus lourdes.

Une machine avec une vitesse de broche élevée mais un couple insuffisant peut ne pas fonctionner correctement lorsque l'outil de coupe et le matériau exigent des forces de coupe plus élevées.

Lorsque vous comparez des machines CNC, demandez :

Puissance nominale de la broche

Puissance maximale de la broche

Couple nominal

Couple maximal

Courbe de couple, si disponible

Plage de vitesse de broche

La courbe de couple est particulièrement utile car le couple maximum n'est pas nécessairement disponible sur toute la plage de vitesse de broche.

Par exemple, si votre production nécessite un couple élevé entre 2 000 et 4 000 tr/min, connaître uniquement le régime maximal de la broche ne vous en dit pas assez.

C'est un domaine dans lequel un fabricant de machines CNC devrait être en mesure d'expliquer comment la broche correspond à vos conditions de coupe réelles.

6. La rigidité des machines est souvent plus importante que ce que les acheteurs pensent

La rigidité des machines est difficile à résumer par un seul chiffre, c'est pourquoi elle est souvent absente des simples tableaux de comparaison.

Mais cela peut avoir un effet majeur sur l’usinage réel.

Lorsque les forces de coupe augmentent, une rigidité insuffisante peut contribuer à :

Bavarder

Vibrations de l'outil

Mauvaise finition de surface

Usure des outils

Variation dimensionnelle

Profondeur de coupe réduite

Cela est particulièrement important pour :

Usinage de l'acier

Usinage de la fonte

Travaux de moulage et de matrice

Grandes pièces

Ebauche lourde

Lorsque vous comparez un centre d'usinage CNC, regardez au-delà des spécifications de la broche et renseignez-vous sur la conception structurelle de la machine.

Les facteurs pertinents comprennent :

Construction du banc de machine

Conception de colonnes

Disposition des voies de guidage

Support de broche

Masse structurelle

Support de vis à billes

Architecture globale de la machine

Pour les applications-à usage intensif, une structure de machine rigide peut s'avérer plus intéressante qu'une vitesse de broche plus élevée.

7. La précision du positionnement et la répétabilité ne sont pas la même chose

Ces deux spécifications sont souvent confondues.

Précision du positionnement

Ceci décrit à quelle distance la machine peut se déplacer vers une position commandée.

Répétabilité

Ceci décrit la régularité avec laquelle la machine peut revenir à la même position.

Une machine peut avoir une bonne répétabilité mais présenter néanmoins une erreur de positionnement.

Pour un usinage de précision, les deux caractéristiques comptent.

Cependant, vous devez également vous demander comment les valeurs ont été mesurées.

Recherchez des informations sur :

Méthode de mesure

Etalon de mesure

Axe testé

Conditions de mesure

Température de l'appareil

Statut de rémunération

Par exemple, un numéro imprimé sur une fiche technique ne vous indique pas nécessairement comment la machine fonctionnera après plusieurs heures de production.

Pour les composants critiques, demandez au fournisseur de machines CNC comment la précision est vérifiée et quelle documentation d'inspection peut être fournie.

8. La stabilité thermique peut affecter la précision du monde réel

Une machine CNC ne fonctionne pas à température constante.

Pendant la fabrication :

La broche génère de la chaleur

Les moteurs génèrent de la chaleur

Les vis à billes génèrent de la chaleur

La température du liquide de refroidissement peut changer

La température environnante de l'usine change

Ces effets peuvent provoquer une croissance thermique et des changements dimensionnels.

Ceci est particulièrement important lors de l'usinage :

Longues séries de production

Composants de précision

Grandes pièces

Composants à-tolérance stricte

Par conséquent, lorsque vous comparez les spécifications des machines CNC, ne regardez pas uniquement la précision du positionnement statique.

Demandez comment la machine gère les effets thermiques.

Selon la conception de la machine, cela peut impliquer :

Compensation thermique

Refroidissement de la broche

Refroidissement des vis à billes

Surveillance de la température

Conception structurelle destinée à réduire la déformation thermique

Le but n’est pas de trouver le plus petit chiffre sur une fiche technique.

L'objectif est de maintenir des dimensions stables pendant la production réelle.

9. La capacité du magasin d'outils doit correspondre à votre processus

La capacité du magasin d’outils est une autre spécification qui peut facilement être mal comprise.

Plus d’outils ne sont pas automatiquement meilleurs.

Si votre pièce typique nécessite 18 outils, un magasin de 60 outils peut n'apporter que peu d'avantages pratiques à moins que votre production n'implique de nombreuses pièces différentes.

D'un autre côté, si vous exécutez plusieurs familles de pièces avec des changements d'outils fréquents, une capacité d'outils insuffisante peut créer un travail de configuration inutile.

Considérer:

Nombre d'outils par pièce

Nombre de types de pièces

Diamètre de l'outil

Longueur de l'outil

Poids de l'outil

Fréquence des changements d'outils

Volume de production

Pour une production-haute gamme, la capacité des outils peut avoir un effet direct sur l'efficacité de la configuration.

Pour-la production en grand volume d'une pièce, le temps de cycle et la-vitesse de changement d'outil peuvent avoir plus d'importance.

10. Le temps de changement automatique d’outil est important lorsque le volume de production est élevé

Deux machines peuvent toutes deux être équipées de changeurs d'outils automatiques, mais leurs performances de production réelles peuvent être différentes.

Si votre programme d'usinage contient des centaines de changements d'outils par équipe, même une petite différence dans le temps de changement d'outil-peut s'accumuler.

Pour une production en grand volume-, comparez :

Temps de changement d'outil

Temps de puce-à-puce

Accélération de la broche

Vitesse de déplacement rapide

Réponse du contrôle

Cependant, n'évaluez pas ces chiffres séparément du cycle d'usinage.

Gagner une seconde sur un changement d’outil n’a pas beaucoup de sens si l’opération de découpe proprement dite prend plusieurs minutes.

Comparez toujours les spécifications avec le temps de cycle complet.

11. Système de contrôle CNC : comparez-le en fonction de votre travail

Le système de commande CNC est important, mais il ne doit pas non plus devenir une compétition de spécifications.

Une application de base d’usinage 3 axes ne nécessite pas nécessairement les mêmes fonctionnalités de contrôle qu’un usinage complexe 5 axes.

Pour un centre d'usinage 5 axes, vous devrez peut-être considérer :

Interpolation multi-axes

Contrôle du point central de l'outil

Fonctions d'anticipation-

Fonctions d'usinage à grande-vitesse

Transformation de coordonnées

Fonctions d'évitement des collisions

Pour un travail standard sur 3 axes, d'autres considérations peuvent être plus importantes.

Le meilleur système de contrôle est donc celui qui prend en charge le processus de programmation et d’usinage que vous utilisez réellement.

12. Vitesse de déplacement rapide : utile, mais ne la surévaluez pas

La vitesse de déplacement rapide affecte la rapidité avec laquelle la machine se déplace entre les opérations de coupe.

Cela peut influencer le temps de cycle, en particulier lorsque :

Les pièces contiennent de nombreuses opérations d'usinage courtes

Les modèles de trous sont étendus

Les parcours d'outils contiennent des mouvements non coupants fréquents-

Le volume de production est élevé

Mais une vitesse de déplacement rapide n’est pas égale à la vitesse de coupe.

Une machine avec un mouvement très rapide peut néanmoins avoir un temps de cycle long si ses paramètres de coupe ou ses changements d'outils sont inefficaces.

Lorsque vous comparez des centres d'usinage CNC, utilisez la vitesse de déplacement rapide dans le calcul du temps de cycle- plutôt que de la traiter comme une mesure autonome des performances de la machine.

13. La suppression automatique des copeaux peut avoir plus d’importance qu’un numéro de spécification supplémentaire

La gestion des copeaux est facile à ignorer lors de la sélection de la machine.

Mais si votre procédé produit de grandes quantités de copeaux, une mauvaise évacuation des copeaux peut devenir un problème de production quotidien.

Ceci est particulièrement pertinent pour :

Poches profondes

Ebauche lourde

Fonte

Aluminium

Cycles d'usinage longs

Un centre d'usinage horizontal peut présenter un avantage dans certaines applications car l'orientation horizontale peut aider les copeaux à s'éloigner de la zone de coupe.

Selon l'application, pensez également à :

Convoyeur à copeaux

Flux de liquide de refroidissement

Pression du liquide de refroidissement

Rinçage des copeaux

Conception du boîtier de la machine

La bonne solution dépend du matériau et du processus de découpe.

14. Comparez les machines CNC en fonction de la pièce réelle

À ce stade, il devient clair pourquoi une comparaison de spécifications standard peut être trompeuse.

Considérez trois parties différentes.

Partie A - Boîtier en aluminium

Les principales exigences sont :

Fraisage-à grande vitesse

Forage

Tapotement

Bonne finition de surface

Temps de cycle court

Un centre d'usinage vertical à grande vitesse-peut être approprié.

Partie B - Grand moule en acier

Les principales exigences sont :

Grande enveloppe de travail

Enlèvement de matériaux lourds

Rigidité structurelle

Usinage stable à long{{0}cycle

Un centre d'usinage à portique peut être plus approprié.

Partie C - Composant multiface complexe-

Le problème principal est :

Plusieurs configurations

Surfaces inclinées

Accès difficile aux outils

Alignement entre les différentes fonctionnalités

Un centre d'usinage à 5 axes peut offrir un processus plus efficace.

Le fait est que la « meilleure » spécification change avec la pièce.

15. Comparez les spécifications qui affectent votre plus gros problème de production

Un moyen utile d’évaluer une machine CNC consiste à identifier le plus gros problème de votre processus actuel.

C’est le tableau comparatif qui est réellement utile à un acheteur.

Au lieu de comparer toutes les spécifications disponibles, comparez les spécifications qui peuvent résoudre votre problème de production spécifique.

16. Que devriez-vous demander à un fabricant de machines CNC ?

Avant d'acheter une machine CNC, posez au fabricant des questions qui vont au-delà du catalogue.

À propos de votre part

Cette machine peut-elle compléter notre pièce représentative sans configurations inutiles ?

À propos de la coupe

Quelles conditions de coupe recommandez-vous pour notre matériel et nos outils ?

À propos des performances de la broche

Quel couple de broche est disponible à la vitesse que nous utilisons réellement ?

À propos de la précision

Comment la précision et la répétabilité du positionnement sont-elles mesurées ?

À propos de la stabilité thermique

Comment contrôler la déformation thermique lors de cycles d’usinage longs ?

À propos de la rigidité de la machine

Pour quelles applications cette machine est-elle structurellement conçue ?

À propos de la productivité

Pouvez-vous estimer le temps de cycle en utilisant notre pièce réelle ?

À propos de l'outillage

Le magasin d'outils standard est-il suffisant pour notre famille de pièces ?

Un fabricant sérieux de machines CNC devrait être en mesure de discuter de ces questions en utilisant vos dessins et vos exigences de production.

17. Quelles informations devez-vous fournir lors d'une demande de devis pour une machine CNC ?

Si vous souhaitez une recommandation utile d'un fournisseur de machines CNC, envoyez plus qu'un nom de produit.

Fournir:

Dessin de pièce ou modèle 3D

Matériel

Dimensions maximales de la pièce

Poids de la pièce

Tolérances requises

Finition superficielle

Principales opérations d'usinage

Nombre actuel de configurations

Volume de production

Outillage existant

Luminaires existants

Temps de cycle cible, si disponible

Grâce à ces informations, le fournisseur peut déterminer si vous avez besoin d'un centre d'usinage vertical, d'un centre d'usinage horizontal, d'un centre d'usinage à portique, d'un centre d'usinage 5 axes ou d'une autre configuration CNC.

Cela donne également au fabricant la possibilité d'identifier les limites avant la commande de la machine.

18. Une meilleure façon de comparer les spécifications des machines CNC

Lorsque vous comparez deux machines, ne créez pas une feuille de calcul avec 30 spécifications et mettez simplement en surbrillance le plus grand nombre.

Divisez plutôt la comparaison en quatre questions.

La machine peut-elle manipuler la pièce ?

Vérifier:

Enveloppe de travail

Chargement du tableau

Dégagement de la broche

Exigences en matière de luminaires

Est-ce qu'il peut gérer la coupe ?

Vérifier:

Puissance de broche

Couple de broche

Rigidité

Capacité de l'outil

Peut-il atteindre le résultat souhaité ?

Vérifier:

Précision du positionnement

Répétabilité

Stabilité thermique

Précision de la broche

Peut-il produire les pièces de manière économique ?

Vérifier:

Temps de cycle

Changements d'outils

Temps d'installation

Capacité du magasin d'outils

Entretien

Potentiel d'automatisation

Cette méthode vous évite de payer pour des spécifications qui ne contribuent pas à votre production.

Final : n'achetez pas la fiche technique

Le but d’une spécification de machine CNC est de vous dire ce que la machine peut potentiellement faire.

Cela ne vous indique pas si la machine est le bon choix pour votre production.

Lorsque vous comparez des centres d'usinage CNC, commencez par vos pièces et travaillez en arrière :

Géométrie de la pièce → matériau → opérations d'usinage → configurations → précision → volume de production → configuration de la machine → spécifications

Ce processus peut vous conduire à un centre d'usinage vertical pour les pièces prismatiques générales, à un centre d'usinage horizontal pour l'usinage multi-face, à un centre d'usinage à portique pour les gros composants ou à un centre d'usinage à 5 axes pour les géométries complexes.

L’important est de ne pas sélectionner la machine dont la fiche technique est la plus longue.

Sélectionnez la machine dont les spécifications résolvent les problèmes qui vous font réellement perdre du temps, de la précision et de la capacité de production.

Pour les acheteurs évaluant différentes machines CNC, Dabai Precision Machine Tool peut examiner les dessins de pièces réels, les matériaux, les opérations d'usinage et les exigences de production avant de recommander une configuration de centre d'usinage CNC appropriée.