Les centres d'usinage CNC destinés au bois se composent en règle générale de quatre éléments : le bâti, la table aspirante avec les ventouses, le plateau d'usinage et l'outil d'usinage proprement dit. Tous les éléments peuvent faire appel à des systèmes de chaînes porte-câbles et à des câbles ultra souples igus® qui vont permettre une exploitation sans entretien et assurer une longue durée de vie. Les chaînes porte-câbles y protègent câbles et tuyaux de manière optimale même dans les applications de travail du bois très dynamiques et générant de la chaleur.
Bâti de machine :Le bâti est l'unité de base de la machine dans lequel les armoires électriques sont placées. En règle générale, l'entraînement de la machine se trouve aussi ici. Le bâti sert de base aux autres unités qui peuvent être déplacées.Table aspirante à ventouses :Les ventouses permettent de positionner les pièces à usiner de manière précise en fonction de la taille de l'outil. Le réglage des ventouses est assuré par ordinateur. Cela se produit parfois en faisant appel au laser. La table aspirante et les ventouses peuvent être commandées séparément.Plateau d'usinage :Les pièces à usiner sont serrées sur le plateau d'usinage ou plateau de la machine pour pouvoir être usinées. Les machines ont parfois plusieurs plateaux d'usinage qui peuvent être utilisés indépendamment les uns des autres. Pendant qu'une pièce est en cours d'usinage, la pièce qui lui succédera est par exemple déjà ajustée sur le poste de travail d'à côté.Outil d'usinage :C'est ici que se concentrent les fonctions de la machine à CNC. Différentes opérations peuvent y être effectuées en fonction de l'outil utilisé.
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Centre d'usinage CNC pour le secteur du bois
La production fait de plus en plus appel à une automatisation informatisée. L'usinage du bois n'y fait pas exception et utilise de plus en plus de machines CNC qui prennent totalement en charge la commande et l'exécution des différentes opérations grâce à un ordinateur intégré. Ces centres d'usinage CNC complexes et intégrés guident la pièce à usiner placée dans un outil de serrage à travers toutes les étapes de l'usinage. Tournage, sciage, fraisage, perçage, ponçage ou encollage, toutes ces opérations sont effectuées sur le bois grâce à des mouvements programmés de l'outil adéquat. Les éléments de commande traditionnels (manettes actionnées à la main et au pied) ont cédé la place au clavier ou à la souris et les différentes fonctions ainsi que l'exécution des opérations requises sont suivies sur écran. Dans le centre d'usinage, l'ordinateur commande tous les mouvements de la pièce à usiner et toutes les mises en place en suivant les paramètres d'usinage saisis. Plus aucune intervention manuelle n'est requise. Le centre d'usinage CNC permet d'avoir une précision et une vitesse de production nettement plus élevées. La fréquence des erreurs et le risque de panne diminuent. De plus, les machines CNC sont extrêmement flexibles dans leur utilisation et peuvent être modifiées facilement pour un utilisateur ou pour un atelier en saisissant de nouveaux paramètres ou en reprogrammant les textes ou les graphiques. En règle générale, la technologie CNC établit un lien très étroit avec le chef de projet qui peut mettre au point et exécuter directement des programmes pour la machine CNC à partir d'applications CAO.
Les machines CNC offrent une telle diversité d'usages qu'elles deviennent quasiment indispensables pour le travail industriel comme artisanal du bois. Les entreprises sont de plus en plus nombreuses à investir dans des machines CNC pour répondre aux demandes du marché et pour réduire les coûts. Les centres d'usinage CNC sont aussi utilisés lorsque différents types de bois doivent être usinés, souvent associés à d'autres matériaux tels que le plastique ou les métaux non ferreux. Le bois massif ou les matériaux à base de bois (contreplaqué, aggloméré, etc.) peuvent être fraisés, sciés ou poncés automatiquement et en série (défonceuse CNC). Les machines CNC peuvent donc être utilisées pour la fabrication d'éléments de construction (fenêtres, portes, etc.), pour le travail du bois massif (meubles, aménagement intérieur) et pour l'usinage de plaques. Utilisées même pour la fabrication d'instruments de musique fins, ces machines d'usinage CNC permettent d'obtenir des résultats impeccables et peu coûteux.
Le dispositif de changement d'outil dans le poste d'usinage permet à la machine CNC d'effectuer plusieurs opérations. Le changement d'outil peut être effectué en arrière-plan avant que l'opération en cours ne soit terminée afin de gagner du temps. La plupart des opérations générant des copeaux, le centre d'usinage CNC les aspire continuellement pendant l'usinage. Les procédés d'usinage suivants peuvent par exemple être utilisés :
Le perçage est un procédé par enlèvement de matière permettant de réaliser et d'usiner des creux cylindriques dans des pièces ou, de manière plus générale, de créer ou d'élargir un trou ou un tunnel dans des solides.
Le fraisage désigne le procédé par enlèvement de matière consistant à travailler des métaux, du bois ou des plastiques à l'aide d'un outil de fraisage. Il est assuré sur des machines-outils spéciales, en règle générale des fraiseuses ou des centres d'usinage. Contrairement au tournage, le mouvement de coupe nécessaire pour l'enlèvement de matière est assuré par rotation de l'outil de coupe par rapport à la pièce bien serrée dans le plateau de la machine. Les mouvements d'avancée peuvent être assurés dans les axes X, Z et Z ou le long des axes de rotation, ou de manière combinée, selon la conception de la machine.
Le sciage est un procédé par enlèvement de matière avec un mouvement de coupe circulaire ou rectiligne. Le sciage est utilisé pour séparer des pièces, pour mettre à longueur des tiges et des profilés, pour découper des passages dans des plaques ou pour réaliser des rainures et des fentes. C'est l'outil ayant plusieurs faces de coupe qui assure le mouvement de coupe et l'avancée.
Le ponçage est un procédé de fabrication par enlèvement de matière qui fait appel à des outils de coupe multiples dont les faces sans géométrie définie sont constituées d'une multitude de grains abrasifs constitués de matières abrasives naturelles ou synthétiques agglutinées. Ces outils enlèvent la matière à grande vitesse, généralement avec un contact discontinu entre la pièce et le grain abrasif.
L'opération de placage des chants au laser consiste à faire fondre une couche donnée du matériau des chants à l'aide d'un rayon laser. Lors de la pression du matériau du chant dans la zone de compression, le matériau en fusion entre dans la surface de la pièce et forme au refroidissement une jonction fermée entre la pièce et le matériau du chant. Il n'y a donc pas de joint visible entre la pièce et le matériau du chant. Deux procédés ont fait leurs preuves jusqu'à présent pour l'encollage de chants, le procédé au laser CO2 et le procédé au laser à diodes. Sur ces deux procédés, le matériau des chants est composé du matériau d'encollage et d'une couche fonctionnelle co-extrudée en polymère. Cette couche fonctionnelle d'une épaisseur de quelques dixièmes de millimètres constitue « l'ancrage » du matériau du chant dans la pièce par fusion, pénétration et refroidissement.
Les centres d'usinage CNC font surtout appel à des chaînes et gaines porte-câbles ainsi qu'à des câbles en PVC igus®. Les dimensions des machines CNC utilisées dans le secteur du bois variant fortement et s'orientant sur la taille maximale des pièces de bois à usiner, ces trois groupes de produits igus® sont utilisés en de nombreuses variantes.
Chaîne porte-câbles pour le mouvement de la table aspirante
2Chaîne porte-câbles pour le réglage des ventouses
3Axe Z, différents câbles pour l'alimentation de l'outil
4Axe Y, chaîne porte-câbles pour mouvement transversal, câbles de commandes, de données et de puissance pour moteurs ainsi que tuyaux pneumatiques
5Bâti de machine
6Outil d'usinage
7Axe X, chaîne porte-câbles pour mouvement longitudinal, câbles de commandes, de données et de puissance pour moteurs ainsi que tuyaux pneumatiques
Ce sont les chaînes porte-câbles E2 et E4 qui sont le plus souvent utilisées. Les petits centres d'usinage CNC utilisent toutefois aussi des chaînes en une partie ou en deux parties E2 mini et E2/000. En règle générale, ce sont des types de chaînes très différents qui sont utilisés étant donné que les différentes courses assurant l'alimentation en énergie et en air des axes X, Y et Z et des ventouses ont des longueurs très différentes et sont remplies très différemment. L'axe Z fait généralement appel à plusieurs chaînes porte-câbles étant donné qu'il assure différentes fonctions. Chaque table aspirante est équipée d'une chaîne porte-câbles (généralement remplie de tuyaux pneumatiques). Les chaînes porte-câbles sont placées soit en dehors de la machine soit dans le bâti de celle-ci où elles sont protégées.
Les gaines porte-câbles E2 conviennent à la perfection aux machines CNC destinées au travail du bois car elles offrent une excellente protection contre les copeaux. Elles présentent aussi l'avantage de cacher les câbles et ainsi de donner un aspect esthétique et uniforme à la machine. Elles sont faciles à monter, économiques et peuvent être intégrées de manière compacte aux centres d'usinage CNC en raison de leur bon rapport entre dimensions intérieures et dimensions extérieures.
Lorsque les machines CNC exigent des rotations sur un espace très restreint comme pour la découpe de chants par exemple, il est fait appel à des twisterband. L'alimentation en énergie d'un porte-fraise rotatif peut être assurée en toute sécurité pour les opérations par la twisterband sans qu'elle ne s'use et sans qu'un entretien soit nécessaire. Comparées aux solutions à collecteur tournant, les solutions à twisterband sont dans l'ensemble plus économiques, moins sensibles à l'usure et plus compactes.
Toutes les chaînes porte-câbles présentent deux grands avantages sur les tuyaux PMA généralement utilisés sur les machines CNC : elles sont plus esthétiques et offrent une solution « propre » de guidage de l'énergie. L'opérateur n'est plus gêné par des tuyaux PMA qui pendent.
Les câbles chainflex® en PVC conviennent très bien aux chaînes porte-câbles destinées aux centres d'usinage CNC. Ils sont utilisés à l'intérieur de la machine et ne sont pas en contact avec l'huile. Ils sont surtout utilisés en autoportance et ne sont pas exposés à des sollicitations particulières. Les câbles chainflex® en PVC sont donc une très bonne alternative, économique de surcroît, aux câbles en PUR ou en TPE de concurrents dans le secteur de l'usinage du bois avec des machines CNC. Des tuyaux en CA PU sont utilisés en plus des câbles en PVC.
igus® propose donc toute une gamme de solutions spéciales pour l'alimentation en énergie pour tous les centres d'usinage CNC, quelle que soit leur taille et leur configuration. Mais la société igus® ne se contente pas de fournir des chaînes porte-câbles, des câbles et des connecteurs en vrac, elle propose également des systèmes confectionnés et entièrement intégrés comme readycable® et readychain®. Ces systèmes complets sont réalisés à partir de composants parfaitement adaptés les uns aux autres et sont la solution idéale pour les machines CNC de travail du bois. D'autres produits igus® peuvent être utilisés dans les centres d'usinage CNC pour des tâches autres que l'alimentation en énergie. Pour la porte de la machine, il est possible d'utiliser un palier linéaire drylin® qui se distingue par un fonctionnement régulier, sans graisse et sans entretien. Son fonctionnement à sec le rend insensible à la saleté et il reste totalement fiable même fortement exposé aux copeaux. Jugez-par vous-même de la qualité et de la variété des produits igus® sur l'un des salons professionnels du secteur du bois (LIGNA, Xylexpo, WoodMac China, CIFM/ interzum Guangzhou, etc.).
Applications réalisées par des clients
Secteur du bois
Chaînes Porte-Câbles igus® entièrement confectionnées pour le travail du bois.
Woodworking
Flexible machining of wooden materials with rotations around the own axis for up to 1440 degrees.
