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Pour la fabrication de machines spéciales, Pamatech, le spécialiste de l’emballage, ne peut pas se permettre d’attendre que ses fournisseurs fabriquent de nouveau des composants. Le système de programmation TopSolid’Cam introduit à la hâte aura permis la mise en place d’un atelier express.


La société Pamatech d’Affoltern am Albis près de Zurich est spécialisée dans la fabrication de machines spéciales d’embouteillage et d’emballage des produits alimentaires. Avec douze salariés, elle est fortement orientée vers le marché intérieur. David Weber, son directeur, explique : « Nos machines sont compétitives car nous pouvons modifier automatiquement la dimension des emballages. C’est là notre plus gros avantage concurrentiel car les quantités emballées par nos clients en Suisse sont de petites quantités. »
Le fabricant Pamatech est le leader sur le marché de l’application de cavaliers sur les sachets. Les machines spéciales sont montées sur des structures soudées inoxydables ou des assemblages autoporteurs en tôle. Les modules des différentes stations de la machine, qu’il s’agisse de l’embouteillage, du soudage ou de l’application de cavaliers, sont constitués de pièces individuelles réalisées dans différents matériaux comme l’inox ou l’aluminium. 20 % des pièces sont dites complexes et leur fabrication n’est rentable que si elles sont réalisées sur une machine CNC. Mais ce principe de fabrication s’adresse également à des pièces simples.

 

Chaque machine est un prototype

Parce que Pamatech ne fabrique que des machines spéciales, chaque machine est un prototype. S’il s’avère au montage qu’un composant ne fonctionne pas correctement, celui-ci doit être immédiatement refabriqué. Parfois, certaines pièces doivent être également refabriquées. Autrefois, ces pièces étaient confiées à l’extérieur. Il fallait donc attendre souvent une semaine avant la livraison d’une came modifiée, par exemple. Cela ralentissait le montage et était onéreux. David Weber cherchait donc une solution et il l’a trouvée en créant un atelier express qui devait ramener le délai d’attente à deux heures. David Weber souhaitait également proposer ce type de service à d’autres entreprises. Pamatech a donc décidé d’acheter une fraiseuse 3 axes et un système de programmation CNC. Des études comparatives avaient déjà montré qu’il serait plus rentable de fabriquer les pièces en interne qu’à l’extérieur.
À l’automne 2008, Prodex, le salon de la machine-outil, de l'outillage et de la métrologie de production, était l’endroit tout indiqué pour se renseigner sur des machines et des systèmes de programmation adaptés. Pour Pamatech qui souhaitait réduire le temps de réglage lors de la fabrication, un jeu d’outils standard le plus complet possible et qui éviterait en grande partie de changer les outils était un critère important. Parmi les cinq machines étudiées, le choix de Pamatech s’est finalement porté sur la fraiseuse 3 axes YCM N5V 120A équipée d’une commande Fanuc. YCM était le seul fabricant à proposer un magasin pouvant contenir jusqu’à 60 outils. Comme Pamatech devait acquérir également un système de FAO, le confort de la commande lors de la saisie du programme importait moins. Le système de FAO était en revanche très important car les pièces modélisées par la CAO devaient être réutilisées directement pour la programmation CN, évitant ainsi des erreurs lors de la saisie des données géométriques. Une continuité, une actualisation et une traçabilité des pièces étaient également souhaitées. La société souhaitait utiliser la machine le plus possible et créer les programmes suivants en temps masqué.

 

Le rôle central de la programmation

Le système de programmation CNC joue un rôle clé dans la réalisation d’un concept de fabrication express. Si,  pour une série de cent, les coûts de programmation CNC sont répartis sur 100 pièces, dans le cas d’une seule pièce ils doivent être alors proportionnels. Michael Soller, concepteur de machines et chargé d’évaluer le projet savait exactement quels critères étaient importants pour le choix du système de programmation. Le cahier des charges répertoriait par conséquent les caractéristiques à vérifier pour les six systèmes de FAO présélectionnés. D’après les données fournisseur, tous les systèmes semblaient convenir mais à l’issue de nombreuses demandes de compléments d’information et d’essais réels de démonstration, on a su quel système remplissait effectivement les conditions. Après trois essais, quatre des six systèmes ont été disqualifiés et sur les deux restants, TopSolid’Cam de Missler Software a finalement été retenu. Outre l’aspect « maturité globale », les critères suivants ont été déterminants :

  • Reconnaissance automatique des caractéristiques, y compris pour les alésages taraudés, étagés et calibrés
  • Flexibilité élevée et mise en place aisée des outils de serrage sur le système de serrage rapide de précision à neuf points zéro fixes
  • Prise en charge des fichiers Inventor
  • Création ou importation et paramétrage de tous les outils de serrage
    Automatisation des processus d’usinage récurrents par l’intégration de méthodes spécialement définies
  • Simplification de la préparation avant fabrication de la production, de sorte  que des personnes peu qualifiées puissent monter, usiner et fabriquer des pièces parfaites sur la machine
  • Présentation et simulation proches de la réalité

Le système de programmation CNC TopSolid’Cam que David Weber a commandé le 11 mars 2009 à NCData a été livré le 16 mars. Moins de deux semaines se sont écoulées entre la commande et la première formation, cette dernière ayant eu lieu dès le 23 mars. En raison du niveau élevé de qualification des collaborateurs Pamatech, trois jours ont suffi pour une formation complète à l’utilisation. En avril, la fraiseuse à axes était livrée et mise en service dans l’atelier d’Affoltern. Dès le lendemain, le fraisage de la première pièce programmée avec TopSolid’Cam a eu lieu. La livraison qui a été rapide a permis à Michael Soller et son collègue Gregor Meier de programmer les premières pièces.  Tous les outils sont enregistrés dans la base de données d’outils TopSolid’Tool et le magasin d’outils restitue celui dans la machine.
Deux mois après le lancement de la fabrication de pièces sur la fraiseuse YCM, il ne fait aucun doute que l’objectif de programmer et fabriquer des pièces dans des délais très brefs a été atteint. Pamatech dispose donc des outils nécessaires à la fabrication express de pièces. Les concepteurs Michael Soller et Gregor Meier qui sont également des programmeurs CN et des opérateurs de machine ont commencé récemment à automatiser la programmation CNC.

Interface de prise en charge des caractéristiques dans le système de FAO

Cette prise en charge serait impossible sans l’interface Inventor mise au point par Missler Software. La nouvelle interface est capable de prendre en charge des caractéristiques d’alésage créées dans le système de CAO, à savoir des alésages taraudés et étagés, voir des alésages calibrés, afin qu’ils puissent être programmés automatiquement dans le système de FAO. Cette technologie appelée TopSolid’GMI est disponible pour les systèmes de CAO SolidWorks, Solid Edge et Inventor. Ce qu’en pense Michael Soller : « TopSolid’GMI est le seul lien avec Inventor, capable de prendre en charge nos caractéristiques en vue de poursuivre l’automatisation. Je peux réaliser ce que je souhaite : automatiser la programmation CNC. » Nos collaborateurs sont d’ailleurs prêts à suivre une formation dispensée par NCData.
Le processus adopté pour introduire une fraiseuse et son système de programmation peut-il faire école pour d’autres petites et moyennes entreprises ? Dans tous les cas, il donne l’exemple. On notera également les points suivants :

  • L’analyse d’un processus de fabrication prenant en compte tout son environnement est indispensable.
  • L’optimisation des temps de préparation et de positionnement sur la machine grâce à une programmation indépendante présente deux avantages : un gain de temps lors du réglage effectué par l’opérateur de la machine et la possibilité de continuer à produire des pièces pendant la programmation.
  • Un système de programmation est plus qu’un outil de programmation rapide. Il existe un lien direct entre le temps de préparation et la programmation CN, notamment  par la simulation dynamique et les calculs de collision, la modélisation du serrage, l’application intelligente de stratégies de point zéro ou la restitution du magasin d’outils pré-équipé dans le système de programmation.

Précisément les petites entreprises peuvent tirer des avantages concurrentiels de l’automatisation assistée par ordinateur et assurer ainsi leur avenir.