Réduction des erreurs d'usinage sur 5 axes à près de zéro

Un innovateur et fabricant de technologie de compression haute pression basé au Royaume-Uni, a considérablement réduit les rebuts de son processus de production et augmenté sa productivité, grâce à l'introduction des solutions automatisées de MSP dans son processus d'usinage CNC à 5 axes.

Vert Technologies, basée à Édimbourg, est spécialisée dans la conception et la fabrication de la technologie brevetée de compresseur rotatif conique (CRC) à haute pression. Ce produit unique, inventé et développé en interne, est fourni à des secteurs clés tels que les marchés de la réfrigération, des pompes à chaleur et de la compression de gaz.

Les principaux avantages de cette technologie de compresseur sont qu'elle offre une solution de compression compacte mais évolutive, capable de fournir des pressions élevées en une seule étape sans compromettre les niveaux de bruit. C'est au cours de la production continue des compresseurs que l'entreprise s'est rendu compte que la fabrication était erronée dans son processus d'usinage.

Trouver la cause des erreurs de production

L'ambition principale de Vert Technologies était de trouver la cause de toute erreur dans leur processus de production pour empêcher que leurs pièces de rotor soient usinées de manière imprécise, entraînant de mauvaises performances du compresseur. L'entreprise souhaitait également réduire le nombre de procédures manuelles nécessaires, afin d'améliorer la précision et la productivité tout au long du processus de production.

Nicol Low, directeur de l'exploitation chez Vert Technologies, explique : « Nous étions convaincus que l'amélioration de l'emplacement des pièces et la garantie de la précision de la machine-outil étaient essentielles pour minimiser les non-conformités, mais nous ne savions pas comment mettre cela en pratique. Nous espérions que MSP pourrait nous aider.

MSP s'efforce de fournir des solutions de machines-outils automatisées de haute précision à l'industrie manufacturière et a appliqué son expertise en mesure de précision à des projets dans le monde entier dans diverses industries telles que l'aérospatiale, la Formule 1 et l'énergie.

Avant que les produits de MSP ne soient introduits dans le processus de Vert Technologies, un opérateur hautement qualifié créait manuellement un montage, référençait le montage et usinait la pièce. Avec une conception de pièce complexe et une métrologie limitée sur la machine, cela impliquait plusieurs étapes et prenait énormément de temps pour atteindre la précision nécessaire. Ceci, associé à l'erreur humaine causée par les éléments manuels, a entraîné une grande quantité de temps d'arrêt de la machine et de pièces mises au rebut.

Il n'y avait pas non plus de moyen simple de tester ou d'ajuster la précision de leurs machines pour s'assurer qu'elles fonctionnaient selon des normes élevées, car cela impliquait l'utilisation d'une cinématique de machine complexe et l'utilisation d'outils de mesure avancés avant l'usinage, augmentant encore les temps d'arrêt de la machine.

"Nous avons constaté des problèmes sur différentes pièces produites sur la même machine, ce qui nous a amenés à penser que la machine ne fonctionnait pas avec la précision qu'elle devrait avoir. La production de pièces d'essai coniques et cylindriques simples, sans les formes compliquées de la pièce de rotor conique, a montré qu'il y avait une conicité inexpliquée le long de l'axe Z de la machine-outil. Si la machine n'était pas capable de produire des formes simples avec précision, elle n'allait jamais produire parfaitement une pièce 3D plus complexe", explique Nicol.

Suite de solutions PerfcctPart

Pour résoudre les problèmes de fabrication de Vert Technologies, MSP a d'abord cherché à diagnostiquer les problèmes de la machine et à rechercher pourquoi la machine-outil CNC à 5 axes n'était pas capable d'usiner avec précision même des formes simples. Pour ce faire, l'équipe d'ingénierie de MSP a installé le logiciel NC-Checker, qui fait partie de la suite de solutions PerfectPart de MSP, sur la machine-outil. Ce logiciel garantit que les performances géométriques de la machine-outil sont suffisamment précises pour que la pièce soit usinée correctement. Il produit des rapports de « benchmark » automatiques qui identifient exactement où la machine est sous-performante, permettant à Vert Technologies d'identifier où se situent les problèmes et de les corriger avant le début de tout usinage.

Nicol explique : "L'analyse comparative des fonctionnalités de la machine était excellente car elle nous a immédiatement montré où se trouvait l'imprécision de notre machine et a montré à quel point elle pouvait être précise si la machine fonctionnait à son plein potentiel."

Ensuite, MSP s'est concentré sur la résolution des problèmes de fixation et d'alignement de l'entreprise pour empêcher l'usinage décentré des rotors. Le logiciel NC-PartLocator, de la suite de produits PerfectPart de MSP, a été installé sur la machine CNC à l'aide de programmes nominaux standardisés. Vert Technologies était désormais en mesure d'automatiser la configuration des pièces et de calculer automatiquement des alignements précis pour chaque opération d'usinage. Cela a éliminé le besoin d'alignements manuels chronophages et de décalages de références que le personnel hautement qualifié de Vert Technologies devait effectuer pour obtenir la précision nécessaire requise pour leurs pièces.

"Avec l'introduction du logiciel d'automatisation 5 axes de MSP, non seulement toutes les étapes manuelles ont été supprimées, mais nous pouvons désormais tout vérifier avant de couper la pièce. Cela a résolu de nombreux problèmes qui entraînaient auparavant des pièces non conformes", commente Nicol.

Le taux de non-conformité passe de 25 % à près de zéro

En diagnostiquant les erreurs dans le processus d'usinage CNC 5 axes de Vert Technologies et en automatisant chaque étape pour supprimer l'introduction d'erreurs manuelles, l'entreprise a vu son taux de non-conformité passer de 25 % à près de zéro.

Avant l'introduction des solutions de MSP, le faux-rond des pièces pouvait atteindre jusqu'à 120 μm et dépasser le seuil de tolérance requis pour réussir l'inspection finale. Ce nombre est maintenant descendu à aussi peu que 25 μm et bien dans la tolérance.

Nicol déclare : « Les niveaux de bruit plus élevés et les performances plus faibles que nous avions rencontrés avec les compresseurs arrêtés une fois le logiciel MSP mis en œuvre. L'utilisation de NC-Checker pour diagnostiquer et corriger les problèmes sur notre machine-outil a également signifié que les paramètres de la machine sont les meilleurs que nous ayons jamais vus. Avoir la certitude que notre machine-outil CNC est précise et que les pièces qu'elle usine sera dans les tolérances et reproductibles à chaque fois est inestimable.

L'automatisation a également considérablement accéléré la production, comme l'explique Nicol : « Un temps considérable a été consacré à l'utilisation de méthodes manuelles d'essais et d'erreurs : fabriquer une pièce, déplacer la référence, la vérifier et la mesurer, et répéter jusqu'à ce que la pièce soit conforme aux spécifications. Utilisation de MSP , ce processus ne prend plus que quelques minutes".

L'ajout de l'automatisation au processus d'alignement a également apporté de nombreux autres avantages utiles au directeur de l'exploitation, Nicol : "Le fait d'avoir MSP, et l'automatisation qu'il fournit pour l'alignement de la pièce, réduit le nombre de personnel et de ressources nécessaires dans l'atelier. Les ingénieurs seniors n'ont plus besoin d'être impliqués au quotidien - la production peut être réalisée avec succès par n'importe lequel de nos opérateurs."

Il était extrêmement important pour Vert Technologies qu'ils conservent la production de leur pièce de rotor conique en interne et, en mettant en œuvre les solutions de MSP, cela a été réalisé : « Nous nous efforçons d'être des experts dans la production de nos rotors et en gardant notre capacité de fabrication en interne, nous contrôlons l'apprentissage nécessaire à la fabrication de nos pièces précises », explique Nicol.

Et l'avenir de la fabrication s'annonce assurément radieux pour l'équipe de Vert Technologies, dont le produit est unique sur le marché. "Notre plan est d'intégrer notre technologie dans des produits tels que les pompes à chaleur, le CVC, le gaz traité, l'équipement de capture et de recompression de gaz, où nos USP correspondent bien aux exigences de l'utilisateur final."

MSP a la réputation de faire gagner du temps et de l'argent à ses clients. Margaret Toberty, directrice des opérations de MSP, commente : « Nous sommes ravis des résultats que Vert Technologies a obtenus en mettant en œuvre nos solutions dans leur processus. Des techniques CNC avancées et automatisées sont essentielles au succès et à l'avenir de l'industrie, et des entreprises comme Vert Technologies sont en avance sur la courbe par rapport à certains de leurs pairs beaucoup plus grands. Ils ont un produit tellement fantastique et c'est excitant pour nous de travailler avec une petite entreprise comme celle-ci qui a une telle ambition.

Pour plus d'informations : www.mspltd.com

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