Machine Usinage Grande Vitesse 5 Axes.

Cahier des Clauses
Techniques Particulières
(C.C.T.P)
Machine Usinage Grande Vitesse
5 Axes.
Objet : Définition des spécifications techniques relatives à l’acquisition d’une machine
d’Usinage Grande Vitesse 5 axes.
I) Définition générale
L’antenne de Bretagne de l’ENS Cachan souhaite s’équiper d’une machine d’usinage grande
vitesse qui sera utilisée dans le cadre du Groupement d’Intérêt Scientifique nommé Bretagne
UGV.
Cette machine servira à des prestations de formation, de recherche et de valorisation
industrielle.
La formation sera dispensée à des étudiants de l’ENS mais aussi à des personnels
d’entreprises privées dans le cadre de la formation continue.
Des activités de recherche, relatives à l’optimisation du procédé d’Usinage grande vitesse,
seront aussi menées sur le matériel souhaité.
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Les actions de valorisation industrielle couvrent un large panel de problématique d’usinage,
de choix de matériaux, d’outils coupants, etc…
L’ENS Cachan a ainsi pour projet de mettre à disposition des étudiants et personnels de
recherche un environnement scientifique et technologique adapté aux technologies modernes
d’usinage par enlèvement de matière.
Dans cette optique, il est envisagé l’acquisition d’un centre usinage grande vitesse 5 axes à
hautes performances dynamiques. Dans le cadre de cet achat, une attention particulière sera
portée sur le fait que le moyen acquis devra être représentatif d’un moyen industriel de pointe
pendant plusieurs années.
Les formations prévues sur cette machine sont de plusieurs types :
- étude du procédé d’usinage à grande vitesse en lui-même ;
- étude de la cinématique de la machine-outil (vitesse, accélération) ;
- étude de la dynamique et des problèmes de vibrations (mise en évidence des lobes de
stabilité, ...) ;
- travaux pratiques de fabrication et projets sur des opérations caractéristiques d’usinage
grande vitesse en 5 axes en ébauche moyenne et en finition, essentiellement dans les alliages
d’aluminium et les matériaux composites;
Le moyen choisi devra donc une machine de haute technologie, acceptant des utilisations
diverses et variées tant en termes de fonctionnalité que de matériaux et outils utilisés.
II) Caractéristiques de la fourniture
2.1) Caractéristiques générales
Centre d’usinage grande vitesse à commande numérique 5 axes avec changeur d’outils.
Unité broche pivotante 4ème axe et table pivotante 5ème axe OU unité broche pivotante
4ème et 5ème axe.
La machine sera conforme aux directives traduites dans les décrets N°92-765 du 29 juillet
1992 et soumis aux obligations définies dans l'article L. 233-5 du code du travail.
2.2) Environnement, énergie
La machine est prévue pour reposer sur un sol d’atelier composé de dalles indépendantes.
Une dalle de 5 m x 5 m est prévue pour l’implantation de la machine. Les carters et
l’environnement peuvent dépasser de cette surface d’appui.
Les alimentations électriques (220V ou 380V triphasé), et pneumatiques (pression de 6
bars max.) sont disponibles.
Le plan d’encombrement au sol et d’installation des machines, ainsi que le plan des
fondations à mettre en place sera fourni par le fournisseur dans la réponse à ce CCTP.
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2.3) Caractéristiques techniques
N.B. : Les caractéristiques sont données avec des limites souhaitées. Le respect de la valeur
souhaitée est préférable. Toutefois, nous laissons à l’appréciation du fournisseur la possibilité
de proposer une machine avec des caractéristiques inférieures à ces limites.
2.3.1) Machine
Le fournisseur donnera l’architecture de la machine.
La description du carénage et des protections sera faite. Le constructeur donnera les
conformités françaises et/ou européennes de la machine.
La machine devra avoir une charge admissible minimale sur la table de 400Kg
2.3.1.1) Course
Courses :
Caractéristiques
Axe X
Axe Y
Axe Z
mm
mm
mm
Souhaitées
>1000
> 800
> 600
2.3.1.2) Arrosage
Il n’existe pas de lubrifiant idéal en UGV ; suivant les paramètres de coupe, la matière
usinée, le type d’outil, les besoins en lubrifiants peuvent être différents. Donc nous
demandons au constructeur de spécifier le type de lubrification (l’arrosage HP par le
centre est vivement recommandé), et les choix de lubrifiant utilisables sur la machine. Ex :
arrosage extérieur, micro-pulvérisation par le centre, jet d’air comprimé…
La machine devra être configurée pour pouvoir usiner des matériaux composites (système
d’aspiration, protection des glissières, etc…)
2.3.1.3) Evacuation des copeaux
Bac à copeaux facilement amovible, il est souhaité un système d’extraction des copeaux
motorisé.
2.3.2) Broche
Une attention particulière sera portée sur le choix de la broche par rapport aux objectifs
d’utilisation dans les matériaux composites
Broche grande vitesse : électro broches. Le constructeur précisera le type de l’électrobroche (palier à roulements, hydrostatique ou magnétique).
Attachement HSK.
Fréquence de rotation de 24 000 à 50 000 tr/min, vous pouvez faire jusqu’à 3 propositions
de broche (standard, option 1, option 2).
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Les courbes de couple, de puissance en fonction de la vitesse de rotation seront
impérativement fournies.
Capacité de perçage, taraudage : l’inversion du sens de rotation de la broche doit être
possible.
La proposition intégrera en option la fourniture d’une deuxième broche de remplacement.
2.3.3) Changeur d’outils
Changeur d’outils automatique par fonctions numériques.
Capacité 25 outils minimum.
Attachement HSK.
2.3.4) Déplacements, axes
Le constructeur donnera le type de moteur et la technologie utilisée pour le guidage et
l’entrainement des 5 axes. Les caractéristiques cinématiques et dynamiques seront des
critères prépondérants.
Caractéristiques
Déplacements en vitesse travail
Vitesse de travail axe X
Vitesse de travail axe Y
Vitesse de travail axe Z
Déplacements en vitesse rapide
Vitesse de travail axe X
Vitesse de travail axe Y
Vitesse de travail axe Z
Accélération maximale atteignable
Accélération Maximale axe X
Accélération Maximale axe Y
Accélération Maximale axe Z
Effort maxi admissible
Effort admissible axe X
Effort admissible axe Y
Effort admissible axe Z
Souhaitées
m/min
m/min
m/min
≥ 90
≥ 90
≥ 90
m/min
m/min
m/min
≥ 90
≥ 90
≥ 90
m/s²
m/s²
m/s²
≥ 20
≥ 20
≥ 20
kN
kN
kN
≥5
≥5
≥5
2.3.5) Directeur de commande
Le constructeur précisera le type de commande. Le traitement des informations doit être
compatible aux caractéristiques et aux performances du centre UGV 5 axes.
Compatible au langage ISO.
Compatibilité : Le directeur de commande doit être directement connectable à un réseau
Ethernet : carte Ethernet, interface TCP/IP et protocole de communication type FTP ou
NFS client. Le directeur de commande numérique doit pouvoir communiquer avec un
système Windows et télécharger par FTP des programmes.
possibilité du suivi, pilotage temps réel et à distance de la machine.
fonction télédiagnostic.
possibilité d'acquisition des sorties codeurs de la machine, soit directement au niveau du
contrôleur, soit via un système d'acquisition externe. L'acquisition doit pouvoir se faire en
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simultané sur tous les axes de la machine, et sans limitation du nombre de points
d'acquisition
Le directeur de CN doit proposer toutes les options relatives à l’interpolation polynomiale,
B-spline et NURBS disponibles chez le fabricant de l’armoire de commande numérique.
La présence d’une architecture ouverte avec des éléments de programmation temps réel du
directeur de commande numérique et d’intégration de capteurs complémentaires sera
étudiée avec attention. Une information précise sur les possibilités d’ouverture de
l’architecture avec le fabricant du directeur de commande numérique est vivement
souhaitée.
Les fonctionnalités du logiciel de pilotage de la machine seront spécifiées.
Le fournisseur donnera les configurations minimales du matériel informatique nécessaire
pour le fonctionnement des logiciels dédiés.
2.3.6) Options souhaitées
Le constructeur inclura dans son offre les options suivantes :
- Système de lubrification par le centre et autre (micro pulvérisation, etc..)
- Adaptation « graphite »
- Broche de remplacement
- Système de palpage pièce avec logiciel de traitement.
- Système de mesure outil sans contact.
- Manivelle électrique
- Pistolet de nettoyage
- Hublot de visualisation
2.4) Documentation minimale
La documentation suivante sera fournie en deux exemplaires:
-
Manuel opérateur des machines et de leurs interfaces de commande
(obligatoirement en français).
Manuel de programmation.
Plan des câblages électriques.
Principaux plans mécaniques permettant d’assurer la maintenance et les réglages.
Une documentation détaillée complète de la machine sera vivement appréciée.
Afin d’intégrer la machine dans des logiciels de simulation d’usinage, une maquette
numérique comprenant le bâti ainsi que les différents éléments mobiles est demandée.
III) Réception de la machine et services
Installation et mise en service :
La machine sera transportée, déchargée, implantée et mise en service par le constructeur. La
machine sera mise en route et réglée par le constructeur. Des essais seront réalisés pour
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vérifier le bon fonctionnement de la machine et la conformité aux réglementations de sécurité.
La réalisation d’une pièce test au minimum sera donc faite par le fournisseur.
Le contrôle de réception sera effectué par le responsable de Bretagne UGV ou son
représentant.
Formation :
La formation sera incluse dans la proposition financière. La totalité ou une partie de la
formation se fera obligatoirement sur site. En cas de formation chez le constructeur, elle sera
suivie d’une formation sur site une à deux semaines après. Le contenu et la durée de la
formation seront donc détaillés. Prévoir formation Maintenance, machine, logiciel…
Journées de soutien technique :
Nous souhaitons inclure une à deux journées de soutien technique, après la première année.
Un ingénieur nous proposera une aide technique sur site pour régler nos problèmes
techniques, pour approfondir nos compétences et pour optimiser notre utilisation de la
machine par rapport à nos applications.
Garantie pièce et main d’œuvre, maintenance
La garantie pièce et main d’œuvre sur site sera incluse dans la proposition financière. Le
contenu des prestations sera détaillé. Nous souhaitons une garantie sur une période de trois
années après l’acquisition machine. Proposez un contrat de maintenance en concordance avec
une utilisation de type universitaire et R&D.
IV) Réponse attendue
La proposition devra comporter :
-
une proposition financière détaillée,
la fiche de présentation ci-jointe remplie,
description de la machine, et de ses environnements,
le délai de livraison après réception de la commande,
le plan d’encombrement au sol et d’installation de la machine (câblage électrique,
air comprimé…).
Sur la proposition financière, devra être indiqué très clairement :
-
le prix de la machine, installation et formation inclus,
la description de la machine,
le prix de la maintenance machine (pièce et main d’œuvre) trois années après
l’acquisition de la machine,
des journées de soutien technique sur site (1 à 2 jours après la première année),
des options proposées par le constructeur.
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Fiche de présentation
Machine Usinage Grande Vitesse
Date :
Nom du constructeur :
Désignation de la machine UGV 5 axes :
Désignation du directeur de commande :
I) Définition générale
1.1)
Machine :
Description, caractéristiques principales de la machine :
Description de l’architecture et de la machine :
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Description du carénage et des éléments de protection de la machine :
Conformité française et/ou européenne de la machine :
Dimension :
-
Table en X (mm) :
Table en Y (mm) :
Course axe X (mm) :
Course axe Y (mm) :
Course axe Z (mm) :
Volume utile (mm3):
Distance maxi face broche/surface table (mm) :
Charge admissible sur table (kg):
Poids machine :
Dimension machine au sol :
Hauteur machine :
Description du ou des systèmes de lubrification utilisable(s) :
Type et nombre de rainure sur la table :
1.2)
Broches
Fournir les courbes de couple, puissance en service permanent et intermittent.
Standard
Option 1
Option 2
Type de l’électro broche :
Désignation du moteur :
Couple mini à basse vitesse :
Puissance maximale (kW) :
Broche HSK (précisez) :
Fréquence de rotation maxi :
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Plage de fréquence utilisable:
Inversion sens de rotation :
Temps de freinage :
Temps d’accélération :
Force de serrage d’outils :
1.3)
Axes
Vitesse avance maxi axe X :
Accélération maxi :
Jerk maxi :
Effort maxi admissible :
Vitesse avance maxi axe Y :
Accélération maxi :
Jerk maxi :
Effort maxi admissible :
Vitesse avance maxi axe Z :
Accélération maxi :
Jerk maxi :
Effort maxi admissible :
Plage d’avance utilisable :
Accélération « pointe outil » :
Donner des informations sur les précisions de positionnement (incertitude, répétabilité,
…) :
Préciser la technologie employée pour les 4ème et 5ème axes (type de motorisation,
entrainement, etc…) :
Donner la désignation des moteurs d’entraînement et une description technologique de
l’entraînement des 3 axes :
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1.4)
Changeur d’outils
Nombre d’outils :
Diamètre maxi :
Longueur maxi :
Temps copeaux à copeaux :
Désignation attachement :
Poids maximum des outils :
1.5)
Directeur de commande
Marque et désignation complète :
Décrire le directeur de commande et donner ses fonctionnalités?
Fonction look ahead (O/N)?
Interpolation polynomiale native/ à la volée ?
Temps de cycle, temps d’interpolation ?
1.6)
Divers
Détail de la maintenance :
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Déroulement de la formation (durée, contenu…) :
Alimentation énergie électrique :
Puissance nécessaire (kVA) :
Alimentation et débit air comprimé :
1.8 Variantes
Vous pouvez proposer des variantes, des alternatives ou des fonctionnalités qui n’ont pas
été évoquées auparavant :
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