En production de pièces mécaniques, l'idéal serait de pouvoir fabriquer en un seul passage des pièces complexes en petits lots, au coût d'une production grande série. Les constructeurs de machines transfert ont, en général, bien assimilé cette tendance. L'un d'entre eux l'a intégré de manière véritablement originale.

Buffoli Transfer SpA (00775) est un constructeur italien de machines transfert qui se positionne comme l'un des premiers sur le marché européen. Buffoli naît en 1958, à partir de 1976, avec la première machine pour l'usinage de pièces complexes en 4 directions et un seul serrage installée à l'usine de Chaffoteaux & Maury à Saint-Brieuc, se spécialise dans la production de pièces complexes inscrites dans un cube de 300mm ou de pièces façonnées au tour de 350 mm de longueur maximum. Plus de 800 machines produisent des pièces pour l'automobile, l'hydraulique, la connectique ou l'aéronautique, aussi bien aux USA qu'en Asie ou en France. Afin d'apprécier la qualité de sa fabrication, Mach'Pro s'est rendu dans ses ateliers de Brescia.

Intégration de la qualité
Buffoli Transfer emploie 70 personnes dont 21 travaillent dans ses bureaux d'études mécanique et électromécanique. L'atelier de Brescia est équipé de machines précises, comme une SIP pour l'usinage des bâtis ou une rectifieuse par coordonnées Moore assurant la finition des alésages les plus précis. D'autres pièces proviennent de la sous-traitance locale, mais tous les composants vitaux sont trempés et rectifiés. Les structures mécano-soudées sont renforcées avec du béton de synthèse afin d'offrir une capacité d'amortissement des vibrations optimale. Fondateur de l'entreprise, D. Ing. Buffoli précise le souci permanent d'intégration de la qualité : " Un constructeur de machines doit intégrer une qualité dix fois supérieure à celle demandée en production. C'est en contrôlant mieux les moyens de production que l'on arrive à produire des pièces bonnes du premier coup et en continu ". Cette philosophie se retrouve dans la machine Trans-Bar, évolution d'une machine transfert vers l'usinage à partir de barres jusqu'à 75mm de diamètre. Tout d'abord, la qualité de l'ensemble tient à une conception particulièrement originale. Si elle a tout du multibroche, cette machine part d'un chargeur de barres statiques. Sur un axe de rotation largement dimensionné, le barillet est central et dispose d'une douzaine de stations de prise de pièces. Au premier pas, l'opération de tronçonnage détache le brut de la barre. Ensuite, les diverses opérations avant (5), puis arrière (5) se font successivement, un déplacement longitudinal de la pièce intervenant entre les deux groupes d'opérations. Cette astucieuse disposition confère au Trans-Bar une plus grande productivité par rapport au multibroche, avec la possibilité de finir les pièces les plus complexes à l'aide d'un nombre important d'outils disponibles (jusqu'à 38 broches). Cette grande productivité se combine à la rapidité des changements de série d'un tour mono-broche à commande numérique. L'accessibilité des pinces de serrage et des porte-outils, les deux à changement rapide, est excellente et, pour peu qu'un banc de pré-réglage d'outils soit à disposition, le changement complet d'outillage demande seulement 20 à 60mn. Un arrosage généreux lave cette zone avec efficacité de toute présence de copeaux. De plus, tous les éléments délicats dont la précision dépend, tels que les codeurs incrémentaux, les moteurs et les vis à bille, sont à l'extérieur de la zone d'usinage. Summum en intégration de la qualité, un mesureur de couple par broche est connecté à un logiciel d'analyse des forces. Pour chaque opération d'usinage, il va contrôler et détecter le taux d'usure de l'outil, voire son bris éventuel. En cas d'anomalie grave, la machine est alors stoppée. Lorsque l'usure constatée entre dans un cadre normal, la CNC en est informée automatiquement et le correcteur d'outil est modifié pour que les pièces restent dans les tolérances. Lors d'un essai client ce jour-là, la machine a corrigé ainsi une cote de roulage de 0,02mm en 3h, sans aucune intervention humaine. La machine Trans-Bar est capable de produire jusqu'à 10000 pièces à l'heure, en fonction des pièces à usiner.

La simplification du complexe
Lors de la Bimu récente, Buffoli Transfer présentait sa nouvelle machine Omni-Turn, aussi astucieuse que la précédente, mais permettant la production de pièces encore plus complexes et plus longues. Il s'agit en réalité de deux machines mises côte à côte, disposant d'une seule alimentation par robot polyarticulé, avec système de reconnaissance par vision. En premier lieu, une table rotative suspendue assure l'usinage des deux extrémités, l'ébauchage des surfaces extérieures et intérieures, les opérations de fraisage et perçage avec des outils rotatifs, pièces fixes. Un manipulateur intégré dispose ensuite les pièces semi-ouvrées dans le mandrin ou entre les pointes de trois tours verticaux, dotés de multi tourelles pour tournages intérieurs et extérieurs. La combinaison des opérations de tournage permet de s'affranchir de la durée la plus longue d'usinage, par traitement parallèle échelonné de la gamme. Ainsi, une pièce hydraulique en acier est-elle finie en seulement 11 secondes, alors qu'elle demandait presque deux minutes auparavant. Le traitement des fluides et des copeaux est rassemblé dans un seul groupe. Là encore, la production est contrôlée directement par la mesure d'effort. Toutes les secondes, le logiciel effectue 50 à 100 relevés afin de détecter et de corriger toute anomalie. Cette machine permet ainsi la production de pièces aussi complexes que des arbres à cames de compresseur frigorifique, à des coûts surprenants (10 secondes).


Compter avec l'innovation
On comprend que l'Omni-Turn ait obtenu un prix de Rome pour l'innovation. Mais la technologie ne vaut que par la rentabilité qu'elle permet. Les deux machines du constructeur transalpin représentent chacune un investissement lourd qu'il convient de savoir amortir. Outre la rapidité d'exécution, le fait de produire des pièces toujours bonnes et sous contrôle SPC constitue le principal élément d'amortissement à prendre en compte. Un autre tient au fait que ces machines travaillent avec une surveillance humaine réduite, diminuant d'autant leur taux horaire. Enfin, le passage unique dans une seule machine pour une fabrication complète supprime les en-cours naturellement et réduit les délais de production à leur plus simple expression. Une tonne d'acier reçue la veille peut être livrée sous forme de pièces finie le lendemain. Accélérer la réalisation de la plus-value, c'est aussi une tendance qu'a bien comprise le constructeur transalpin.

Michel Pech
mpech@machpro.fr

Photo 1: D. Ing. Buffoli, fondateur de l'entreprise, a initié la philosophie de l'entreprise autour de solutions simples pour des pièces complexes. Derrière lui, le Trans-Bar concurrence directement les multibroches avec de nombreux atouts.

Photo 2: Le barillet central du Trans-Bar abloque les pièces sur la gauche pour l'usinage avant et après sur la droite pour l'usinage arrière. La technologie d'usinage à pièce fixe permet d'effectuer des opérations transversales, hors-centre et inclinées, en améliorant ainsi la précision d'alignement entre les opérations. Les cotes sont maintenues plus constantes et, grâce à la possibilité de finir des diamètres intérieurs et extérieurs simultanément, la concentricité peut être particulièrement précise. En bas, la première opération de sciage se fait à partir d'une barre immobile.

Photo 3: Prix de Rome de l'innovation, la machine Omni-Turn combine un transfert rotatif pour les opérations de reprise, avec trois tours verticaux. Le robot permet un long travail sans surveillance.

Photo 4: Cette pièce hydraulique longue tombe finie toutes les 11 secondes, alors que son usinage demandait auparavant près de deux minutes de travail. Au second plan, les trois centres de tournage vertical.

Photo 5: L'usinage et le montage des éléments de précision sont assurés par Buffoli Transfert. Ici, le montage des broches est effectué suivant une procédure de qualité rigoureuse.