HARDINGE TA51 MSY Machine de centre de tournage CNC multitâche

1 Introduction et aperçu du produit

Le HARDINGE TA51 MSY représente le sommet de l'usinage multitâche de précision, combinant les capacités d'un centre de tournage CNC haute performance avec des opérations de fraisage et de forage avancées dans une seule plateforme. Dans le cadre de la prestigieuse gamme ultra-précision de la série T de Hardinge, cette machine établit de nouvelles normes pour la fabrication de composants complexes complets en un seul serrage. La configuration multitâche de la machine élimine les opérations secondaires tout en maintenant une précision dimensionnelle exceptionnelle et une qualité de finition de surface, ce qui en fait une valeur particulière pour les industries où les tolérances de précision ne sont pas négociables.

Grâce à sa construction robuste et à sa philosophie de conception innovante, le TA51 MSY offre des performances exceptionnelles aux fabricants qui cherchent à optimiser leur flux de travail de production. La machine intègre des décennies d'expérience de Hardinge dans la fabrication de précision, comme le montrent ses composants soigneusement conçus et ses systèmes de contrôle sophistiqués. Ce centre de tournage avancé permet aux fabricants de faire face à des matériaux difficiles et à des géométries complexes avec confiance, offrant un avantage concurrentiel sur les marchés exigeant les normes de qualité les plus élevées.

2 Spécifications techniques et indicateurs de performance

Le HARDINGE TA51 MSY est conçu avec des spécifications techniques impressionnantes qui permettent à ses capacités d'usinage exceptionnelles:

Système de broche: La broche principale dispose d'une configuration de nez A2-6 avec une puissance maximale de 15 kW (20 ch) et des vitesses de rotation atteignant 5 000 tr/min, fournissant une puissance suffisante pour les opérations de coupe lourdes tout en maintenant la précision lors de la finition à grande vitesse. La capacité de fluide de refroidissement à travers la broche améliore la productivité dans les opérations de forage en profondeur et améliore la gestion des puces.

Capacité de la machine: Avec une généreuse capacité de barre de 2 pouces (51 mm) et un diamètre d'usinage maximum de 313,7 mm, le TA51 MSY peut accueillir une large gamme de tailles de pièces. La longueur d'usinage importante de 648,5 mm offre une flexibilité pour les composants plus longs, tandis que la construction rigide assure une précision constante sur toute l'enveloppe de travail.

Système d'outillage: La machine emploie une tourelle sophistiquée BMT 55 (outillage de montage de base) avec 12 positions fixes, offrant une rigidité exceptionnelle pour les opérations d'usinage lourdes. Cette plateforme d'outillage réduit considérablement les vibrations et la déviation par rapport aux systèmes VDI conventionnels, permettant des taux d'enlèvement de matériaux plus agressifs et une durée de vie prolongée de l'outil.

Système de contrôle: Équipé de commande CNC avancée Fanuc 31i, le TA51 MSY offre des capacités de programmation sophistiquées pour des opérations multi-axes complexes. Le système de commande haute résolution avec interpolation fine assure des finitions de surface exceptionnelles et une précision géométrique précise.

3 Technologies de base et capacités multitâches

3.1 Architecture multitâche avancée

Les capacités de la machine multitâche du TA51 MSY découlent de son intégration complète de plusieurs technologies opérationnelles dans une seule plateforme. La machine combine des fonctions de tournage traditionnelles avec l'outillage en direct, le positionnement de l'axe C et la synchronisation précise entre les opérations principales et sous-broches. Cette approche intégrée permet l'usinage complet de pièces complexes en une seule configuration, réduisant considérablement le temps de manutention et les erreurs d'alignement potentielles associées aux opérations secondaires.

Le système d'outillage en direct représente un composant essentiel de la capacité multitâche, avec des outils motorisés fonctionnant à des vitesses allant jusqu'à 8 000 tr/min pour les opérations de fraisage, de forage et de poignage. Pour les applications nécessitant des vitesses de rotation encore plus élevées, des augmentateurs de vitesse optionnels sont disponibles, augmentant le RPM de l'outil à 32 000 pour les exigences d'usinage spécialisées. La commande de l'axe C permet un positionnement angulaire précis de l'axe principal, permettant une fraisage de contour complexe et un usinage transversal positionné avec précision.

3.2 Ingénierie de précision et technologies ultra-précision

Hardinge a incorporé des technologies de renom SUPER-PRECISION dans le TA51 MSY, permettant des niveaux de précision exceptionnels qui établissent de nouveaux standards pour les performances des centres de tournage CNC. La machine atteint une résolution de positionnement remarquable de 0,00001 "(10 millionièmes d'un pouce) à travers son système de contrôle avancé et ses dispositifs de rétroaction de haute précision. L'axe X intègre des échelles en verre de haute précision qui fournissent un rétroaction de position directe, éliminant les erreurs de transmission mécanique et assurant une précision dimensionnelle constante tout au long du processus d'usinage.

Les capacités de précision de la machine comprennent une répétibilité exceptionnelle de 0,00003" (30 millionièmes d'un pouce) et la capacité de maintenir la variation du diamètre total à 0,00012" (3 microns) après un temps de réchauffement minimum. Ces tolérances exceptionnelles sont rendues possibles grâce à une construction thermiquement stable, des vis à billes prétendues de précision et des technologies sophistiquées de compensation d'erreur qui tiennent compte à la fois des influences mécaniques et thermiques sur la précision.

4 Caractéristiques de conception et avantages de construction

4.1 Structure et fondation rigides de la machine

Le TA51 MSY bénéficie de l'engagement de Hardinge envers la construction mécanique rigide, en commençant par sa base en fonte renforcée Harcrete. Ce composite de béton polymère spécialisé offre des caractéristiques d'amortissement des vibrations exceptionnelles, nettement supérieures à la fonte conventionnelle, ce qui améliore les finitions de surface et prolonge la durée de vie de l'outil. La construction de base en une seule pièce avec un lit incliné de 30 degrés offre une évacuation optimale des puces et un accès pratique à l'opérateur tout en maintenant la rigidité structurelle.

Les guides à rouleaux linéaires de la machine et les vis à billes à double écrou fixes et prétendues contribuent à une rigidité exceptionnelle et à une précision de positionnement. Ces composants travaillent ensemble pour minimiser la déflection lors d'opérations de coupe lourdes tout en maintenant un contrôle de mouvement lisse pour une finition fine. La construction robuste permet à la machine de manipuler des coupes interrompues et des matériaux difficiles sans sacrifier la précision ou la qualité de la surface.

4.2 Technologie de broche et stabilité thermique

Au cœur des capacités de précision du TA51 MSY se trouve sa technologie de broche avancée, avec la conception innovante "prête à collet" de Hardinge qui permet le montage direct de mandrins ou de systèmes de collets sans adaptateurs. Cette configuration minimise le dépassement, plaçant la pièce de travail plus près des roulements de broche pour une rigidité améliorée et un transfert de précision amélioré de broche à pièce de travail. Le résultat est une rondeur de pièce supérieure, des finitions de surface améliorées et une meilleure cohérence dimensionnelle.

La gestion thermique représente un autre aspect critique de la conception de la broche, Hardinge mettant en œuvre des systèmes de contrôle de température sophistiqués. Certains modèles de la série T disposent de moteurs intégrés à grand couple conçus pour la stabilité thermique, avec des enveloppes d'huile autour des broches maintenues à des températures constantes via des unités de refroidissement. Cette gestion thermique active réduit considérablement la croissance thermique pendant un fonctionnement prolongé, contribuant à la maintenance exceptionnelle de la précision de la machine tout au long des séries de production.

4.3 Capacités de production automatisées

Le TA51 MSY est conçu avec l'efficacité de production comme priorité, offrant une préparation complète à l'automatisation pour soutenir les opérations de fabrication non entretenues ou éteintes. La machine peut être équipée d'un système de capteur de pièces pour la décharge automatique des composants terminés, améliorant la productivité lors de la production en grand volume. De plus, la plateforme prend en charge l'intégration avec les alimentateurs de barres pour le traitement continu du stock de barres, réduisant considérablement les exigences d'intervention de l'opérateur.

La compatibilité de la machine avec les paquets de gestion de machines de Hardinge offre des capacités sophistiquées de surveillance et de contrôle de la production. Ces systèmes permettent le suivi en temps réel des paramètres de production, la gestion de la durée de vie des outils et la planification prédictive de la maintenance, optimisant davantage l'efficacité opérationnelle du centre de tournage dans les environnements de production.

5 Applications et solutions industrielles

Le HARDINGE TA51 MSY excelle dans un large éventail d'applications de fabrication, en particulier lorsque des géométries complexes et des tolérances étroites sont nécessaires. Ses capacités multitâches le rendent idéal pour produire des composants complets en configurations simples, éliminant le besoin d'opérations secondaires et réduisant le temps total de fabrication. La précision et la flexibilité de la machine la rendent particulièrement précieuse pour les industries nécessitant des pièces complexes avec des combinaisons de caractéristiques tournées, fraisées et forées.

Les applications industrielles spécifiques incluent:

La TA51 MSY produit des instruments chirurgicaux complexes, des composants d'implants et des pièces de dispositifs de diagnostic avec les finitions de surface exceptionnelles et les tolérances étroites requises par les applications médicales. La capacité de la machine à usiner des aciers inoxydables, des alliages de titane et des matériaux cobalt-chrome la rend particulièrement précieuse pour ce secteur.

Composants aérospatiaux: La machine fabrique des pièces de précision pour les applications aérospatiales, y compris les raccords, les connecteurs et les boîtiers de capteurs qui exigent une précision géométrique et une intégrité matérielle exigeantes. La construction robuste permet l'usinage d'alliages à haute température et d'autres matériaux difficiles courants dans les applications aérospatiales.

Systèmes automobiles : des composants d'injection de carburant aux pièces de transmission et aux éléments de capteur, le TA51 MSY répond aux exigences de production en volume élevé de l'industrie automobile tout en maintenant des normes de qualité cohérentes. La compatibilité d'automatisation de la machine soutient les horaires de production continus typiques de ce secteur.

Optique et imagerie: Pour les barils de lentilles, les composants du système laser et le matériel de montage de précision, la machine fournit les finitions de surface fines et la précision sous-micron requises dans les applications optiques. La commande en axe C et l'outillage en direct permettent un usinage complexe des composants cylindriques.

6 Avantages opérationnels et valeur économique

6.1 Amélioration de la productivité et du rendement

La configuration multitâche de la TA51 MSY offre des avantages de productivité substantiels en regroupant plusieurs processus de fabrication dans une seule plateforme. Cette approche intégrée élimine le temps non à valeur ajoutée associé au transport des pièces, à la récupération et au réalignement entre les opérations. Les fabricants peuvent réduire considérablement les temps de cycle total des pièces, souvent de 50 % ou plus, par rapport au traitement séquentiel conventionnel sur plusieurs machines.

Les gains d'efficacité vont au-delà de la simple réduction du temps de cycle, car l'approche de mise en place unique améliore l'efficacité globale de l'équipement (OEE) en réduisant l'inventaire en cours de travail et en rationalisant le flux de production. La simplification de la manutention des matériaux et la réduction des exigences de fixation contribuent davantage à l'efficacité opérationnelle, permettant aux fabricants de répondre plus rapidement à l'évolution des demandes de production tout en minimisant l'investissement en capital dans des équipements supplémentaires.

6.2 Qualité supérieure de la pièce et précision géométrique

L'ingénierie de précision du TA51 MSY se traduit directement par une qualité de pièce exceptionnelle avec une variation dimensionnelle minimale à travers les séries de production. La construction rigide de la machine, les guides linéaires précis et les systèmes de contrôle avancés fonctionnent de concert pour maintenir la précision géométrique pièce après pièce. La mise en œuvre d'échelles en verre de haute précision sur l'axe X fournit une rétroaction de position directe qui contourne les erreurs de transmission mécanique potentielles, assurant une précision de positionnement constante tout au long du volume de travail.

Le centre de tournage CNC réalise des finitions de surface exceptionnelles de 8 micro-pouces ou mieux, éliminant ou réduisant le besoin d'opérations de finition secondaire dans de nombreuses applications. Cette capacité provient de la base de la machine amortissante des vibrations, du système d'outillage rigide et d'algorithmes de contrôle sophistiqués qui maintiennent une adhérence cohérente au chemin de l'outil même lors de mouvements interpolés complexes.

6.3 Efficacité des coûts opérationnels et retour sur investissement

Bien que l'investissement initial dans un TA51 MSY puisse dépasser celui des centres de tournage conventionnels, le coût total de propriété présente un cas économique convaincant. La capacité de multitâche réduit ou élimine le besoin de centres d'usinage supplémentaires, diminuant les besoins totaux en espace au sol, la consommation d'utilités et les coûts d'entretien associés à l'exploitation de plusieurs machines. La manipulation réduite des pièces minimise les dommages potentiels et simplifie les procédures de vérification de la qualité.

La construction robuste et les composants de précision de la machine contribuent à une durée de vie prolongée et à une précision soutenue au fil du temps, protégeant la valeur à long terme de l'investissement. En outre, la mise en place et la programmation simplifiées, facilitées par des systèmes de contrôle sophistiqués avec des capacités de programmation en atelier, réduisent les exigences de formation des opérateurs et améliorent l'agilité globale de la fabrication.

7 Comparaisons techniques et orientation de la sélection

7.1 Différenciation au sein du portefeuille de produits Hardinge

Le TA51 MSY occupe une position stratégique au sein de la gamme complète de centres de tournage de Hardinge, offrant des capacités distinctes par rapport aux autres modèles du portefeuille. Alors que le CONQUEST H51 offre une capacité de tournage de base similaire avec une capacité de barre de 51 mm et une puissance de broche de 15 kW, le TA51 MSY ajoute la fonctionnalité multitâche critique grâce à son outillage en direct et à ses capacités en axe C. Cela rend le TA51 MSY beaucoup plus polyvalent pour les composants complexes nécessitant des opérations combinées de tournage et de fraisage.

Comparé au modèle T42 avec sa capacité de barre de 42 mm et son axe de 6 000 tr/min, le TA51 MSY offre une capacité de matériau plus grande tout en maintenant des normes de précision similaires. La machine diffère également des capacités de broyage spécialisées de la série GT, en se concentrant plutôt sur l'usinage complet par des opérations d'outils rotatifs. Pour les fabricants qui exigent la plus haute précision, les modèles de la série T SUPER-PRECISION reposent sur la plateforme TA avec des caractéristiques de précision améliorées.

7.2 Considérations de sélection fondées sur la demande

Le choix de la plate-forme d'usinage appropriée nécessite une prise en compte attentive des exigences en matière de pièces, des volumes de production et des objectifs de qualité. Le TA51 MSY présente une solution idéale lorsque:

Les pièces nécessitent à la fois des caractéristiques tournées et fraisées / forées

Un usinage complet en une seule configuration offre des avantages opérationnels importants

Des tolérances de précision au-delà des capacités d'usinage standard sont requises

La flexibilité de production pour différentes conceptions de pièces est précieuse

Les contraintes spatiales favorisent les équipements de fabrication consolidés

Pour des pièces rotatives plus simples sans caractéristiques transversales, les centres de tournage conventionnels peuvent fournir des solutions plus économiques. De même, pour les pièces principalement prismatiques avec des caractéristiques tournées minimales, des centres d'usinage dédiés pourraient être plus appropriés. Cependant, pour la catégorie croissante de composants complexes combinant plusieurs types de caractéristiques, le TA51 MSY offre un équilibre optimal entre capacité, précision et efficacité.

7.3 Planification de la mise en œuvre et de l'intégration

La mise en œuvre réussie du TA51 MSY nécessite l'attention de plusieurs facteurs d'intégration au-delà de la machine elle-même. Le poids considérable d'environ 6 107 kg nécessite un appui au sol adéquat et des procédures d'installation appropriées. Les exigences d'utilité, y compris les systèmes d'alimentation triphasique, d'air comprimé et de liquide de refroidissement, doivent être correctement dimensionnées pour répondre aux besoins opérationnels de la machine.

La compatibilité de la machine avec les systèmes d'automatisation doit être prise en compte lors de la planification, avec des dispositions pour l'alimentation à barres, le transport de pièces ou le chargement robotique si prévu. Le système de contrôle sophistiqué peut nécessiter une formation de programmeur pour tirer pleinement parti des capacités multitâches, en particulier pour les opérations simultanées complexes. Une bonne planification de la maintenance, y compris les horaires de maintenance préventive et l'inventaire de pièces détachées, assure des performances durables et minimise les temps d'arrêt inattendus.

8 Questions fréquemment posées (FAQ)

Qu'est-ce qui distingue le TA51 MSY en tant que "machine multitâche" par rapport aux tours CNC conventionnels?

Le TA51 MSY transcende les opérations de tournage de base grâce à son intégration d'outillage en direct, de positionnement de broche en axe C et de capacités de synchronisation sophistiquées. Contrairement aux tours conventionnels limités principalement aux opérations de tournage, cette machine peut effectuer des opérations de fraisage, de forage et de poignage simultanément avec le tournage, permettant un usinage complet de pièces complexes dans une seule configuration. Cette fonctionnalité multitâche réduit considérablement le temps total de production tout en améliorant la précision dimensionnelle en éliminant les erreurs de repositionnement entre les opérations.

Comment le système d'outillage BMT 55 améliore-t-il les performances d'usinage ?

Le système Base Mount Tooling (BMT) 55 offre une rigidité exceptionnelle en montant directement les outils sur la face de la tourelle sans adaptateurs intermédiaires. Ce montage direct minimise les vibrations et la déviation lors d'opérations de coupe lourdes, permettant des taux d'enlèvement de matériaux plus agressifs et une durée de vie prolongée de l'outil. La conception robuste du système est particulièrement avantageuse pour les applications d'outillage en direct, où les forces de coupe peuvent être importantes. Avec 12 positions d'outils fixes, la tourelle BMT 55 offre la flexibilité pour les pièces complexes tout en maintenant la raideur nécessaire pour l'usinage de précision.

Quels niveaux de précision peut-on attendre du TA51 MSY ?

Le TA51 MSY offre une précision exceptionnelle avec une répétibilité de 0,00003" (30 millionièmes de pouce) et une résolution de contrôle de 0,00001" (10 millionièmes de pouce). La machine peut maintenir la variation du diamètre total à 0,00012 "(3 microns) après un temps de réchauffement minimal, réalisant des finitions de surface de 8 micro-pouces ou mieux. Ces tolérances exceptionnelles sont rendues possibles grâce à une construction thermiquement stable, des systèmes de rétroaction de précision et des algorithmes de contrôle sophistiqués qui compensent les sources d'erreur potentielles tout au long du processus d'usinage.

Quels matériaux peut usiner le TA51 MSY ?

La construction robuste et le système de broche puissant permettent au TA51 MSY d'usiner efficacement une large gamme de matériaux, de l'aluminium et des plastiques aux aciers inoxydables, aux alliages de titane et aux superalliages à haute température. La structure rigide de la machine et la base amortissante des vibrations fournissent une stabilité pour l'usinage de matériaux difficiles, tandis que les caractéristiques de couple et la plage de vitesses de la broche peuvent être optimisées pour des groupes de matériaux spécifiques. La capacité du liquide de refroidissement à travers la broche améliore encore les performances dans les matériaux difficiles en améliorant l'évacuation des puces et la durée de vie de l'outil pendant les opérations de trous profonds.

Comment le TA51 MSY prend-il en charge le fonctionnement sans surveillance ?

La machine offre plusieurs caractéristiques qui facilitent le fonctionnement prolongé sans surveillance, y compris la compatibilité avec les alimentateurs de barres pour le traitement continu du stock de barres, les systèmes de capteur de pièces pour la décharge automatique des composants terminés et les capacités de gestion d'outils sophistiquées qui surveillent la durée de vie et les performances de l'outil. La stabilité thermique et la précision de la machine garantissent que la qualité de la pièce reste à l'intérieur de la tolérance lors de séries de production prolongées. De plus, le système de contrôle fournit des fonctions de surveillance et de reporting complètes qui peuvent être intégrées aux réseaux d'usine pour la gestion à distance de la production.