L'utilisation d'un tour robotisé dans un atelier d'usinage permet d'économiser du temps et de la main-d'œuvre, et les résultats obtenus sont en outre plus précis et de meilleure qualité qu'avec un tour manuel. Le tour manuel demande davantage de travail à l'opérateur et la production n'y est pas aussi rapide qu'avec un tour robotisé. Mais qu'est-ce qu'un tour robotisé et comment fonctionne-t-il ?
Qu'est-ce qu'un tour robotisé ?
Les tours, qu'ils soient manuels ou robotisés, servent à donner forme à des pièces métalliques par différents procédés, le plus courant étant l'usinage par enlèvement de copeaux. Un tour peut aussi percer, couper, rainurer, ébaucher et charioter différents matériaux. Le fait de pouvoir travailler toutes sortes de matériaux sur un tour (acier au carbone, acier inoxydable, aluminium, etc.) est un grand atout pour la construction métallique.
L'automatisation des machines-outils, dont le tour et la fraiseuse, a débuté à la fin du XIXe siècle. Ces machines ont été perfectionnées dans la première moitié du XXe siècle et existent pratiquement depuis l'invention des ordinateurs. La première fraiseuse automatique (également à commande numérique) est d'ailleurs apparue dans les années 50 dans le Massachusetts, aux États-Unis. Depuis, la technologie CNC s'est imposée comme l'une des plus importantes et des plus utilisées dans la construction métallique.
Contrairement au tour manuel, le tour robotisé demande peu de travail à l'opérateur, qui peut d'ailleurs conduire plusieurs machines simultanément. Le tour robotisé fonctionne par commande numérique CNC, c'est-à-dire au moyen d'un ordinateur. Pour qu'il fonctionne, il faut recourir à la programmation conversationnelle CNC, traitée par des logiciels.
On commence par concevoir la pièce sur ordinateur avec un logiciel CAD (généralement AutoCAD) ; la conception obtenue est ensuite transmise en langage conversationnel CNC à un autre logiciel, le CAM. Celui-ci lit et traite les données CAD et les traduit en une série de commandes que le tour robotisé applique directement à la pièce à usiner. L'opérateur n'a plus qu'à demander au tour de suivre une série de blocs et de trajectoires, à charger la pièce dans la machine, à la régler et à lancer le tour.
Les tours robotisés peuvent avoir une ou plusieurs broches. Les modèles monobroches servent à usiner de petites pièces qui passent par plusieurs opérations jusqu'au résultat final. Ils se caractérisent par une broche qui change plusieurs fois de position et travaille à différentes vitesses jusqu'à obtenir le résultat souhaité sur la pièce.
Les avantages du tour robotisé
La fonction principale du tour robotisé est d'usiner des pièces de différents matériaux. On peut par exemple fileter, percer, charioter, ébaucher, rainurer, couper, tourner des cônes, poncer et polir des pièces de différents matériaux, quelle que soit leur géométrie. Un tour robotisé permet d'usiner différents types d'aciers, mais aussi des plastiques comme le nylon.
L'un des avantages du tour robotisé est qu'il ne nécessite pas une présence importante de l'opérateur. L'alimentation des pièces est automatique, même si l'opérateur doit placer la matière à portée du tour, ou la charger et la serrer lui-même dans le mandrin. On trouve d'ailleurs couramment sur le marché des bras robotisés qui s'adaptent au tour et se chargent de saisir les pièces à usiner pour les placer directement dans le tour. Ces robots peuvent travailler pendant de longues périodes et optimisent les temps et les coûts de production.
Ce n'est pas le cas, par exemple, du tour manuel. Le temps d'usinage des pièces y est généralement beaucoup plus long, et la présence du tourneur, qui exécute tout le travail, est indispensable. Pour l'opérateur, un tour manuel signifie plus d'effort physique et moins de temps pour d'autres tâches. Mais faut-il être expert pour utiliser un tour robotisé ? Les tours CNC exigent que l'opérateur apprenne à s'en servir, mais c'est assez simple : un tourneur sur machines manuelles peut facilement se former à la conduite d'un tour à commande numérique.
Autre avantage du tour robotisé par rapport au tour manuel : la qualité supérieure du résultat. Un tour robotisé travaille avec plus de précision, si bien que les pièces sont généralement prêtes et ne nécessitent pas de polissage, contrairement au tour manuel. Le tour robotisé permet aussi de mieux gérer les déchets que le tour manuel : un tour à commande numérique génère moins de pertes, ce qui représente une économie de production. Enfin, ce type de tour dispose d'axes permettant d'usiner plusieurs pièces métalliques simultanément, à condition qu'elles suivent la même trajectoire, autrement dit des pièces identiques. Ce n'est pas possible avec un tour manuel.