Le portique vertical est un type de construction utilisé sur les machines-outils à commande numérique par ordinateur. On retrouve cette structure sur les fraiseuses et les centres d'usinage CNC.
Le portique vertical dans les centres d'usinage
Le portique vertical des centres d'usinage a été conçu pour usiner des pièces de grande taille destinées à l'industrie lourde. C'est pourquoi ce type de machine est couramment utilisé pour fabriquer des pièces pour les industries aéronautique, aérospatiale et automobile, qui doivent usiner des pièces très grandes et complexes, aux structures et composants spécifiques.
Dans un centre d'usinage à portique vertical, l'axe de la broche est perpendiculaire à la table de travail. Ces machines peuvent en outre être programmées de différentes manières, voire adaptées pour usiner plusieurs pièces. Les machines dotées de cette structure offrent un large éventail de configurations d'axes, qui varient selon les besoins d'usinage.
Sur le plan de la structure, ces centres d'usinage sont équipés de deux montants, d'une traverse et de chariots coulissants. Il en existe à traverse fixe, à traverse mobile et à montants mobiles : tout dépend du type de portique. Par exemple, sur certains centres d'usinage, la traverse supérieure est fixe tandis que la table de travail se déplace. Sur d'autres, la traverse monte et descend, et la table avance et recule.
Fraiseuses CNC à portique vertical
Les fraiseuses ont été les premières machines-outils équipées d'un ordinateur permettant d'exécuter les opérations de manière automatique. Ces machines fonctionnent par commande numérique par ordinateur : dans tous les processus, c'est l'ordinateur de la machine qui pilote l'usinage. C'est donc lui qui détermine la vitesse de coupe, la profondeur de passe, l'avance, etc.
Pour usiner des pièces de grande taille, les fraiseuses ont elles aussi évolué et adopté le portique vertical. C'est pourquoi, avec les centres d'usinage, les fraiseuses à portique comptent parmi les machines les plus utilisées pour réaliser des pièces, des pièces de rechange et des composants pour l'industrie lourde.
Ces fraiseuses sont dotées d'un cadre (le portique) et d'un long banc horizontal. La machine peut usiner la surface de la pièce avec plusieurs fraises simultanément ; rappelons que la fraise est l'outil de coupe le plus important de toute fraiseuse et qu'elle comporte plusieurs arêtes de coupe rotatives qui enlèvent des copeaux au contact de la surface de la pièce. C'est pourquoi la précision d'usinage et l'efficacité de production des fraiseuses à portique vertical sont particulièrement élevées.
Une fraiseuse à portique vertical ne comprend pas seulement la CNC : elle est également équipée d'autres systèmes mécaniques, hydrauliques, électriques et numériques. Elle peut ainsi usiner des plans, des surfaces et des trous selon différents procédés : fraisage, alésage, perçage et taraudage. La fraiseuse réalise ces opérations en un seul serrage : l'opérateur n'a pas besoin de repositionner la pièce, car la machine elle-même peut la faire pivoter et la positionner selon le programme d'usinage préalablement défini.
Parmi les caractéristiques de ces machines, on trouve :
- Commande numérique permettant un pilotage centralisé de la machine.
- Systèmes de servocommande.
- Systèmes d'entraînement à pignon et crémaillère et guidages à rouleaux.
- Rigidité.
- Haute efficacité.
- Structure simple.
- Requiert une intervention humaine minimale.
Si le portique est mobile, la machine peut être de type à table fixe et portique mobile, ou de type mobile à pont. Les fraiseuses à portique de type pont ont un faible encombrement au sol et une grande capacité à supporter des charges lourdes. Pour vous donner une idée de l'envergure de ces machines, le portique peut parcourir jusqu'à 20 mètres.
Centre d'usinage ou fraiseuse à portique ?
Maintenant que vous savez que le portique vertical se retrouve aussi bien sur les centres d'usinage que sur les fraiseuses, vous vous demandez peut-être quelle est la différence entre ces deux machines, puisque toutes deux peuvent usiner des pièces de grande taille. Le centre d'usinage dispose d'un magasin d'outils et change d'outil automatiquement ; sur la fraiseuse à portique, en revanche, le changement d'outils doit se faire manuellement.
Cela ne signifie pas que les fraiseuses offrent un rendement inférieur à celui des centres d'usinage. Une fraiseuse peut par exemple exécuter différentes fonctions d'usinage et utiliser plusieurs fraises simultanément pour façonner la pièce. La capacité de production de ces deux machines les a rendues indispensables pour l'usinage de pièces de grande taille.