(Il s'agit d'un article rédigé par un contributeur externe, écrit par Carl Caldwell,CAM chez DMG MORI).

J'ai passé la majeure partie de ma carrière à travailler avec Siemens : en tant qu'utilisateur expérimenté, puis en assurant directement l'assistance aux clients, et aujourd'hui chez DMG MORI, où NX est au cœur d'une grande partie de nos activités, tant sur le plan de l'ingénierie que de la machine-outil.

C'est pour cette raison qu'on me pose souvent la même question lorsque de nouveaux outils d'automatisation font leur apparition dans CAM:

« N'est-ce pas simplement de l'usinage par caractéristiques ? »

C'est une question légitime. L'usinage basé sur les caractéristiques (FBM) existe depuis longtemps, il est performant et, dans un environnement adapté, il peut générer de réels gains de productivité. Mais après avoir utilisé CloudNC CAM en parallèle du FBM, je suis convaincu qu'il s'agit d'outils fondamentalement différents, conçus pour répondre à des réalités très distinctes dans le secteur manufacturier moderne.

Je vais vous expliquer pourquoi.

Usinage basé sur les caractéristiques : puissant, mais spécialement conçu

L'usinage par caractéristiques est un système fondé sur les connaissances et régi par des règles. Lorsqu'il fonctionne bien, il fonctionne très bien.

J'ai pu constater que FBM donnait d'excellents résultats dans des environnements où :

• La géométrie est très cohérente
• Les pièces sont en grande partie prismatiques
• Les mêmes éléments reviennent sans cesse
• Les processus sont reproduits à grande échelle

Les bases de moules en sont un bon exemple. Les bases de moules se composent généralement de cavités, de trous et d'éléments prismatiques standard. Dans un atelier avec lequel j'ai travaillé, un programmeur spécialisé utilisait presque exclusivement FBM pour la création de bases de moules, ce qui lui a permis de réduire le temps de programmation d'environ 60 %. C'est un véritable atout.

De même, dans les applications automobiles où des géométries de ports ou des stratégies de perçage spécifiques sont reprises sur de nombreuses pièces, la méthode FBM peut justifier l'effort initial considérable nécessaire à la création et à la mise à jour de ces règles.

Et c'est là l'essentiel : un effort initial.

Le coût du FBM est réglé avant la découpe de la puce

L'usinage basé sur les caractéristiques ne fonctionne pas « tel quel » pour la plupart des pièces réelles.

Pour tirer pleinement parti du FBM, il faut généralement :

• Il est temps de créer et d'ajuster les ensembles de règles
• Connaissance approfondie du système
• Compétences en création de contenu axées sur les fonctionnalités
• Maintenance continue à mesure que l'outillage et les stratégies évoluent

Dans le cadre d'un projet sur lequel j'ai travaillé, la mise en place d'un processus FBM fiable a nécessité près d'un mois d'efforts intensifs. Cet investissement n'avait de sens que parce que la géométrie n'a jamais changé.

De plus, le FBM est statique par nature. À moins que vous ne le mettiez à jour manuellement, il n'évolue pas avec :

• Nouvelles technologies de parcours d'outils
• Nouvelles stratégies d'usinage
• Évolution des bonnes pratiques

Nous l'avons clairement constaté avec le fraisage adaptatif dans NX. Il a fallu plusieurs versions avant que les flux de travail FBM ne commencent même à l'adopter – et, dans de nombreux cas, ce n'est toujours pas le cas par défaut.

Ce n'est pas une critique à l'égard de FBM. C'est simplement ce qui se passe lorsque des systèmes basés sur la connaissance sont étroitement liés à des règles prédéfinies.

C'est là que le modèle FBM commence à montrer ses limites

Dès que l'on sort du cadre des tâches élémentaires et hautement reproductibles, le FBM devient plus difficile à justifier.

En particulier :

• Géométrie mixte 3+2 ou profilée
• Caractéristiques spécifiques
• Usinage de précision de type aérospatial
• Production à forte diversité et à faible volume

FBM reconnaît souvent certaines caractéristiques, mais pas toutes. Vous finissez par devoir modifier, supprimer ou recréer manuellement les parcours d'outils. Et dans NX, une fois que vous avez choisi un type d'opération, vous ne pouvez souvent plus le modifier par la suite : vous devez tout recommencer.

À ce stade, vous ne gagnez plus de temps. Vous vous heurtez au système.

CAM : une philosophie différente

CAM aborde le problème sous un angle totalement différent.

Au lieu de demander :

« À quelle entité prédéfinie cette géométrie appartient-elle ? »

Il demande :

« Quelle est la meilleure stratégie d'usinage pour cette pièce, compte tenu des outils et des méthodes actuellement disponibles ? »

Cette distinction est importante :

• Pas de bibliothèques de règles
• Pas de création de fonctionnalités
• Pas de mois de mise en place

Vous chargez une pièce, vous indiquez à CAM votre bibliothèque d'outils existante, puis vous générez une stratégie qui reflète les meilleures pratiques actuelles du secteur, et non un ensemble de règles rédigées il y a des mois ou des années.

Du point de vue de l'utilisateur, la différence est immédiate :

• C'est plus intuitif
• C'est plus flexible
• C'est plus facile de se renouveler et d'itérer
• C'est beaucoup plus souple lorsque les éléments ne rentrent pas dans des catégories bien définies

Lors de tests comparatifs que j'ai effectués en utilisant la même pièce (de base) dans NX :

• La durée totale de génération des trajectoires d'usinage était similaire
• Mais CAM a nécessité beaucoup moins d'intervention
• Et il était nettement plus facile d'adapter ou de renouveler les stratégies

Avec la FBM, on se contente souvent de ce que le système propose. Avec CAM , vous pouvez voir ce qui a été détecté, modifier les données d'entrée et relancer le processus, sans avoir à repartir de zéro.

Pourquoi CAM excelle dans les environnements mixtes

La véritable force de CAM ne réside pas dans le fait qu'il remplace les programmeurs experts.

C'est qu'il prend en charge la charge cognitive répétitive.

Chaque pièce, même la plus complexe des composants aérospatiaux, se compose d'éléments simples : ébauchage, cavités, faces, alésages. CAM les traite de manière fiable et cohérente, permettant ainsi aux programmeurs expérimentés de se concentrer sur ce qui nécessite réellement un jugement humain.

Dans le cadre d'une évaluation dans le secteur aérospatial à laquelle j'ai participé :

• Le calcul des trajectoires d'ébauche prenait des heures
• Mais la programmation manuelle aurait pris trois à quatre fois plus de temps
• Et les stratégies qui en ont résulté suivaient des bonnes pratiques reconnaissables, à l'image de celles des humains

Cela suffisait à justifier l'achat du logiciel.

Formation, talents et réalité des ateliers d'aujourd'hui

Il y a un autre facteur que nous ne pouvons pas ignorer : les gens.

Il est difficile de trouver CAM qualifiés. La formation prend du temps. Et les ateliers ne peuvent pas se permettre d'avoir des nouveaux employés qui ne sont pas productifs pendant des mois.

CAM change la donne.

Un programmeur moins expérimenté peut :

• Lancer CAM
• Générer des parcours d'outils sûrs et judicieux
• Découvrez les meilleures pratiques du secteur en action
• Transmettez le résultat à un programmeur expérimenté pour qu'il l'affine

Ils restent productifs tout en apprenant – et apprennent plus vite.

Le FBM, en revanche, nécessite souvent une connaissance approfondie du système avant d'en percevoir l'intérêt, ce qui signifie que vous devrez peut-être faire appel à un programmeur expérimenté qui y consacrera un mois de son temps pour obtenir les résultats souhaités.

Alors, est-ce que CAM correspond à l'usinage basé sur les caractéristiques ?

Non.

L'usinage basé sur les caractéristiques, c'est :

• Basé sur des règles
• Statique
• Idéal pour les tâches très répétitives
• Non transférable d'une machine à l'autre ou d'une usine à l'autre

CAM , c'est :

• Adaptatif
• Intuitif
• Immédiatement utilisable sur les nouveaux composants
• Conçu pour la production moderne à forte diversité de modèles
• S'améliorer sans cesse afin de pouvoir prendre en charge, par exemple, des pièces plus complexes

La FBM a tout à fait sa place. Elle restera utile dans des environnements spécifiques et contrôlés.

Mais pour la plupart des ateliers – en particulier ceux qui traitent des pièces variées, doivent procéder à des changements fréquents et disposent de ressources de programmation limitées –, CAM est tout simplement le meilleur outil.

Cela ne remplace pas l'expertise.
Cela la renforce.

Et c'est là toute la différence.