3 septembre 2010
Le groupe Legrand emploie plus de 23 000 personnes dans le monde entier et a réalisé un chiffre d’affaires consolidé de 2,9 milliards d’euros au cours de l’exercice fiscal 2004. Il fournit aux ajusteurs électriciens presque tous les types d’accessoires électriques possibles pour les maisons individuelles, les bureaux et les usines : interrupteurs, prises murales, variateurs, interrupteurs photosensibles et à détection de mouvement, systèmes de télécommande… Au sein du groupe, c’est Legrand GmbH, à Soest (Allemagne) qui développe et produit le système de minuterie Rex, ainsi que d’autres composants pour systèmes automatisés. Son travail inclut la conception et la fabrication d’outils et de ressources de production.
Réduire le temps d’exécution
La réussite de Legrand repose pour une très large part sur le secteur du bâtiment. Pour réussir sur ce marché, les entreprises doivent proposer une haute qualité à prix modique et saisir toutes les occasions d’économiser de l’argent. L’utilisation d’une solution de CAO/FAO 3D universelle pour le développement des outils joue un rôle essentiel à cet égard, à un moment où Legrand doit se concentrer de plus en plus sur les surfaces complexes.
L’équipe de conception d’outils a mis en place sa première station de travail 3D dès 1996. À la suite de cette mise en œuvre, un volume croissant de données 3D, qui ne pouvaient pas être évaluées et traitées de manière optimale, a été introduit dans le processus de fabrication des outils. « Nous avons alors sous-traité la création des programmes de commande numérique des premières électrodes 3D », raconte Martin Drebber, expert en fraisage.
Il y a 5 ans, les outilleurs se sont mis à la recherche d’un système de FAO 3D, destiné à remplacer la solution 2 1/2D alors en place. Sur une suggestion de la maison mère française (TopSolid est utilisé par des sites Legrand en France et en Chile), ils ont testé, entre autres, la solution TopSolid’Cam de Missler Software. « En ce qui concerne les outils complexes, nous avons réduit notre temps d’exécution de 20 à 12 semaines depuis que nous utilisons TopSolid », déclare Erhard Lorenz, responsable de la fabrication des outils.
Passer à la 3D en un tournemain
« L’investissement financier consenti nous a permis de convertir simultanément tous nos outils et toutes nos ressources de production à la 3D », explique Michael Wendel, responsable de la conception des outils. Ce qui a favorablement impressionné Legrand, ce n’est pas tant la rentabilité de l’outil que les avantages d’une chaîne de processus ininterrompue de la conception de l’outil à la pièce finie. La force de la solution adoptée réside dans l’association de TopSolid’Mold et de TopSolid’Cam, comme Erhard Lorenz et Michael Wendel sont heureux de le confirmer.
Fin 1998, Legrand a acheté trois licences TopSolid pour le service de fabrication des outils et deux autres licences pour la conception de moules, TopSolid’Mold. Parallèlement, le service de fabrication des outils recevait deux stations de travail TopSolid’Cam.
La conception d’outils : un travail d’équipe
TopSolid permet de créer un outil à partir de la géométrie de ses composants. Mais auparavant, les concepteurs et les outilleurs doivent définir ensemble certaines caractéristiques : constitution générale de l’outil, orientation des composants du moule, ligne de joint, emplacement des buses d’injection, côté par lequel l’objet sera éjecté, position de l’éjecteur et des assemblages de tiroirs. Les concepteurs doivent également tenir compte des machines à utiliser pour fabriquer les différents composants. « Évidemment, la conception sera différente selon que je prévois d’usiner un insert par fraisage ou par électro-érosion », déclare Erhard Lorenz.
TopSolid’Mold propose une foule de fonctions automatiques qui facilitent la conception d’outils : il peut calculer le retrait d’un modèle, optimiser sa position dans le moule et déterminer les lignes de joint ou les surfaces qui risquent de ne pas être éjectées du moule. La conception des groupes fonctionnels mobiles comme les assemblages de tiroirs et les verrous de moules peut être simplifiée par la définition de relations paramétriques entre les éléments d’un objet. En outre, le logiciel recherche automatiquement les collisions entre les composants et les autres éléments du moule – une fonction qui permet de travailler en toute confiance, notamment lorsque l’on conçoit un circuit de refroidissement.
Michael Wendel a été frappé par l’excellente prise en charge des objets standard et des pièces normalisées. Pour assurer cette prise en charge, TopSolid’Mold possède une vaste bibliothèque 3D qui contient des composants de Hasco, de Strack et d’autres fournisseurs renommés. En outre, l’interface IGES a permis de transférer aisément vers le nouveau système les standards d’entreprise déjà créés dans le système de CAO paramétrique.
Évaluation de la conception
Un grand nombre des paramètres importants nécessaires au traitement ultérieur sont définis, dès l’étape de conception des outils, sous la forme de features TopSolid et peuvent donc être évalués automatiquement par TopSolid’Cam. « Un trou percé avec une tolérance de 10H7 est reconnu comme tel. Le système sait qu’il doit centrer le foret, percer un avant-trou de deux dixièmes et finir le travail à l’aide d’une fraise. Je n’ai plus besoin de définir moi-même les étapes du traitement », explique Martin Drebber. Le système est même capable de reconnaître et de traiter automatiquement les poches. Ces fonctions sont particulièrement utiles pour modifier un outil déjà conçu, car les programmes de perçage et de fraisage peuvent être mis à jour par simple appui sur un bouton.
Legrand ne fabriquant ni présérie, ni spécimen, chacun des outils produits est en fait un prototype. Il peut donc se révéler nécessaire de modifier un outil fini si la pièce n’est pas éjectée du moule à la première tentative ou ne répond pas aux exigences de qualité imposées. Il peut également être nécessaire d’augmenter l’épaisseur de la paroi d’un composant ou un rayon afin d’améliorer le processus de remplissage. TopSolid’Cam identifie rapidement toutes les modifications, en se reportant à la géométrie de l’outil, et peut immédiatement commencer à calculer les nouvelles trajectoires des outils.
Il enregistre les cycles de traitement complexes sous la forme de programmes qui peuvent être appelés au besoin. « Par exemple, j’ai écrit un processus de perçage qui indique au système que, s’il utilise un foret de taille 10 pour former un trou de 20 millimètres de profondeur, il peut effectuer le processus entier en un seul mouvement. Après 20 millimètres, il passe au cycle suivant et retire les copeaux », explique Drebber. « Je peux aussi définir des filtres qui empêchent de sélectionner le mauvais outil pour traiter un brut ou un matériau donné. » Drebber a également enregistré des paramètres de traitement spécifiques de certains outils dans la bibliothèque d’outils, par exemple la vitesse et la profondeur de coupe ou l’avance par dent.
Accélérer la programmation du fraisage
Selon Drebber, les fonctions automatiques de TopSolid, par rapport à l’ancien système, ont permis de réduire de 80 %, le temps nécessaire à la création d’un programme de fraisage. Et la création des programmes de perçage est maintenant deux fois plus rapide. « On gagne du temps dès le départ, car avec un modèle 3D, il est plus facile de voir comment usiner la pièce, alors qu’avec un dessin, il faut d’abord tout imaginer. » Le délai entre le début du processus de conception de l’outil et la production du premier spécimen a considérablement diminué grâce au système de CAO/FAO de bout en bout, même si le traitement effectué au niveau des machines, lui, n’a pas énormément gagné en rapidité. Par conséquent, les outilleurs ont introduit un nouveau logiciel destiné à optimiser l’alimentation et acheté une nouvelle broche à grande vitesse qui leur permet de faire fonctionner les postes de traitement à des vitesses plus élevées. Grâce à TopSolid’Cam, il est maintenant possible de fraiser des échantillons, à des fins de test, dans un délai raisonnable. « Autrefois, un échantillonneur aurait mis 150 heures à assembler un boîtier plastique complexe. Avec le système 2 1/2D, il nous faut encore trois jours pour créer le programme de fraisage. Si nous utilisons TopSolid, cela ne nous prend plus que deux heures », indique Erhard Lorenz. Au service des ressources de production, la mise en œuvre de TopSolid produit ses effets les plus remarquables en matière d’utilisation de séquences enregistrées, une utilisation qui accélère le processus de conception, car elle permet de réutiliser des pièces existantes. La situation actuelle est très différente du passé, comme l’explique Reinhard Fastnacht, qui conçoit des ressources de production pour Legrand. « Les pièces complexes, comme les plateaux d’indexage, n’ont jamais été entièrement conçues en 2D ; on créait des pièces individuelles, puis on finissait le travail à l’atelier d’ajustage. Maintenant, les ajusteurs reçoivent des pièces prêtes à monter : il leur suffit de les assembler. » Non seulement cela réduit le temps nécessaire au montage des composants, mais cela garantit aussi une structure identique pour tous les postes d’assemblage à venir.
Par Michael Wendenburg, Sevilla
Photos BG Concept Marketing Communication
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