ENGINEERINGNET.BE - Leland Bailey, Chef de Projet chez Sandvik Coromant (la coupe des métaux et des solutions d’usinage), explique pourquoi l’outillage instrumenté constitue la prochaine étape de l’automatisation.
Les attentes en matière de fabrication intelligente sont élevées. Selon l’étude Smart Manufacturing and Operations Survey 2025 de Deloitte, 92 % des fabricants interrogés estiment que la fabrication intelligente sera le principal moteur de compétitivité au cours des trois prochaines années, en raison de son impact sur la production, la productivité et les capacités.
Il ne suffit pas d’exécuter des programmes plus rapides ou d’ajouter des robots autour d’une machine si le process d’usinage continue de reposer sur l’intuition ou sur des paramètres excessivement prudents. Une véritable automatisation suppose de savoir ce qui se passe en temps réel pendant la coupe et d’intervenir avant que des défauts n’apparaissent et que les temps d’arrêt ne s’accumulent.
L’outillage instrumenté désigne des outils de coupe, adaptateurs ou porte-outils équipés de capteurs intégrés ou ajoutés, qui capturent des signaux clés pendant l’usinage. Le système suit les efforts de coupe et les vibrations, détecte le broutage en surface au niveau de la pointe de l’outil, puis transmet ces informations en temps réel vers une interface opérateur ou vers la commande de la machine afin d’identifier les anomalies et de prendre des mesures correctives. Il peut s’agir d’une brève pause, d’un réglage de paramètre ou d’un changement d’outil, mais l’essentiel est d’assurer la cohérence d’une équipe à l’autre grâce à des interventions reproductibles.
Productivité accrue
L’outillage instrumenté accroît la productivité en stabilisant la coupe et en réduisant les arrêts imprévus. Une fois qu’un process est réellement sécurisé, les fabricants peuvent prolonger les périodes d’usinage sans surveillance en toute confiance. L’attention se porte moins sur les effectifs en atelier et davantage sur le temps d’usinage effectif.
Un autre avantage concret de l’outillage instrumenté concerne la durée de vie des outils. De nombreux ateliers fixent des intervalles de remplacement prudents afin d’éviter les défaillances inattendues, ce qui entraîne un gaspillage de durée de vie utile des outils et une augmentation des coûts. D’autres repoussent trop loin l’échéance et subissent des ruptures, ce qui génère davantage de rebuts et de temps de reprise.
Grâce aux signaux en direct provenant de la coupe, la décision repose sur des données concrètes. Les ateliers d’usinage remplacent la plaquette parce que la signature du signal indique qu’elle est en fin de vie, et non parce qu’un compteur arrive à expiration ou qu’une intuition le suggère. À l’échelle d’un parc de machines et sur une année de production, cette approche se traduit par un temps de coupe plus long, moins d’interruptions et un meilleur taux d’utilisation, sans augmentation des effectifs.
Combler les lacunes en matière de connaissances
La World Manufacturing Foundation indique que 74 % des entreprises rencontrent des difficultés pour recruter les talents nécessaires. Le recrutement devenant de plus en plus complexe, les entreprises manufacturières doivent équilibrer cette situation par la formation interne afin de doter leur personnel des compétences requises. Sans l’utilisation des données comme outil d’apprentissage, les responsables de production s’exposent à une multitude d’erreurs.
Avec l’arrivée de nouveaux employés et le départ à la retraite d’opérateurs expérimentés, l’intuition qu’une coupe est optimale risque de disparaître si elle n’est pas capturée dans des systèmes. L’outillage instrumenté permet de transformer des années d’expérience en données explicites et transmissibles auxquelles les équipes de l’atelier peuvent se fier. En enregistrant les traces de signaux, les seuils et les événements, il fournit une base de référence qui guide le choix des paramètres et facilite la résolution des problèmes d’une équipe à l’autre et d’un site à l’autre.
Lorsque les connaissances reposent sur des données et des modèles plutôt que sur quelques individus, les décisions deviennent répétables et vérifiables. Les responsables de production disposent de données de coupe traçables pour les audits et la documentation client, tandis que les ingénieurs bénéficient d’une base plus solide pour l’amélioration continue, car l’historique du process devient un jeu de données plutôt qu’une simple anecdote. Et surtout, les opérateurs n’ont plus à surveiller le broutage et peuvent se consacrer à l’optimisation du process, ce qui est essentiel compte tenu de l’évolution de la main-d’œuvre.
Décisions pilotées par la machine
De nombreux ateliers confondent involontairement visualisation et automatisation. Un graphique sur une tablette est utile et offre un niveau d’information inédit, mais il revient toujours à un être humain de repérer un problème et de choisir une réponse sous pression.
Il est toutefois possible d’utiliser l’outillage instrumenté pour atteindre une véritable automatisation dans laquelle le système applique automatiquement les limites du process. Si le broutage dépasse une plage définie ou si les efforts de coupe augmentent d’une manière qui annonce une défaillance imminente, la commande doit interrompre l’opération, rétracter l’outil, modifier l’avance ou déclencher un changement d’outil sans hésitation. La machine protège la qualité de la pièce, l’outillage et l’équipement au moment même où le problème survient, et non après la détection de défauts en aval.
L’analyse en temps réel pendant la coupe permet de compléter le process et d’obtenir des cycles stables et reproductibles, ainsi qu’un usinage sans surveillance en toute sécurité. Concrètement, cela permet aux fabricants de planifier une production automatisée fiable, capable de fonctionner en continu. La commande détecte les conditions hors limites et applique automatiquement la mesure de protection configurée, plutôt que d’attendre que quelqu’un remarque une tendance a posteriori.
Une approche pragmatique
En faisant le lien entre le capteur et la commande, la surveillance devient une fonctionnalité intégrée à la machine qui protège la coupe en permanence. La solution d’outillage instrumenté de Sandvik Coromant, CoroTurn Plus, offre deux niveaux complémentaires de fonctionnalités, car tous les ateliers ne se trouvent pas au même stade de développement.
Lorsque CoroTurn Plus transmet des données en direct à CoroPlus Viewer sur un PC ou une tablette, les opérateurs obtiennent une visibilité en temps réel sur le broutage de surface et les efforts de coupe, et reçoivent des alarmes sonores en cas de dépassement. Ils visualisent les tendances par rapport aux process de référence, reçoivent des alertes en cas de dépassement, analysent les valeurs, examinent les écarts et identifient les événements afin d’accélérer l’analyse des causes profondes. Avec le temps, l’accumulation des signaux indique le moment où une plaquette approche de sa fin de vie, ce qui permet aux équipes de la remplacer au bon moment et d’éviter à la fois les remplacements prématurés et les défaillances critiques.
Le second niveau correspond à une protection intégrée à la machine, obtenue en associant CoroTurn Plus à CoroPlus Connected. Dans ce mode, les mêmes signaux alimentent la CN de la machine, et les utilisateurs définissent des limites de broutage, de charge et de vibration via le logiciel ou le code CN. En cas d’événement inattendu, la commande déclenche automatiquement des mesures de protection prenant en charge l’arrêt en fin de bloc, la pause optionnelle ainsi que les paramètres d’ajustement de l’avance et de la vitesse de coupe, permettant une prise de décision avancée pilotée par la machine et une véritable automatisation.
La fabrication intelligente dépend de ce qui se passe au niveau de la pointe de l’outil. Les connexions cloud et les tableaux de bord améliorent la visibilité, mais un outil non instrumenté fait de la coupe le maillon faible du process. L’outillage instrumenté apporte la visibilité manquante et la capacité d’agir à la source, transformant la coupe en un process maîtrisé et vérifiable qui permet un usinage sans surveillance avec des résultats prévisibles.
