LES MACHINES-OUTILS

Enfin, les machines à affiler servent au polissage de l'intérieur des pièces, notamment pour obtenir des calibres précis (diamètre des culasses des blocs moteurs, par exemple). Les outils à affiler utilisent des « pierres » (des abrasifs liés en petits blocs par ultracolle), montées sur une tête rotative : selon la vitesse de rotation, la taille de la pierre et la nature de l'abrasif, on obtient des usinages d'une très haute précision.

La révolution opérée par les nouvelles technologies

Outre les procédés purement mécaniques, les machines-outils ont bénéficié au cours de ces dernières décennies des progrès des nouvelles technologies de pointe, tant électromagnétiques qu'électrochimiques.

Les ultrasons, notamment, qui sont des vibrations de très haute fréquence, confèrent à l'air de tels battements de pression qu'ils lui attribuent un pouvoir érosif : de telles machines à ultrasons servent à meuler les matériaux, même les métaux les^plus durs.

À un autre niveau, les lasers sont couramment utilisés pour la découpe et l'usinage des pièces métalliques. Ils possèdent des caractéristiques de directivité, d'intensité et de cohérence dans l'exécution d'opérations délicates particulièrement intéressantes. Le faisceau lumineux émis par un laser est constitué par un cylindre, d'un diamètre

de quelques millimètres, dont la divergence est très faible. Ces pinceaux de lumière cohérente, à haute température, sont dirigés avec une grande précision sur les métaux à travailler, et leur énergie est modulée pour obtenir une découpe en profondeur ou un effet de surface.

Dans les technologies chimiques, l'électrométallurgie (machines ECM) combine les réactions électrothermiques et électrolytiques qu'engendre le passage d'un courant électrique dans un bain conducteur. Le pièce à travailler est plongée dans cette solution chimique (appelée électrolyte) et une matrice d'un métal différent, de forme bien définie, est positionnée en vis-à-vis. Lorsque le courant est établi dans la solution, une réaction chimique se déclenche entre la matrice et la pièce, décapant les atomes de celle-ci sur une surface proportionnelle à la forme et à la taille de la matrice qui lui fait face.

La productique et la robotique

Encore plus révolutionnaires sont aujourd'hui les procédés de fabrication entièrement automatisés et gérés par ordinateur. Les différents types de machines-outils décrits précédemment sont alignés en réseau, et les pièces à travailler sont amenées poste à poste, où elles sont soumises à toute une séquence d'interventions: c'est la fabrication en chaîne automatique. L’automatisation est d'autant plus performante que les machines suivent la séquence d'opérations à effectuer grâce à

À Schéma du tour à pointes, avec au-dessous, quelques-uns des outils fixables sur le porte-outil de l'appareil. Les dessins représentent: 1. la découpe simple; 2. un porte-outil et son outil de découpe; 3. la découpe du filet d'une vis; 4. le surfaçage d'une pièce fixée à son plateau; 5. l'alésage de la surface interne d'un cylindre en rotation; 6. la découpe et l'usinage d'une pièce à partir d'un cylindre en rotation.

des programmes élaborés et stockés sur ordinateur. Des senseurs, notamment, se repèrent par rapport à une pièce étalon, qui leur indique la forme et la taille que doit avoir le produit fini : en suivant le contour de cet étalon (gabarit de traçage), ces sondes communiquent aux outils les opérations qui doivent être effectuées sur les pièces brutes acheminées devant eux.

L'acheminement automatique des pièces d'un poste de travail à un autre, remplaçant le travail manuel de l'ouvrier, est lui-même une évolution tout à fait récente des chaînes de fabrication. L'ensemble de ces appareils automatiques capables de manipuler des objets ou d'exécuter une ou plusieurs opérations selon un programme fixe, modifiable ou adaptable, est aujourd'hui désigné sous le nom de robotique.

Un ordinateur central coordonne les travaux effectués aux différents stades, régule la position et la vitesse de rotation des outils, le transfert de poste à poste, et supervise la qualité et la sécurité des opérations. Il peut également interrompre la séquence en cas de besoin pour permettre l'intervention d'un ouvrier ou une éventuelle réparation. Ce concept global qui vise à améliorer la productivité dans les processus de production et qui allie robotique, micro-€lectronique de gestion et conception assistée par ordinateur, est appelé productique : il a pris son essor dans les usines entre 1975 et 1980, et atteint aujourd'hui un haut degré de sophistication.

Un nouveau vocabulaire est né, qui décrit ces systèmes de production automatisés: les SPA. Ainsi parle-t-on de machines de conception, qui

servent à concevoir les pièces à fabriquer (CAO : conception assistée par ordinateur) et les machines de fabrication (FAO : fabrication assistée par ordinateur). Parmi ces dernières, on distingue les machines-outils elles-mêmes (MP : machines de procédés) et les robots transférant les pièces de poste à poste (MT : machines de transfert). Quant aux machines de contrôle/com-mande, elles gèrent l'ensemble des signaux utiles au fonctionnement des machines d'exécution, le tout étant contrôlé par un système informatique central. La synthèse de l'image proposée par ces technologies trouve des applications fructueuses dans la médecine, la chimie, en géologie, car elle permet de visualiser sur un écran ce que l'on ne peut analyser directement.

Machines-outils et productique sont promises à un brillant avenir: le développement technologique allant s'accentuant (notamment avec les ordinateurs) et une concurrence de plus en plus vive affectant les entreprises, l'automatisation des usines va se développer à un rythme soutenu. L'incidence sur les emplois sera néfaste : alors que la main-d'œuvre de fabrication représentait 30% des emplois dans les pays industrialisés après la Seconde Guerre mondiale, la proportion n'était plus que de 20% en 1980, et sera de moins de 8% à l'aube de l'an 2000.

.. Dans le procédé d'usinage par électrométallurgie (ECM), un courant électrique est établi dans un bain conducteur (électrolyte) entre une matrice métallique (qui agit comme une cathode) et la pièce à usiner (l'anode). À la surface de la pièce, le métal est érodé par l'action électrochimique et se dissout dans le bain. La forme de la partie érodée est dictée par la forme de la matrice qui lui est opposée.

À Chaîne automatisée d'assemblage et de soudure automobile.

Les bras robotisés sont reliés à des claviers où l'opérateur paramètre les fonctions.

▼ Des torches de découpe contrôlées par ordinateur découpent une feuille de métal en plusieurs lames.

Le système de contrôle ajuste en permanence le débit du gaz vers les torches pour régler l'intensité de la découpe, ceci afin d'assurer une largeur de découpe uniforme, et donc des lames aux bords rigoureusement droits.