Tutoriel - Mazak VARIAXIS i-500

Ce tutoriel couvre l'utilisation quotidienne du centre d'usinage 5 axes simultanee Mazak VARIAXIS i-500 equipe du systeme de commande MAZATROL SmoothX.

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1. Mise en marche 5 axes

1.1 Verifications preliminaires

Avant toute mise sous tension du VARIAXIS i-500 :

Controles visuels

1. Inspecter la zone de travail pour detecter tout obstacle ou debris
2. Verifier l'etat de la table tourillon (propreté, absence de copeaux)
3. S'assurer que les protections telescopiques sont intactes
4. Controler l'absence de fuites (huile, lubrifiant, liquide de coupe)

Controles de niveaux

1. Huile hydraulique : niveau entre min et max sur le voyant
2. Lubrifiant centralisé : reservoir rempli au 3/4 minimum
3. Liquide de coupe : niveau suffisant et concentration correcte (5-8%)
4. Huile de graissage broche : niveau visible sur le regard

Conditions environnementales

• Temperature ambiante : 15-35°C (idealement 20-25°C)
• Humidite relative : 45-75%
• Alimentation electrique : 3 phases + neutre, 400V ±10%, 50Hz

1.2 Sequence de demarrage

Mise sous tension

1. Positionner le sectionneur principal sur ON (panneau lateral droit)
2. Attendre l'initialisation du systeme MAZATROL SmoothX (environ 90 secondes)
3. Appuyer sur le bouton POWER ON du panneau de commande
4. Verifier l'affichage de l'ecran d'accueil SmoothX
5. Acquitter les eventuelles alarmes de demarrage avec RESET

Verification des systemes

1. Verifier que tous les voyants de diagnostic passent au vert
2. Controler l'activation du systeme de lubrification automatique
3. S'assurer que la pression pneumatique est stable (6 bars minimum)
4. Verifier le bon fonctionnement du groupe de refroidissement broche

1.3 Zero Return (Retour origine machine) - 5 axes

Le VARIAXIS i-500 dispose de 5 axes : X, Y, Z (lineaires) et A, C (rotatifs). Le retour origine doit etre effectue dans un ordre precis.

Procedure Zero Return

1. Selectionner le mode ZERO RETURN sur le selecteur de mode
2. S'assurer qu'aucun obstacle ne gene le deplacement des axes
3. Verifier que la table tourillon est degagee (pas de piece volumineuse)
4. Appuyer sur les touches de direction d'axe dans cet ordre :
   • +Z d'abord (degagement vertical de la broche)
   • +Y ensuite (degagement arriere)
   • +X (positionnement lateral)
   • A puis C (axes rotatifs de la table tourillon)
5. Attendre que le voyant de chaque axe passe au vert
6. Verifier l'affichage "ZERO RETURN COMPLETE" sur l'ecran

Particularites des axes rotatifs

• Axe A (basculement) : amplitude de -120° a +30°
• Axe C (rotation) : 360° continu, vitesse jusqu'a 150 tr/min
• Lors du Zero Return, la table se positionne a A=0° et C=0°

Verification post-Zero Return

Les coordonnees affichees doivent etre :

• X = 0.000
• Y = 0.000
• Z = 0.000
• A = 0.000°
• C = 0.000°

1.4 Prechauffage

Le prechauffage est essentiel pour garantir la precision d'usinage en 5 axes, particulierement pour la broche HSK-A63 haute vitesse et les axes rotatifs.

Programme de prechauffage automatique

1. Acceder au menu SETUP > WARM UP
2. Selectionner le programme de prechauffage adapte :
   • Court (15 min) : utilisation legere prevue, temperature stable
   • Standard (30 min) : utilisation normale, debut de journee
   • Long (45 min) : usinage de haute precision ou apres arret prolonge

Prechauffage manuel de la broche

Etape	Vitesse (tr/min)	Duree
1	1000	3 min
2	2000	3 min
3	4000	3 min
4	6000	3 min
5	8000	3 min
6	10000	3 min
7	12000 (max)	2 min

Prechauffage des axes rotatifs

Le prechauffage des axes A et C est recommande pour une precision optimale :

1. Acceder a SETUP > ROTARY WARM UP
2. Lancer le cycle automatique qui effectue :
   • Rotations alternees de l'axe C a 50 tr/min pendant 5 min
   • Basculements de l'axe A entre -30° et +30° pendant 5 min
   • Rotations combinees A/C pendant 5 min

Temperatures de fonctionnement optimal

Element	Temperature cible	Tolerance
Broche HSK-A63	35-40°C	±3°C
Moteur axe A	30-35°C	±5°C
Moteur axe C	30-35°C	±5°C
Huile hydraulique	35-45°C	±5°C

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2. Usinage 5 axes simultanes

2.1 Principes du 5 axes simultane

Le VARIAXIS i-500 permet l'usinage 5 axes simultanes, ou les 5 axes (X, Y, Z, A, C) se deplacent en meme temps pour maintenir une orientation optimale de l'outil par rapport a la surface usinee.

Avantages du 5 axes simultane

• Usinage de geometries complexes en une seule prise
• Reduction des temps de cycle (moins de repositionnements)
• Meilleure qualite de surface (angle d'attaque constant)
• Acces aux zones difficiles (contre-depouilles, cavites profondes)

Applications typiques

• Aubes de turbine et impellers
• Protheses medicales
• Moules et matrices complexes
• Pieces aeronautiques

2.2 Configuration du mode 5 axes

Activation du mode 5 axes simultane

1. Acceder au menu OPERATION > 5-AXIS MODE
2. Selectionner SIMULTANEOUS (par opposition a POSITIONING)
3. Definir les parametres de compensation :
   • RTCP (Rotation Tool Center Point) : activer
   • Tilted Work Plane : selon le programme

Parametres RTCP (Rotation Tool Center Point)

Le RTCP maintient la pointe de l'outil au point programme malgre les rotations :

1. Acceder a PARAMETER > 5-AXIS SETTING
2. Verifier les valeurs de geometrie machine :
   • Distance du centre de rotation A
   • Distance du centre de rotation C
   • Decalage de la jauge d'outil

Configuration du plan de travail incline

Pour usiner sur des faces inclinees :

1. Definir l'angle d'inclinaison (A et C)
2. Activer G68.2 (plan de travail incline) ou G53.1 (controle direction outil)
3. Programmer dans le nouveau systeme de coordonnees

2.3 Programmation 5 axes avec MAZATROL SmoothX

Programmation conversationnelle 5 axes

MAZATROL SmoothX facilite la programmation 5 axes :

1. Selectionner PROGRAM > NEW > 5-AXIS
2. Definir la geometrie de la piece brute
3. Choisir le type d'operation :
   • 5-AXIS CONTOUR : contournage 5 axes
   • 5-AXIS SURFACE : usinage de surfaces gauches
   • 5-AXIS HOLE : percage oriente

Structure d'un programme 5 axes

UNIT COMMON         -> Parametres communs
UNIT POSITION 5AX   -> Positionnement 5 axes
UNIT 5AX CONTOUR    -> Usinage 5 axes
UNIT 5AX SURFACE    -> Surfacage 5 axes
UNIT END            -> Fin de programme

Intelligence artificielle SmoothX

Le systeme SmoothX integre des fonctions d'IA pour optimiser l'usinage :

• Smooth Corner Control : adoucissement des trajectoires dans les angles
• Smooth Machining Control : anticipation des mouvements pour fluidite
• Smooth Tolerance Control : maintien de la precision programmee
• Variable Acceleration Control : adaptation dynamique des accelerations

Exemple : Programmation d'un contournage 5 axes

1. Selectionner UNIT > 5AX CONTOUR
2. Definir les parametres :
   • Outil : fraise boule ou torique
   • Trajectoire : importer depuis FAO ou definir manuellement
   • Angle d'attaque (Lead/Lag angle)
   • Angle lateral (Tilt angle)
3. Conditions de coupe :
   • Vitesse de broche
   • Avance
   • Profondeur de passe
4. Valider avec INPUT

2.4 Gestion des outils HSK-A63

Specifications des attachements HSK-A63

Parametre	Valeur
Cone	HSK-A63
Force de serrage	25 kN minimum
Faux-rond admissible	moins de 0.003 mm
Equilibrage recommande	G2.5 a 25000 tr/min

Montage et demontage des outils

1. Passer en mode MDI
2. Orienter la broche : M19
3. Appeler l'outil : M06 T##
4. Attendre le cycle de changement complet
5. Verifier le serrage correct (indicateur sur ecran)

Mesure d'outil pour usinage 5 axes

La precision de la jauge d'outil est critique en 5 axes :

1. Monter l'outil en broche
2. Acceder a TOOL DATA > MEASURE
3. Positionner l'outil sur le palpeur
4. Mesurer :
   • Longueur (L) : depuis la face de broche
   • Rayon (R) : pour les fraises boule, rayon reel
   • Point de jauge : pour RTCP
5. Verifier la coherence des valeurs

Fraises recommandees pour 5 axes

Type	Application	Diametre typique
Fraise boule	Surfaces gauches	6-16 mm
Fraise torique	Ebauche 5 axes	10-25 mm
Fraise conique	Parois inclinees	3-12 mm
Fraise a bout spherique	Finition	4-10 mm

2.5 Definition des origines piece en 5 axes

Origine piece avec palpeur 3D

1. Monter le palpeur en broche
2. Selectionner MEASURE > WORK OFFSET
3. Choisir l'origine (G54, G55, etc.)
4. Effectuer les palpages :
   • Face de reference X
   • Face de reference Y
   • Surface superieure Z
5. Pour le 5 axes, definir egalement :
   • Point de rotation A (centre de la table tourillon)
   • Point de rotation C (axe de la table)

Alignement de la piece pour 5 axes

Pour les pieces necessitant un alignement precis :

1. Palper plusieurs points sur une surface de reference
2. Calculer l'angle de decalage
3. Enregistrer la correction dans l'origine piece
4. Ou utiliser G68.2 pour compenser

Verification de l'origine 5 axes

Avant usinage, verifier :

1. Coordonnees X, Y, Z correctement definies
2. Orientation A et C de reference connue
3. Coherence avec le programme FAO
4. Test a vide (dry run) recommande

2.6 Strategies d'usinage 5 axes

Usinage en bout (positionnement 5 axes)

L'outil est oriente puis l'usinage s'effectue en 3 axes :

• Plus simple a programmer
• Moins de risques de collision
• Adapte aux pieces a faces multiples

Usinage en flanc (5 axes simultane)

L'outil suit la surface en maintenant un angle constant :

• Meilleure qualite de surface
• Productivite accrue
• Necessite une verification anti-collision

Parametres d'optimisation

Parametre	Ebauche	Finition
Tolerance de corde	0.05-0.1 mm	0.005-0.02 mm
Angle d'attaque (Lead)	0-5°	1-3°
Angle lateral (Tilt)	0-10°	0-5°
Pas lateral	30-50% D	5-15% D

Prevention des collisions

1. Activer la simulation 3D dans MAZATROL
2. Verifier l'ensemble outil/porte-outil/broche
3. Controler les zones d'interference avec bridage
4. Utiliser les zones de securite (safe zones)

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3. Checklists

3.1 Checklist de debut de journee

Controles visuels

• Zone de travail degagee et propre
• Aucune fuite visible (huile, lubrifiant, liquide de coupe)
• Etat des protections telescopiques
• Table tourillon propre et sans debris
• Voyants du panneau sans anomalie

Controles de niveaux

• Huile hydraulique (entre min et max)
• Lubrifiant centralise (minimum 3/4)
• Liquide de coupe (niveau et concentration)
• Huile de graissage broche

Mise en route

• Demarrage machine effectue
• Zero Return complete sur les 5 axes (X, Y, Z, A, C)
• Prechauffage broche effectue
• Prechauffage axes rotatifs effectue
• Test de fonctionnement du changeur d'outils

Verifications fonctionnelles

• Arrets d'urgence testes
• Portes de securite fonctionnelles
• Arrosage operationnel
• Soufflage cone broche OK
• Aspiration brouillard d'huile active

3.2 Checklist avant usinage 5 axes

Programme

• Programme charge et verifie
• Simulation 3D effectuee sans collision
• Origine piece definie correctement
• Mode RTCP active (si necessaire)
• Tolerances 5 axes parametrees

Outils

• Tous les outils presents dans le magasin
• Geometrie des outils mesuree et validee
• Faux-rond des outils controle
• Duree de vie des outils suffisante
• Outils equilibres pour haute vitesse

Piece

• Piece correctement bridee
• Bridage ne genere pas d'interference avec les axes
• Degagement suffisant pour rotations A et C
• Materiau conforme au programme

Machine

• Prechauffage broche termine
• Temperature stabilisee
• Pression pneumatique correcte (6 bars)
• Liquide de coupe en circulation

3.3 Checklist de fin de journee

Nettoyage

• Evacuation des copeaux de la zone de travail
• Nettoyage de la table tourillon
• Nettoyage du bac a copeaux si necessaire
• Essuyage des glissieres visibles
• Nettoyage du panneau de commande

Positionnement

• Axes ramenes en position parking
• Table tourillon a A=0° et C=0°
• Broche vide (aucun outil monte)
• Table degagee

Arret

• Programmes sauvegardes
• Arret propre de la commande
• Attendre l'arret complet des ventilateurs
• Sectionneur principal sur OFF
• Eclairage de zone eteint

3.4 Checklist hebdomadaire

Lubrification

• Appoint de lubrifiant si necessaire
• Verification du graissage automatique des glissieres
• Controle du graissage des axes rotatifs A et C
• Verification du niveau d'huile hydraulique

Nettoyage approfondi

• Nettoyage du magasin d'outils
• Nettoyage des capteurs et fins de course
• Nettoyage du cone de broche (air comprime)
• Vidange partielle du bac de liquide de coupe si necessaire

Controles mecaniques

• Jeu dans les axes lineaires (test manuel)
• Jeu dans les axes rotatifs A et C
• Bruit anormal lors des deplacements
• Etat des soufflets de protection

Controles electriques

• Ventilateurs de l'armoire electrique
• Temperature des variateurs
• Connexions apparentes

3.5 Checklist mensuelle

Maintenance preventive

• Graissage des points manuels selon plan
• Verification de la tension des courroies
• Controle du systeme de refroidissement broche
• Remplacement des filtres (huile, air) si necessaire

Calibration 5 axes

• Verification de la geometrie machine
• Controle de la precision de positionnement
• Test de precision des axes rotatifs
• Verification de la precision RTCP
• Calibration du palpeur de mesure

Documentation

• Mise a jour du carnet de maintenance
• Archivage des programmes importants
• Verification des sauvegardes
• Enregistrement des heures de fonctionnement

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4. Depannage

4.1 Alarmes MAZATROL SmoothX courantes

Alarmes systeme (serie 0xx)

Code	Message	Cause probable	Solution
007	ZERO RETURN INCOMPLETE	Retour origine non effectue	Effectuer le Zero Return sur tous les axes
010	EMERGENCY STOP	Arret d'urgence actif	Desengager l'arret d'urgence, appuyer RESET
015	DOOR INTERLOCK	Porte ouverte en mode AUTO	Fermer la porte de securite
020	AIR PRESSURE LOW	Pression pneumatique insuffisante	Verifier alimentation air, compresseur

Alarmes axes lineaires (serie 1xx)

Code	Message	Cause probable	Solution
101	X AXIS OVERLOAD	Surcharge moteur axe X	Verifier obstacle, reduire l'avance
102	X AXIS OVERHEAT	Surchauffe moteur X	Laisser refroidir, verifier ventilation
110	X AXIS SERVO ERROR	Erreur de suivi axe X	Verifier codeur, cablage
150	AXIS OVERTRAVEL	Depassement course	Degager en mode manuel JOG

Alarmes axes rotatifs (serie 1xx - A et C)

Code	Message	Cause probable	Solution
160	A AXIS OVERLOAD	Surcharge axe A	Verifier piece, reduire acceleration
161	A AXIS POSITION ERROR	Erreur position axe A	Relancer Zero Return axe A
170	C AXIS OVERLOAD	Surcharge axe C	Verifier bridage, equilibrage piece
171	C AXIS ENCODER ERROR	Erreur codeur axe C	Appeler maintenance

Alarmes broche (serie 2xx)

Code	Message	Cause probable	Solution
200	SPINDLE OVERLOAD	Surcharge broche	Reduire conditions de coupe
201	SPINDLE OVERHEAT	Surchauffe broche	Arreter, laisser refroidir
210	SPINDLE ORIENT ERROR	Erreur d'orientation	Verifier capteur, repeter M19
215	SPINDLE COOLING ERROR	Defaut refroidissement	Verifier groupe froid, niveau liquide
220	SPINDLE DRIVE FAULT	Defaut variateur	Appeler maintenance

Alarmes changeur d'outils (serie 3xx)

Code	Message	Cause probable	Solution
300	TOOL CHANGE ERROR	Erreur changement outil	Verifier outil en broche et magasin
301	MAGAZINE ERROR	Defaut magasin	Verifier indexation magasin
310	TOOL UNCLAMP ERROR	Outil non desserre	Verifier pression hydraulique
311	TOOL CLAMP ERROR	Outil non serre	Verifier pression, capteur
320	TOOL LENGTH ERROR	Longueur outil incorrecte	Remesurer l'outil

Alarmes 5 axes (serie 5xx)

Code	Message	Cause probable	Solution
500	RTCP ERROR	Erreur compensation RTCP	Verifier parametres geometrie machine
501	5-AXIS INTERFERENCE	Collision detectee	Arreter, verifier trajectoire
510	TILTED PLANE ERROR	Erreur plan incline	Verifier definition G68.2
520	ROTARY AXIS LIMIT	Limite axe rotatif atteinte	Reprogrammer trajectoire
530	SINGULARITY ERROR	Position singuliere	Modifier orientation outil

Alarmes programme (serie 4xx)

Code	Message	Cause probable	Solution
400	PROGRAM NOT FOUND	Programme inexistant	Verifier numero de programme
410	SYNTAX ERROR	Erreur de syntaxe	Corriger le programme
420	ILLEGAL COMMAND	Commande non reconnue	Verifier le code G/M
450	WORK OFFSET ERROR	Origine non definie	Definir l'origine piece
460	TOOL DATA ERROR	Donnees outil manquantes	Completer la table d'outils

4.2 Problemes frequents en usinage 5 axes

Defauts de precision sur pieces 5 axes

Symptomes :

• Ecarts dimensionnels sur surfaces inclinees
• Marques visibles aux changements d'orientation

Causes et solutions :

1. RTCP mal parametre : verifier les valeurs de geometrie machine
2. Prechauffage insuffisant : prolonger le cycle de prechauffage
3. Jeu dans les axes rotatifs : appeler maintenance pour reglage
4. Outil mal mesure : remesurer longueur et rayon

Vibrations en usinage 5 axes

Symptomes :

• Marques sur la surface usinee
• Bruit anormal pendant l'usinage
• Usure prematuree des outils

Causes et solutions :

1. Porte-a-faux outil trop important : utiliser un outil plus court
2. Conditions de coupe inadaptees : reduire avance et profondeur
3. Piece mal bridee : renforcer le bridage
4. Desequilibre de l'outil : utiliser un outil equilibre

Collision ou risque de collision

Symptomes :

• Alarme INTERFERENCE
• Arret automatique de la machine
• Contact outil/piece non programme

Prevention et solutions :

1. Toujours effectuer une simulation 3D complete
2. Verifier l'encombrement du porte-outil
3. Definir des zones de securite dans le programme
4. Reduire les vitesses en zones a risque

Erreur de position singuliere

Symptomes :

• Alarme SINGULARITY ERROR
• Mouvements erratiques des axes rotatifs
• Erreur de calcul RTCP

Causes et solutions :

1. L'axe de l'outil est parallele a l'axe C (position singuliere)
2. Reprogrammer la trajectoire pour eviter cette orientation
3. Modifier l'angle d'attaque (Lead angle)
4. Diviser la trajectoire en plusieurs passes

Marques de raccordement entre passes

Symptomes :

• Lignes visibles sur la surface usinee
• Defauts aux jonctions de trajectoires

Causes et solutions :

1. Tolerance de corde trop grande : reduire dans le programme FAO
2. Pas lateral trop important : reduire le pas
3. Recouvrement insuffisant : augmenter le pourcentage de recouvrement
4. Usure de l'outil : remplacer par un outil neuf

4.3 Procedure de reinitialisation apres alarme

1. Identifier l'alarme sur l'ecran (noter le code et le message)
2. Arreter tout mouvement (FEED HOLD si necessaire)
3. Analyser la cause de l'alarme
4. Resoudre le probleme identifie
5. Appuyer sur RESET pour acquitter l'alarme
6. Si l'alarme persiste, eteindre et redemarrer la machine
7. Effectuer un Zero Return complet sur les 5 axes
8. Tester les mouvements en mode JOG avant de reprendre
9. Relancer le programme en mode pas-a-pas (Single Block) pour verification

4.4 Procedure de degagement manuel en cas de blocage

Si un axe est bloque en position anormale :

1. Appuyer sur EMERGENCY STOP
2. Analyser la situation (position des axes, obstacle eventuel)
3. Liberer l'arret d'urgence
4. Selectionner le mode JOG
5. Degager les axes dans l'ordre :
   • Z d'abord (vers le haut)
   • A vers 0° si incline
   • C vers 0° si necessaire
   • X et Y ensuite
6. Utiliser une vitesse lente (potentiometre JOG FEEDRATE a 10%)
7. Une fois degage, effectuer un Zero Return

4.5 Contacts maintenance

En cas de probleme non resolu :

1. Consulter le manuel operateur MAZATROL SmoothX
2. Contacter le service maintenance interne
3. Support Mazak France :
   • Hotline technique : consulter les coordonnees affichees sur la machine
   • Email : support.france@mazak.com
4. Pour les problemes 5 axes specifiques, preparer :
   • Code alarme exact
   • Conditions de l'erreur (piece, programme, outil)
   • Historique des alarmes recentes

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Remarque : Ce tutoriel est un guide general pour l'utilisation du VARIAXIS i-500 en configuration 5 axes simultanes. Toujours se referer a la documentation officielle Mazak pour les procedures specifiques et les consignes de securite.