SYS856 Techniques avancées en fabrication assistée par ordinateur Notes de cour

SYS856 Techniques avancées en fabrication assistée par ordinateur Notes de cours La programmation des machines-outils à commande numérique Jean-François Chatelain, ing. Ph. D. Professeur Rédaction : Janvier 2004 Révision : Août 2007 TABLE DES MATIÈRES 1 DESCRIPTION DES CODES G ..........................................................................................7 1.1 Présentation d’une instruction d’usinage .........................................................................7 1.2 Spécification du mode de positionnement .....................................................................11 1.3 Spécification du système d’unité....................................................................................13 1.4 Les codes G préparatoires du mouvement .....................................................................15 1.5 Spécification de la vitesse d’avance...............................................................................27 1.6 Les fonctions auxiliaires (codes M) ...............................................................................31 1.7 La spécification des changements d’outil ......................................................................33 1.8 La structure d’un programme typique............................................................................33 2 LES SYSTÈMES DE RÉFÉRENCE ET DE DÉCALAGE D’OUTILS.........................39 2.1 Les systèmes de référence..............................................................................................39 2.1.1 Définition d’un référentiel avec le code G92.........................................................43 2.1.2 Définition d’un référentiel avec les codes G54 à G59 ...........................................43 2.1.3 Système de référence programme défini à partir d’un repère pièce.......................47 2.1.4 Positions de référence des MOCN .........................................................................49 2.2 La compensation des outils ............................................................................................51 2.2.1 Commande utilisée pour initier la compensation en longueur...............................57 2.2.2 Annulation de la compensation en longueur..........................................................59 2.2.3 Mesure des outils par comparaison à un étalon......................................................59 2.2.4 Décalage des rayons d’outils..................................................................................61 3 LES CYCLES FIXES ..........................................................................................................77 3.1 Introduction....................................................................................................................77 3.2 Mouvements typiques d’un cycle...................................................................................77 3.3 Spécification d’un cycle en mode absolu (G90) ............................................................83 3.4 Spécification d’un cycle en mode relatif (G91) .............................................................85 3.5 Cycle de perçage simple (G81)......................................................................................85 3.6 Cycle de perçage profond avec débourrage « DEEP hole » ou « Peck drilling ».........87 3.7 Cycle de taraudage (G74, G84)......................................................................................89 3.8 Cycles d’alésage fin ou d’alésage en tirant avec la barre à aléser (boring bar) .............91 3.9 Cycles de perçage contre-alésage...................................................................................93 3.10 Alésages divers...............................................................................................................93 3.11 Annulation des cycles et conditions particulières ..........................................................93 4 LE LANGAGE APT ............................................................................................................99 4.1 Introduction....................................................................................................................99 4.2 Modificateurs aux surfaces « butée »...........................................................................103 4.3 Instructions de mouvement continu .............................................................................105 4.3.1 Utilisation des directions INDIRP et INDIRV.....................................................113 4.3.2 Retour sur les modificateurs de surface « butée »................................................113 4.4 Utilisation des mouvements point à point....................................................................117 4.5 Instruction de départ GO..............................................................................................119 4.6 Autres formes de spécification des surfaces « pièce ».................................................125 TABLE DES FIGURES Figure 1-1 Spécification d’une instruction d’usinage .....................................................................9 Figure 1-2 Mouvements spécifiés en mode absolu G90 ...............................................................11 Figure 1-3 Mouvements spécifiés en mode relatif G91 ................................................................13 Figure 1-4 Avance rapide synchronisée et non synchronisée .......................................................15 Figure 1-5 Vitesse d’avance..........................................................................................................17 Figure 1-6 Interpolations circulaire G02 et G03 ...........................................................................19 Figure 1-7 Spécification de l’interpolation circulaire ...................................................................21 Figure 1-8 Problèmes liés à l’interpolation circulaire..................................................................21 Figure 1-9 Spécification d’une interpolation circulaire avec le rayon..........................................23 Figure 1-10 Interpolation B circulaire en absolu et en relatif ........................................................23 Figure 1-11 Plans G17, G18 et G19..............................................................................................27 Figure 2-1 Systèmes de coordonnées machine, pièce et programme.............................................39 Figure 2-2 Expression des référentiels machine, pièce et programme...........................................41 Figure 2-3 Position du référentiel programme exprimée en coordonnées machine.......................41 Figure 2-4 Définition d’un repère programme avec G92...............................................................43 Figure 2-5 Table définissant les décalages de référentiels programme .........................................45 Figure 2-6 Interprétation des systèmes de référence programme ..................................................45 Figure 2-7 Repère programme et repère pièce...............................................................................47 Figure 2-8 Positions de référence...................................................................................................49 Figure 2-9 Compensation en longueur...........................................................................................51 Figure 2-10 Effet de la compensation d’outil en longueur.............................................................53 Figure 2-11 Longueur normalisée d’un outil avec porte-outil de type CAT .................................53 Figure 2-12 Table de définition des outils (CNC)..........................................................................55 Figure 2-13 Banc de préréglage optique ou mesure des outils par palpage sur MOCN................55 Figure 2-14 Comparateur pour la mesure des outils ......................................................................57 Figure 2-15 Paramètres caractéristiques des outils ........................................................................57 Figure 2-16 Longueur d’outil par comparaison à un étalon...........................................................61 Figure 2-17 Décalage de trajectoire NC.........................................................................................63 Figure 2-18 Décalage à gauche et décalage à droite ......................................................................63 Figure 2-19 Spécification d’un décalage avec valeur négative......................................................65 Figure 2-20 Activation de G41 ou G42 sur un mouvement linéaire..............................................67 Figure 2-21 Application d’une compensation sur un arc de cercle................................................67 Figure 2-22 Ajout d’un mouvement linéaire pour l’application de la compensation ....................69 Figure 2-23 Approche tangentielle et application de la compensation..........................................69 Figure 2-24 Approche tangentielle et application de la compensation..........................................71 Figure 2-25 Correction de trajectoires à l’intersection de deux segments .....................................71 Figure 2-26 Décalage des trajectoires dans le cas des angles rentrants .........................................73 Figure 2-27 Types de contours mettant en défaut certains contrôleurs..........................................73 Figure 3-1 Mouvements typiques d’un cycle de perçage...............................................................79 Figure 4-1 Cube imaginaire englobant la pièce à obtenir par usinage...........................................99 Figure 4-2 Surface « guide » de l’outil ........................................................................................101 Figure 4-3 Surfaces « guide », « pièce » et « butée » ..................................................................101 Figure 4-4 Modificateurs appliqués aux surfaces butées .............................................................103 Figure 4-5 Changements de direction de l’outil en cours de trajectoire ......................................105 Chapitre 1 1 Description des codes G Les principes de programmation des machines-outils sont génériques. Cependant l’ensemble des codes M, G et T utilisés en programmation NC peuvent varier d’un manufacturier de contrôleur à un autre, ce qui leur permettent de se démarquer de la concurrence. Certains manufacturiers offriront les codes normalisés selon ISO auxquels une librairie additionnelle de fonctionnalités peut être offerte pour optimiser la production, notamment en recourant à des routines avancées de programmation. D’autres fournisseurs opteront plutôt pour un langage en code G ou pour leur propre langage de type conversationnel. Les codes G, M et T ainsi que les exemples présentés dans ce texte sont propres aux contrôleurs FANUC, très répandus dans l’industrie nord- américaine. 1.1 Présentation d’une instruction d’usinage La Figure 1-1 présente une instruction d’usinage incluant plusieurs mots, tels N, G, M, T. L’instruction d’usinage, appelée bloc, est présentée sur une seule ligne et tous les codes de cette ligne sont activés en simultanée. Ainsi, trois axes X, Y et Z peuvent être spécifiés sur le même bloc pour une machine 3 axes simultanés alors qu’une machine 5 axes simultanés pourra accepter des blocs incluant trois mouvements linéaires et deux mouvements rotatifs dont les actions seront accomplis en simultanée en plus d’être synchronisés (tous les axes démarrent et terminent leur mouvement en même temps). Tout bloc d’usinage peut débuter par un numéro de bloc ou numéro de séquence identifié par le mot « N » suivi de quatre ou cinq valeurs numériques, en fonction du format accepté par le contrôleur. On retrouve tous les formats de registre dans les manuels de programmation relatifs au contrôleur équipant la machine-outil. Le registre N associé au contrôleur FANUC15M inclut quatre valeurs numériques permettant la numérotation distincte de 9999 blocs d’usinage. La numérotation est optionnelle et peut être appliquée avec une valeur d’incrémentation avec un saut dans la numérotation. Par exemple, une numérotation incrémentale de 2 unités à tous les 2 blocs d’usinage prendrait la forme suivante: Exemple : N0002 G00 X5 Y10 G01 X8 Y12 N0004 X12 Y18 Suivant le numéro de séquence, les codes de fonctions préparatoires sont programmés. On les reconnaît par le mot « G ». Il s’agit de codes permettant l’initialisation des modes requis à l’interprétation d’un mouvement, par exemple le choix du système d’unité, du système d’avance, du plan servant à l’interpolation, du type de mouvement, et ainsi de suite. Pour le bloc d’instructions NC présenté à la Figure 1-1, on retrouve la signification suivante pour les des différents codes utilisés. Plus de détails ainsi qu’une liste plus exhaustive des codes disponibles seront présentés dans les sections qui suivent. SYS856 9 Techniques avancées en fabrication assistée par ordinateur G02 Mouvement circulaire. Code G (préparatoire) spécifié avec 2 chiffres de 0 à 99. X + 05.3 Cotes spécifiant les coordonnées associées au mouvement (5 chiffres avant le point décimal, et trois décimales possibles dans le système métrique) Y + 05.3 Z + 05.3 I + 05.3 J + 05.3 K + 05.3 comme ci-dessus U + 05.3 V + 05.3 W + 05.3 comme ci-dessus A + 03.3 B + 03.3 C + 03.3 coordonnées angulaires F05.2 Définition de la vitesse d’avance S05 Définition de la vitesse de rotation de la broche en tours/mn M03 Définition des fonctions auxiliaires (démarrage de la broche) T05 Spécification du numéro d’outil à 2 chiffres D03 Spécification du numéro de registre pour correcteurs d’outil Le signe plus (+) est pris par défaut, ainsi que le zéro de tête avant le point décimal. Les espaces entre les mots ne sont pas nécessaires. En fait, chaque espace accapare 1 byte de mémoire, ce qui devrait être évité le plus possible. On voit, d’après les formats ci-dessus, que les coordonnées linéaires peuvent être programmées avec une précision de 1 micron et les coordonnées angulaires à 1 millième de degré près. Ceci n’est évidemment pas relié à la précision du déplacement fourni par les parties opératives de la machine. Numéro de bloc Fonctions préparatoires ou modèles : ( Lettre-adresse G) Coordonnées du point à atteindre Définition des cotes en absolu Appel de l’interpolation circulaire Coordonnées du centre lettre-adresses I et J Vitesse de rotation de broche Numéro d’outil et du registre associé Fonctions auxiliaires : lettre-adresse M N100  G90 G02  X100 Y150  175 J125 F150 Vitesse d’avance  S 1000  T1 D1  M3 M8 Figure 1-1 Spécification d’une instruction d’usinage SYS856 11 Techniques avancées en fabrication assistée par ordinateur 1.2 Spécification du mode de positionnement Il existe deux commandes permettant de spécifier le mode de positionnement de la machine pour tous les mouvements qui vont suivre l’introduction uploads/S4/ notes-cours-programmation-apt 1 .pdf

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• Publié le Jan 14, 2021
• Catégorie Law / Droit
• Langue French
• Taille du fichier 1.0727MB