Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils 1 Dr. Moncef GHISS, Dr. Far

Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils 1 Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 1. MOCN Vs Machines conventionnelles 2. Contrôle de la MOCN 3. Organisation architecturale 4. Schéma de principe d’une MOCN 5. Modes d’usinage en CN 6. Axes en CN 7. Types de CN Plan Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 2 Commande Numérique (CN) commande automatique d'un processus réalisé par un équipement qui utilise des données numériques introduites pendant que l'opération est en cours [ISO 2382-1:1984] Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS & Dr. Farhat ZEMZEMI 3 La différence entre une MOCN et une machine outil conventionnelle se situe au niveau du contrôle numérique des fonctions de la machine et des déplacements du support d’outil par rapport à celui de la pièce. 1. MOCN Vs Machines conventionnelles Permet la réalisation d’usinages impossibles sur les machines conventionnelles : – Surfaces complexes ; – Très grand nombre d’opérations ; Favorise les très petites séries et les pièces unitaires (Prototypes) : – Pièces en cours de conception ou modifiées fréquemment ; – Production à la demande ou juste à temps (réduction de la taille des lots) ; Précision : – Machines de meilleure qualité en général ; – Moins de montage, démontage de la pièce ; Fidélité de reproduction : – Répétabilité (pas d’opérateur humain dans la chaîne de pilotage). 4 Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Avantages de la MOCN : La rotation de la broche, Les déplacements d’outil ou de la pièce, L’arrosage, Le changement d’outil, La vitesse de coupe et d’avance … L’ensemble des données relatives à la réalisation d’une pièce constituent le programme CN Dr. Moncef GHISS & Dr. Farhat ZEMZEMI Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils 2. Contrôle de la MOCN 5 Le terme MOCN désigne généralement des machines de fabrication par enlèvement de copeau telle que les fraiseuses, les tours .. Remarques Les concepts de CN peuvent être appliqués sur un ensemble de machines plus large telles que: les machines de découpe (laser, plasma, …), les poinçonneuses, les machines d’assemblage, les machines à souder, etc… Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils 6 Moniteur Microprocesseur de l'ordinateur Clavier Logiciel de commande Eléments structurels de la machine Commande de déplacements des axes X, Y, Z Commande de la broche Moteur Moteur Moteur Table Table Table capteur Z X Y Microprocesseur de la commande numérique capteur capteur Dr. Moncef GHISS & Dr. Farhat ZEMZEMI 3. Organisation architecturale d'une MOCN Ordinateur MOCN Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Table capteur Moteur A 7 4. Schéma de principe d’une MOCN Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils 8 Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils 9 5. Modes d’usinage en CN On distingue trois modes d’usinage en CN: Point à Point (PàP) Paraxial Contournage Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils 10 1. Point à point Le mode PàP est utilisé lorsque le chemin parcouru par l’outil relativement à la pièce n’est pas important tant que l’outil n’est pas en contact avec la pièce quand il se déplace d’un point à un autre Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 11 Exemple: —Perçage : cartes électroniques … —Taraudage — poinçonnage. Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Remarques: • Les coordonnées en X et en Y d’un perçage sont importants, • Le chemin parcouru entre deux perçages : éviter les obstacles • Le temps mis pour aller d’un perçage à l’autre devra être optimal. 12 2. Paraxial Seuls les déplacements parallèles aux axes de la machine sont autorisés. Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 13 3. Contournage Ce mode permet, lors de l’usinage, de générer avec précision des trajectoires d’outil par rapport à la pièce. Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR la CN contrôle deux axes ou plus simultanément Il contrôle les chemins parcourus par l’outil pour arriver à ces destinations 14 1. Représenter les axes et en déduire le Mode d’usinage ? Mode contournage Mode paraxial Mode point à point Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Questions de cours 15 Questions de cours 1. Qu’elle est la différence entre un logiciel interfacé et intégré. Donner des exemples. 2. Qu’elle est la différence entre une MOCN et une machine outil conventionnelle? 3. Proposer une organisation architecturale d'une Machine Outil à Commande Numérique? 4. Donner le schéma de principe d’une MOCN Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 16 6. Axes en commande numérique (NF Z68-020) Sur une MOCN la notion d’axe décrit le déplacement linéaire ou rotatif d’un élément de la machine (table, chariot, broche, contre-pointe). Pour faciliter le repérage des axes la norme NF Z68-020 prévoit l’utilisation d’un repère orthonormé direct Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 17 Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Les axes rotatifs A,B,C chacun décrivant une rotation autour d’un axe principal La norme comprend également trois axes secondaires U,V,W et trois axes tertiaires P,Q,R Les axes X,Y,Z constituent les axes principaux de la machine. 18 Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Affecter:  l'axe Z à celui de la broche,  Le sens Z positif est celui où l'outil s'éloigne de la pièce.  l'axe X à celui qui a le plus grand déplacement (Longitudinal). 19 Règles d’identification des axes principaux sur une machine: le sens positif est celui qui augmente la distance outil/pièce en dégageant l’outil de la pièce. Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 20 21 Dessiner les axes des machines suivantes ? Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 22 Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 23 Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 24 Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 25 Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR La majorité des MOCN ne contrôle pas plus de quatre ou cinq axes simultanément. 26 Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Dessiner les Axes de la machine , qu’elle est le nombre maximale d’axe à contrôler ? 27 Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Dessiner les Axes de la machine , qu’elle est le nombre maximale d’axe à contrôler ? 28 Un axe de machine est constitué de la façon suivante : • un chariot mobile sur glissières. • un système de transmission vis écrou (vis à billes). • un moteur et un réducteur. • un dispositif de mesure de vitesse. • un dispositif de mesure de position. 29 Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR 30 Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & Dr. Radhoine SGHIR Chapitre 2 : Contrôle numérique des machines outils Commande d’un axe • Les déplacements élémentaires sont donnés sous forme d’incréments ΔX sur l’axe X, très fin (1 micron). • Le codeur rotatif de position, monté sur l’extrémité de l’arbre de sortie du réducteur, délivre une information numérique sur la position angulaire θ de cet arbre, un pas angulaire Δθ correspond à une variation de position de un micromètre pour le chariot. • La comparaison entre la position commandée et celle qui est mesurée est faite à l’aide d’un compteur-décompteur dont l’état correspond à la valeur numérique de l’écart de position Ex (écart de poursuite). • Cet écart sert à élaborer le signal de commande du moteur d’entraînement par la consigne Va qui est comparée au signal de retour donné par une génératrice tachymétrique. • La précision de la trajectoire va donc dépendre de la qualité de l’asservissement (rapidité, stabilité, …). 31 Dr. Moncef GHISS, Dr. Farhat ZEMZEMI & uploads/Industriel/ chap2-fao-janvier-2020 2 .pdf

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