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ECOLE NATIONALE D’INGENIEURS DE MONASTIR Définition de la Commande numérique Op

ECOLE NATIONALE D’INGENIEURS DE MONASTIR Définition de la Commande numérique Opération d’usinage réalisée sur machine outil contrôlée a travers un directeur de commande par un programme numérique. Place de la commande numérique dans l’industrialisation moderne  Possibilité d’interfacer le résultat de la conception avec la fabrication. La commande numérique est utilisée pour le contrôle du déplacement des outils de coupe.  Fabrication en grande série ou en masse (industrie de l’automobile, robotisation) .  Fabrication en petits lots (prototypage, produits uniques, création des formes complexes).  Contrôle précis des paramètres des procédés continus: industrie chimique, alimentaire, traitement des eaux .  Prise des mesures, assemblage, opérations de finitions, autres procédés de fabrication. À quoi sert la commande numérique ? • La commande numérique est un procédé automatisé de positionnement. • • A partir d’informations numériques fournies à l’aide d’un programme, un organe mobile peut se déplacer suivant une trajectoire donnée à une position définie par les coordonnées. Machines traditionnelles • L’opérateur doit contrôler le fonctionnement en tout moment; • L’opérateur change l’outil, le brut et commande tous les réglages des paramètres; • Limitations assez sévères des paramètres de travail de la machine. Fonctions d’un opérateur pour MOCN • Assurer la fixation de la pièce et des outils; • Sélectionner ou choisir les vitesses et les profondeurs de coupe et les avances; • Compenser les variations des outils; • Vérifier l’état de fonctionnement de la machine; • Effectuer les procédures de mise en marche et arrêt de la machine; • Contrôler les mouvements d’approche, d’usinage et de retrait des outils; • Vérifier la qualité de l’usinage; Taches à la fois plus faciles mais plus techniques que pour l’usinage conventionnel Utilisation des ordinateurs pour la commande numérique Le DCN est utilisé pour: • Le pilotage de l’outil et des axes motrices principales et secondaires; • Pilotage d’autres systèmes auxiliaires (lubrification, magasins d’outils, évacuation des copeaux, etc.); • Aider l’opérateur à la programmation et opération directe; • Compensation des erreurs et des variations géométriques des outils; • Contrôle intégré; • Autodiagnostic et manutention automatisés; • Connexion en réseau pour transfert de données; Domaine d’application des MOCN Avantages des MOCN en production • La possibilité de réaliser des pièces complexes, autrement irréalisables sur des machines classiques; • Universalité et flexibilité supérieure par rapport aux machines classiques; • La diminution des temps d’arrêt pour contrôle dimensionnel et réglages; diminution des temps morts; diminution du temps de fixation et dégagement des pièces et outils, surtout avec des systèmes automatisées de changement des outils; • Meilleur rapport temps de coupe/temps d’arrêt; • Moins de surveillance et moins de manœuvres manuelles de la part des opérateurs; • Rendement et qualité constantes; • Réduction du nombre des machines nécessaires pour une production donnée; Avantages au niveau organisationnel • Possibilité d’embaucher des opérateurs ayant des compétences plus ciblés; • Contrôle plus facile des pièces et des temps d’utilisation des machines et des outils; • Possibilité d’exécuter sur demande des programmes pour des séries réduites; réduction des stocks; • Les opérations communes peuvent être décalées pour le deuxième ou troisième quart de travail; • Migration plus facile d’une MOCN à une autre, pour les opérateurs ainsi que pour les pièces usinées; moins d’expérience sur une certaine machine demandée; • Changement de production plus facile; • La séparation des phases de préparation et de production des pièces; Inconvénients • Prix d’acquisition toujours plus élevé que pour les machines conventionnelles; • Frais d’entretien plus élevées à cause de la complexité accrue; moins des possibilités de réparations à l’interne; • Moins de tolérance aux erreurs; • Environnement plus contrôlé à cause des systèmes électroniques et de la précision supérieure (température, vibrations, poussières, humidité, etc.) • Qualifications assez poussées pour les techniciens; Mouvements d’usinage CN • Usinage point à point Mouvement de contournage Système d’axes cas d’un CUV Axes complémentaires Centre d’usinage verticale Z YX Directeur de commande Magasin d’outils Broche Table Centre d’usinage horizontale Autres configurations Changeur parapluie Changeur avec bras Changeur à grande capacité La capacité de chargement des outils du magasin est de 62 outils et est disponible avec 90 outils. Les changements d'outils rapides sont assurés. Techniques de guidage Vis à billes Dans ce système, les filets de la vis et de l’écrou sont remplacés par des gorges hélicoïdales dans lesquelles circulent des billes d’acier. Elle possède plusieurs avantages : •Jeux quasiment nuls, •Diminution des frottements, •Augmentation des vitesses de translation, •Augmentation de la durée de vie . Techniques de guidage Mécanisme à guide linéaire Les contacts glissants hydrostatiques, utilisés par des machines -outils conventionnelles, souffrent de glissements s’y rattachant, en raison du coefficient de friction très élevé. Puisque le centre d’usinage doit résister à des mouvements de déplacement générés par des coupes importantes et par une vitesse rapide, le guide linéaire est utilisé sur la surface de contact du guide afin d’assurer une bonne précision de l’avance à grande vitesse Les glissières utilisées sur les MOCN interposent entre les éléments en mouvement : –Des patins à aiguilles, –Un chemin de billes, –De la turcise (alliage de téflon et de bronze). Techniques de guidage PROGRAMMATION ISO FRAISAGE Application/FANUC Systèmes de coordonnés OM Chaque machine dispose d'un système de coordonnées fixe. Système de référence machine Il est défini par le constructeur. ORIGINES Y Z X G54—G59 (PREF) OM OP ORIGINES  Origine mesure Om : C’est un point défini par le constructeur de la machine. Il permet de définir l’origine absolue de la mesure. Il permet au contrôleur d’établir un point de départ à partir duquel il peut déplacer l’outil dans l’espace de travail de la machine.  Origine pièce Op : Indépendante du système de mesure, l’Op est définie par un point de la pièce sur lequel il est possible de se positionner.  Origine programme OP : Indépendante du système de mesure, l’OP est l’origine du trièdre de référence qui sert au programmeur pour établir son programme. Représentation graphique du PREF et du DEC 30 Opp OP Pg Opo Om Origine porte- pièce Origine Programme Point générateur Origine porte-outil Origine mesure PREFDEC 1 Point courant JAUGES OUTILPOSITION PROGRAMMEE Pour réaliser un usinage, la machine doit éxécuter des déplacements du point courant par rapport à l’Origine mesure : Om Pour faciliter le calcul des points programmés et tenir compte de la géométrie du matériel employé (machine, outil, porte-pièce) une chaîne géométrique est construite. L’opérateur déclare dans le programme les coordonnées des points générés par rapport à l’origine programme OP. PREF, DEC, Jauges en tournage 31 Om OP Pièce Opp Porte pièce Porte pièce Broche Tourelle Porte outils DEC 1 OM X Z PREF La Position calculée du point courant est le résultat du calcul réalisé par la machine, par rapport à Om. Le point courant est généralement le point intersection de la face avant de la tourelle porte outil et de l’axe du porte-outil. Elle a besoin des paramètres : PREF, DEC , Position programmée, Jauges outil. Outil Position programmée Pg PREF, DEC, Jauges en tournage Opo Point courant Jauges outil Position calculée du point courant Volume utile de travail de la machine 32 Origine mesure Lors de la Prise Origine Machine (POM), La machine se positionne sur l’Origine Machine : OM Pièce Porte pièce Porte pièce Broche Tourelle porte outils OM Outil Volume utile de travail de la machine Om Z X Paramètre machine A partir de OM, le directeur de commande calcule l’Origine mesure : Om L’opérateur n’intervient jamais dans ce domaine : la distance OM/Om est une donnée constructeur 33 Opp OP Pg Opo Om Origine porte- pièce Origine Programme Point générateur Origine porte-outil Origine mesure PREF POINT COURANT Origine porte pièce PREF 34 Om X Z Pièce Opp Porte pièce Porte pièce Broche Tourelle PREF OM Origine porte pièce PREF PREF Z PREF X Le PREF définit la position de l'origine porte pièce Opp par rapport à l'origine mesure Om. En général Opp est positionnée sur l’axe de broche, sur la face avant du mandrin. Outil Les PREF correspondent à des paramètres figés de la machine. Il est préférable de ne pas les modifier. Les PREF sont à vérifier à chaque mise en œuvre. 35 Cas particulier d’un montage sur plateau Jauges OP Pièce Op P g Opp Porte pièce Nez de broche Tourelle Opo/PT COUR DEC 1 Position programmée PREF Position calculée du point courant JX + JZ + PREF Z PREF X Om X Z Paramètre machine OM 36 Opp OP Pg Opo Om Origine porte- pièce Origine Programme Point générateur Origine porte-outil Origine mesure PREFDEC 1 POINT COURANT Origine programme DEC 37 JLH Origine Programme DEC Om OP Pièce Opp Porte pièce Porte pièce Broche Tourelle DEC 1 OM X Z PREF Le DEC 1 définit la position de l'origine Programme OP par rapport à l'origine porte pièce Opp. Le DEC X est égal à 0. Les coordonnées des points programmés sont données par rapport à l’origine Programme OP. Outil 38 Opp OP Pg Opo Om Origine porte- pièce Origine Programme Point générateur Origine porte-outil Origine mesure PREFDEC 1 POINT COURANT POSITION PROGRAMMEE Point uploads/Industriel/ 01-programmmation-cnc.pdf