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ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE UNIVERSITÉ DU QUÉBEC MÉMOIRE PRÉSENTÉ À L'ÉCOLE

ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE UNIVERSITÉ DU QUÉBEC MÉMOIRE PRÉSENTÉ À L'ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE COMME EXIGENCE PARTIELLE À L'OBTENTION DE LA MAÎTRISE EN GÉNIE MÉCANIQUE M.lNG. PAR YANBOUTIN INTÉGRATION DES CYCLES D'USINAGE AVANCÉS DES MACHINES-OUTILS À COMMANDE NUMÉRIQUE AUX LOGICIELS DE FAO MONTRÉAL, le 22 JANVIER 2002 © droits réservés de Yan Boutin INTÉGRATION DES CYCLES D'USINAGE AVANCÉS DES MACHINES-OUTILS À COMMANDE NUMÉRIQUE AUX LOGICIELS DE FAO Yan Boutin Sommaire L'utilisation efficace des machines-outils à commande numérique (MOCN) exige un haut niveau d'intégration entre le logiciel FAO et la machine. La dernière génération de contrô- leur de MOCN offre des routines avancées propriétaires qui permettent une augmentation significative des possibilités et de la flexibilité des machines. Le présent projet définit une méthodologie d'intégration des modules FAO et de post- processeur de manière à rendre disponible à même le logiciel de FAO les cycles avancés propriétaires des MOCN. Un exemple d'application à été réalisé dans le système CFAO Pro/ENGINEER 2000i2 ainsi que dans le logiciel de post-processeur CAM-POST. Des essais d'usinage effectués en utilisant le module développé ont permis de prouver que l'intégration des cycles avancés permettait d'obtenir des programmes d'usinage de taille réduite offrant une meilleure lisibilité. Suite à l'usinage. le modèle CFAO est mis à jour automatiquement par la lecture du programme, qui peut avoir été modifié par r opérateur de laMOCN. CE MÉMOIRE A ÉTÉ ÉVALUÉ PAR UN JURY COMPOSÉ DE : - M. Jean~François Chatelain, directeur de mémoire Département de génie mécanique à l'École de technologie supérieure - M. Roland Maranzana, professeur Département de génie de la production automatisée à l'École de technologie supérieure - M. Stéphane Chalut Spécialiste en développement CAO-FAO. Bombardier Aéronautique IL A FAIT L'OBJET D'UNE SOUTENANCE DEVANT JURY ET UN PUBLIC LE 13 DÉCEMBRE 2001 À L'ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE INTÉGRATION DES CYCLES D'USINAGE AVANCÉS DES MACHINES-OUTILS À COI.\1.MANDE NUMÉRIQUE AUX LOGICIELS DE FAO Yan Boutin Sommaire L'utilisation des machines-outils à commande numérique (MOCN) et des logiciels de conception et de fabrication assistées par ordinateur (CAO 1 FAO) est devenue omnipré- sente dans le domaine de la fabrication. Ces technologies exigent un haut niveau d'intégra- tion de manière à permettre le transfert d'une information de qualité entre la plate-forme logicielle et le contrôleur de la machine, assurant ainsi un degré de performance et de ren- tabilité maximisés. Les derniers développements technologiques au niveau des contrôleurs de MOCN font en sorte que l'on y retrouve maintenant des routines avancées, permettant une augmentation significative des possibilités et de la flexibilité des machines les utilisant. Toutefois, le développement de ces nouvelles fonctionnalités est effectué de manière pro- priétaire par chaque fabricant de contrôleur. Ceci a comme conséquence que la majorité des fonctionnalités avancées actuellement offertes avec les MOCN ne peuvent pas être utilisées par les systèmes de FAO lors de la génération des trajets d'outils. Le présent projet a pour but de définir une méthodologie d'intégration des modules FAO et de post-processeur de manière à rendre disponible à même le logiciel de FAO les cycles avancés des MOCN. Le projet a permis de réaliser une telle intégration à l'aide du déve- loppement logiciel d'un module spécialisé dans le système CFAO Pro!ENGINEER 2000i2 de la firme PTC ainsi que dans le logiciel de post-processeur CAM-POST de ICAM. Il a été prouvé qu'une telle intégration était possible, des essais d'usinage ont été effectués à titre comparatif en utilisant le module qui a été développé et avec l'approche traditionnelle. Les résultats des essais comparatifs d'usinage avec et sans l'intégration proposée ont per- mis de prouver que l'intégration des cycles avancés permettait d'obtenir une meilleure lisibilité des programmes d'usinage ainsi qu'une plus large possibilité de modifications du programme par l'opérateur de la MOCN. De plus, les programmes de taille réduite ainsi obtenus, une fois modifiés par l'opérateur de la MOCN, peuvent être réacheminés au département d'ingénierie afin d'assurer la mise à jour automatique des modèles CFAO. Les temps d'usinage lors de l'utilisation des cycles avancés sont comparables à ceux qui résultent de l'emploi des capacités natives du système FAO. CNC MACHINE TOOL ADVANCED CANNED CYCLES INTEGRATION TO CAM SOFTWARE Yan Boutin Abstract The manufacturing industry is taking advantage of the latest developments in computer ai- ded design (CAD), computer aided manufacturing (CAM) and computer numerical control (CNC). The quality of the information transferred between the CAM system and the ma- chine tool is highly dependant on the level of integration that exist between those compo- nents of the manufacturing system. The newest CNC controllers are packed with features like advanced canned and probing cycles. increasing the possibilities and tlexibilities of the machines using those controllers. However, the development of those new functionalities is made on a proprietary basis by each and every controller builder. The consequence of this fact is that the vast majority of those functionalities is not available through the CAM software used to generate the toolpaths. The goal of the present project is to de fine an integration methodology between the CAM. post-processor and CNC machine controller to allow the CAM software to take full ad- vantage of the advanced canned cycles available in the machine-tool controller. An ac- tuai application of the developed methodology has been accomplished in Pro!ENGINEER 2000i2 CAM module and ICAM's CAM-POST post-processor to prove the possibilities of the concept. It has been proven that such an integration was both possible and practical. Actual part cutting was accomplished using the developed integration and results were compared to those of a part machined using regular toolpath generation techniques. The results obta!ned from the machining experiments have proven that the integration of the advanced canned cycles were resulting in a better lisibility of the part programs while allowing a wider possibility of modifications of the program from the machine's operator. The resulting programs, of smaller size, cao be sent back to the engineering department after usage to allow an automatic update of the CAD/CAM models following the modifications that might have been done by the operator. The cutting times resulting from the usage of the advanced canned cycles are about the same than those of programs using the native functionalities of the CAJ.\11 system. REMERCIEMENTS Bien que le travail présenté ici porte mon nom, je n'en suis pas moins redevable a plusieurs personnes, que je prendrai ici le temps de nommer. Je tiens tout d'abord à remercier M. Jean-François Chatelain qui a rempli à pleine mesure son rôle de directeur de maîtrise grâce à sa disponibilité et à ses judicieux conseils. Son appui technique et moral durant la réalisation de mes recherches ont permis de mener à terme le présent travail. Parmi les membres du personnel de l'école qui m'ont grandement aidé par leur support, je tiens particulièrement à mentionner les professeurs Christian Masson et Louis Lamarche, qui ont su me prodiguer de judicieux conseils et qui ont cru en moi lors de la réalisation de mes études et de ma recherche. Je tiens également à remercier mes parents sans qui je n'aurais jamais possédé la force de caractère et les outils nécessaires à la réalisation d'un tel travail. Je leurs dédie ce travail. De plus, je me dois de mentionner la participation financière du Fond pour la Formation de Chercheurs et l'Aide à la Recherche (FCAR) et du Programme de bourses institutionnelles de l'École de technologie supérieure. Les fonds qui rn' ont été gracieusement offerts durant les deux années d'études supérieures rn' ont permis de me concentrer sur la réalisation de ce projet. A tous ceux que je ne mentionne pas ici et qui ont participé directement ou indirectement à la réalisation de ce travail, sachez que votre contribution a été grandement appréciée. TABLE DES MATIÈRES Page SOMMAIRE ................................................................ . ABSTRACT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii REMERCIEMENTS .......................................................... 111 TABLE DES MATIÈRES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv LISTE DES TABLEAUX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii LISTE DES FIGURES ........................................................ viii LISTE DES ABRÉVIATIONS ET DES SIGLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . uploads/Industriel/ 33801461.pdf