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La F.A.O La Fabrication Assistée par Ordinateur Ecole Nationale d’Ingénieurs de

La F.A.O La Fabrication Assistée par Ordinateur Ecole Nationale d’Ingénieurs de Monastir Département Génie Mécanique Mihed BEN SAID 2018/2019 1 Chapitre I : Architecture des MOCN Introduction 2 Étude et Conception Dessin dʹensemble Surfaces fonctionnelles Cotation fonctionnelle Choix du brut Préparation à la fabrication Analyse du dessin de définition Détermination, chronologie des opérations dʹusinage Choix des machines, outils, outillage Conception des montages dʹusinage et outillage spécial Détermination des paramètres de coupe Calcul des temps de réalisation Définition des procédures de contrôle Idée besoins Cahier de charge Dessin de définition Gamme d’usinage Bureau d’études Bureau des méthode Atelier Processus de conception – fabrication Introduction Le but de la Fabrication Assistée par Ordinateur (FAO) est d'écrire le fichier contenant le programme de pilotage d'une machine-outil à commande numérique. Ce fichier va décrire précisément les mouvements que doit exécuter la machine-outil pour réaliser la pièce demandée. On appelle également ce type de fichiers : programme ISO ou blocs ISO. 3 Introduction Ce cours est organisé en trois parties: Architecture des machines-outils à commande numérique Les systèmes FAO Langage de programmation en FAO 4 Chapitre I : Architecture des MOCN Définitions Machine-outil à commande numérique MOCN c’est un moyen de fabrication par enlèvement de matière, dont les mouvements sont motorisés et pilotés par ordinateur. L’armoire de commande qui reçoit le programme d’usinage et pilote les mouvements de la machine est appelée directeur de commande numérique (DNC). • dédiée à la fabrication en petites et moyennes séries renouvelables • Permet la réalisation, sans démontage, de pièces complexes comportant beaucoup d'opérations d'usinage. • se situe à mi-chemin entre les machines conventionnelles très "flexibles" (souple d'utilisation) réservées aux travaux unitaires (prototypes, maintenance) et les machines transferts, très productives, réservées aux grandes séries. 5 Chapitre I : Architecture des MOCN Définitions Centre d'usinage (CU) C'est une MOCN dotée d'équipements périphériques qui assurent : • le changement automatique d'outils stockés dans les magasins d'outils, • le changement automatique de pièces (palettisation), • éventuellement le convoyage des copeaux (convoyeur). Il est dédié à des fabrications variées de pièces différentes. Axe numérique Sur un tour ou une fraiseuse, l’axe à CN est un organe en déplacement pour lequel une infinité de positions peut être atteinte à la résolution de positionnement près. Il peut être un chariot, une table ou une broche. Il est asservi en déplacement et en vitesse. 6 Le système de coordonnées est un système cartésien rectangulaire de sens direct avec les trois principaux axes appelés X, Y et Z et avec des axes de rotation autour de chacun de ces axes appelés respectivement A, B et C. Mouvements de translation X, Y, Z Axe Z de mouvement L'axe Z est parallèle à la broche principale de la machine. Lorsque la broche principale est pivotante ou orientable, l'axe Z doit être parallèle à l'axe de la broche quand cette dernière est dans la position zéro. La position zéro de référence est de préférence celle où la broche est perpendiculaire à la surface de bridage de la pièce. Axe X de mouvement Quand cela est possible, l'axe X doit être horizontal et parallèle à la surface de bridage de la pièce. Pour les machines avec des pièces en rotation, l'axe X doit être radial et parallèle aux glissières du chariot transversal. Axe Y de mouvement L'axe Y de mouvement forme avec les axes X et Z un trièdre de sens direct. Chapitre I : Architecture des MOCN Le système d’axes des MOCN 7 Mouvements de rotation A, B, C Les angles A, B et C définissent les mouvements de rotation effectués respectivement autour d'axes parallèles à X, Y et Z. Mouvements additionnels Mouvements de translation Quand, en plus des mouvements de translation primaire X, Y et Z, il existe des mouvements de translation secondaires parallèles à ceux-ci, ils seront respectivement désignés par U, V et W. Chapitre I : Architecture des MOCN 8 Le système d’axes des MOCN Direction : Le sens positif des axes est défini de manière telle qu’un mouvement dans une direction positive d'axes de translation ou de rotation, augmente les valeurs positives de la position de la pièce par rapport à l’outil. Chapitre I : Architecture des MOCN 9 Axe Z = axe de broche Z +: s’éloigne de la pièce Z - : s’approche de la pièce Axe X = axe longitudinal Axe associé, en général, aux plus longues glissières Pour CV (en avant de la machine regard vers bâti): Pour CH (regard en direction de Z -, vers la pièce ): X +: vers la droite (mvt. relatif; broche par rapport à la pièce) X - : vers la gauche Axe Y = axe transversal Axe complétant le trièdre orthogonal: Pour CV (en avant de la machine, regard vers bâti): Y +: s’éloigne de l’opérateur Y - : s’approche de l’opérateur Pour CH Y +: vers le haut Y - : vers le bas Le système d’axes des MOCN Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils Type d’opération Type de machine Nombre d’axes Opération possible et remarques Tournage Tours 2 axes (X, Z) Toutes les formes obtenues ont le même axe de symétrique Fraisage Fraiseuse CN Point à point Perçage Paraxials Les deux axes ne travaillent pas en même temps on ne peut pas faire des courbes. Exemple : poche, surfaçage. 2 axes 1/2 Désignation d’une machine 3 axes qui génère des trajectoires dans le plan par interpolation linéaire et circulaire. La "troisième" dimension n'est utilisée que pour changer de plan d'interpolation. Centre d’usinage 3 axes (X, Y, Z) réalisation d’une pièce gauche (quelconque) L’outil reste parallèle à une direction fixe par rapport à la pièce 10 Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils Type d’opération Type de machine Nombre d’axes Opération possible et remarque Fraisage Centre d’usinage vertical CUV 4 axes (X, Y, Z + A ou B) pour les formes complexes Exemples : opération de fraisage sur une pièce de révolution Formes hélicoïdales Gravures sur une pièce de révolution Centre d’usinage horizontal CUH 4 axes (X, Y, Z, B) Centre d’usinage 5 axes Pièces de géométrie complexe, en particulier des outillages et des moules. Fraisage - tournage Centre de tournage 3 - 8 axes Pièces de géométrie complexe Machine multitâche : Centre de tournage -fraisage 5 - 9 axes 11 Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils : Tours CN 2 axes (X, Z) X Z 12 Vidéoscours\1 ‐ SIDERMECA Tour CN KC6x550.flv Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils : Centre d’usinage 3 axes (X, Y, Z) 13 Vidéoscours\usinage CNC 3 axes.wmv ‐ YouTube.mp4 Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils : Centre d’usinage 14 Broche verticale (X Y Z A) Broche verticale 4 axes (X Y Z C) Broche horizontale 4 axes (X Y Z B) Vidéoscours\Centre dʹusinage horizontal CNC 4 axes ‐ 560 x 560 x 600 mm a51 ‐ MAKINO.flv Vidéoscours\4th Axis.mp4 Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils : Centre d’usinage 5 axes - Plusieurs configurations 2 axes rotatifs dans la tête 2 axes rotatifs dans la table 1 axe rotatif dans la tête + 1 axe rotatif dans la table 15 Chapitre I : Architecture des MOCN Cours FAO - Asma BELHADJ Classification des machines-outils : Centre d’usinage 5 axes – Exemples d’application 16 Vidéoscours\4 ‐ Concept car CAD CAM‐ CNC 5 axis machining ‐ centre de fraisage 5 axes.flv Vidéoscours\3 ‐ Breton Ultrix ‐ manufacture gear ‐ centre de fraisage 5 axes.flv Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils : Centre de tournage 3 - 8 axes 3 axes 4 axes 5 axes X1, Z1, C1 X1, Z1 X2, Z2 X1, Z1, C1 (X2, Z2) OU (B, C2) 1 broche + 1 tourelle 2 tourelles Broche + 2 tourelles Ou bien 2 broches + 1 tourelle 6 axes 7 axes 8 axes X1, Z1, C1, Y C2, B X1, Z1, C1 X2, Z2, C2, B X1, Z1, C1, Y X2, Z2, C2, B 2 broches + 1 tourelles 2 broches + 2 tourelles 2 broches + 2 tourelles 17 Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils : Centre de tournage 8 axes – deux broches (3 axes) + deux tourelles (4 axes) + axe Y 18 Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils : Centre de tournage 3 axes (X, Z, C) 19 Vidéoscours\2 ‐ MACHINE OUTIL EMCO E25 CNC MachineOutil.TV ‐ centre de tournage 3 axes.flv Chapitre I : Architecture des MOCN Classification des machines-outils : Centre de tournage 7 axes – deux broches (3 axes) + deux tourelles (4 axes) 20 8 axes – deux broches (3 axes) + deux tourelles (4 axes) + axe Y Vidéoscours\5 ‐Mazak QTN‐100MS ‐ centre de tournage 7 axes.flv Vidéoscours\6 ‐ Mazak Hyper Quadrex 200MSY ‐ Addy Machinery ‐ centre de tournage 8 axes.flv 4 axes (X, Z, C,Y) – une broches (1 axe) + une tourelles (3 axes) Vidéoscours\HAAS ST‐20Y Y‐Axis Lathe Turn Mill utilizing Exsys Eppinger Tools ‐ YouTube.flv Chapitre I : Architecture des MOCN Cours FAO uploads/Industriel/ cours-f-a-o-fabrication-assistee-par-ordinateur.pdf