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1 PREFACE Ce document est le fruit de plusieurs années de travaux théoriques et

1 PREFACE Ce document est le fruit de plusieurs années de travaux théoriques et expérimentaux dans le domaine de la programmation en code ISO des machines à commande numérique tant au niveau académique qu’au niveau industriel. Ce cours est destiné aux étudiants de génie mécanique option productique en master II. Il permettra aux étudiants de rédiger des programmes pièces en tournage et fraisage à commande numérique, simuler ces programmes sur PC ou sur pupitre machine (pour les machine avec pupitre) et enfin exécuter ces pièces. Le cours est divisé en trois chapitres. Dans le premier chapitre, l’étudiant se familiarisera avec les points principaux de la programmation ; les principaux organes d’une machine outil à commande numérique (MOCN), les systèmes d’axes et origines, les coordonnées de programmation et enfin la structure d’un programme pièce. Dans le deuxième chapitre nous aborderons la programmation en code G & M (ISO) partie tournage, nous traiterons les programmations absolue et relative, les interpolations linéaires et circulaires ainsi que les paramètres de coupe et enfin les différents cycles de tournage (chariotage, filetage etc.). Au troisième chapitre l’étudiant entamera la programmation en code G & M (ISO) partie fraisage à savoir les programmations absolue et incrémentale, les interpolations linéaires et circulaires, les compensations du rayon d’outil, les paramètres de coupe et enfin les différents cycles de fraisage. Chaque chapitre est accompagné d’exercices pratiques qui ont été testés et réalisés sur machine outil à commande numérique. En annexe nous avons jugé utile d’ajouter les normes des outils ISO pour le tournage et le fraisage relevés des catalogues et manuels SANDVIK. 2 SOMMAIRE Chapitre I : Généralités sur les machines à commande numérique (CNC) 3 I.1 La machine outil à commande numérique (MOCN) 3 I.1.1 Définition 3 I.1.2 Historique 3 I.1.3 Principaux organes d’une MOCN 3 I.1.4 Programmation des MOCN 4 I.1.5 Chargement d’un programme pièce sur une MOCN 4 I.2 Références de programmation et systèmes d’axes 5 I.2.1 Nomenclature des axes 5 I.2.2 Origines et références 7 I.2.3 Point de référence 8 I.2.4 Référence tourelle 9 I.3 Programmation des cotes 9 I.3.1 Coordonnées cartésiennes 9 I.3.2 Coordonnées polaires 10 I.3.3 Angle et coordonnées cartésiennes 10 I.4 Structure d’un programme pièce 11 I.4.1 Définition d’un Programme pièce 11 I.4.2 Définition d’un mot 11 I.4.3 Définition d’un bloc 12 I.4.3 Structure d’un programme pièce 13 Annexes 14 Chapitre II : Programmation en code G & M (ISO) tournage (Système Fanuc) 16 II.1 Programmations absolue et relative 16 II.2 Interpolation linéaire rapide 17 II.3 Interpolation linéaire à avance programmée 18 II.4 Interpolation circulaire 21 II.5 Choix des paramètres de coupe 23 II.6 Cycles fixes de tournage 27 II.7 Cycles fixes de filetage 29 II.8 Code G & M en tournage 32 Chapitre III : Programmation en code G & M (ISO) fraisage (Système Fanuc) 34 III.1 Programmations absolue et incrémentale 34 III.2 Interpolations 36 III.3 Compensation du rayon d’outil 39 III.4 Cycles fixes de perçage 42 III.5 Macros personnalisés 43 III.6 Code G & M en fraisage 46 Annexes : outils et porte outils normalisés 48 Références 54 3 CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES MACHINES A COMMANDE NUMERIQUE (CNC) I.1 LA MACHINE OUTIL A COMMANDE NUMERIQUE I.1.1- Définition : La commande numérique est un procédé d’automatisation qui permet les déplacements des organes de la machine outil, à partir d’informations codées de caractères alphanumériques. I.1.2- Historique : C’est en 1942 aux Etats Unis d’Amérique que la commande numérique a commencé à être exploitée, pour permettre l’usinage de pompes à injections pour moteurs d’avions. Il s’agissait en fait de cames, dont le profil complexe était irréalisable au moyen d’une machine traditionnelle. I.1.3- Principaux organes : La machine outil à commande numérique (MOCN)« tour ou fraiseuse » est un ensemble qui comprend :  La machine outil proprement dite. Ses chariots sont équipés de vis à billes, afin d’éliminer les jeux. Les différents mouvements sont commandés par des moteurs. Les déplacements sont contrôlés avec des capteurs de mesure.  Le directeur de commande numérique (DCN) : c’est un automatisme composé d’éléments électroniques. Il sait exploiter et interpréter les informations données par le programme ou par les capteurs de mesure. Moteur Figure I.1 Principaux organes d’une MOCN 4 Exemple : Le DCN donne l’ordre de mise en marche de la broche, ou encore, commande au chariot longitudinal de se déplacer de 50 mm dans le sens positif avec une avance de 250 mm/min.  Un pupitre de commande. Il sert à dialoguer avec le DCN et envoie des ordres de commande codés. Il possède des touches sensitives, ainsi qu’un écran graphique. Celui-ci sert à visualiser par exemple le programme pièce, ou le profil fini de celle-ci et la trajectoire des outils, ou encore les tables (origines, outils, correcteurs etc…) I.1.4- Programmation : Elle est réalisée selon le code ISO ou EIA, et permet de décrire les différentes opérations nécessaires à l’usinage d’une pièce. La MOCN reçoit des informations codées. C’est le langage de la machine qui est composé d’un vocabulaire contenant des mots. Un mot a plusieurs caractères Remarques :  La programmation peut être automatisée : logiciel de FAO (fabrication assistée par ordinateur), le procam 99 ou SOLIDconcept par exemple.  Actuellement on peut programmer une MOCN sans connaître le code ISO, en utilisant des schémas d’aide interactifs, c’est ce qu’on appelle le mode conversationnel. I.1.5- Chargement d’un programme : L’opérateur introduit le programme dans le DCN en utilisant le clavier de celui-ci. Pour le stockage, le programme peut être tapé ou transféré sur une disquette, si le DCN est relié à un micro-ordinateur par un câble RS 232. Figure I.2 Chargement d’un programme 5 Note :  ISO : International Standard Organisation  EIA : Electronic Industries Association. I.2 REFERENTIEL DE PROGRAMMATION ET SYSTEME D’AXES I.2.1-Nomenclature des axes : Axes primaires : Le système normal de coordonnées est un trièdre orthonormé direct ( X , Y, Z ). Le sens positif est celui qui provoque un accroissement de dimension. Dans la plupart des cas .  L’axe Z est celui de la broche  L’axe X est le déplacement ayant la plus grande amplitude  L’axe Y forme avec les deux autres axes le trièdre de sens direct Axes auxiliaires : Les axes U , V et W sont respectivement parallèles aux axes X , Y et Z. Axes rotatifs : A , B et C sont les axes rotatifs autour de chacun des axes X , Y et Z. Z X Y U V W Figure I.3 Nomenclature des axes 6 Sélection des axes : Parmi les 9 axes existants possibles, certains systèmes permettent d’en sélectionner jusqu’à 6. 1.4-Référentiel de programmation en tournage :  L’axe Z est celui de la broche il correspond au déplacement longitudinal de la tourelle porte outil.  L’axe X perpendiculaire à l’axe Z, il correspond au déplacement radial de la tourelle porte outil. 1.5-Référentiel de programmation en fraisage :  Axe Z : axe de la broche et correspond au déplacement vertical de la table (fraiseuse verticale ) ou broche.  Axe X : perpendiculaire à l’axe Z il correspond au plus grand déplacement.  Axe Y : il forme un trièdre de sens direct avec les deux autres axes. La règle de la main droite permet de retrouver l’orientation des axes fig.1.5. Figure I.4 Position de la tourelle Figure I.5 Règle de la main droite 7 Remarque : Dans la machine on distingue deux sortes de déplacements, ceux réalises par les chariots et celui réalise par l’outil, mais pour effectuer la programmation des déplacements nous supposons que c’est l’outil qui se déplace par conséquent les axes seraient suivant la figure ci-contre : I.2.2- Origines et références : Pour une machine à commande numérique les points d’origine et de référence suivants doivent être définis : I- Fraisage 2.1- Zéro machine ou point de référence OM machine : il est défini par le constructeur comme origine du système de coordonnées de la machine. 2.2- Zéro pièce ou point d’origine pièce Op : il est défini pour la programmation des cotes de la pièce et son choix est laissé à l’appréciation du programmeur. Remarque : Zéro pièce et zéro programme peuvent être confondus. 2.3- Point de référence : c’est un point défini par le constructeur et servant à la synchronisation du système. En effectuant la recherche du zéro machine les axes se déplacent vers ce point et prennent des valeurs par rapport au zéro machine. 2.4- Origine mesure : C’est le point par rapport auquel se fait la mesure de longueur d’outil, il se situe généralement à la base de la broche. Figure I.6 Référentiel en fraisage Figure I.7 Origines en fraisage Figure I.8 Origines mesure 8 II- Tournage 2.1- Zéro machine ou point de référence machine OM : il est défini par le constructeur comme origine du système de coordonnées de la machine. 2.2- Zéro pièce ou point d’origine pièce Op : il est défini pour la programmation des cotes de la pièce et son choix est laissé à l’appréciation du programmeur. Remarque : Zéro pièce uploads/Industriel/ pmocn-had-pdf.pdf