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Programmation de commande numérique 1 Programmation de commande numérique La pr

Programmation de commande numérique 1 Programmation de commande numérique La programmation de commande numérique (CN) permet de piloter des machine-outils à commande numérique. C'est le directeur de commande numérique (DCN) qui interprète les instructions, reçoit les informations des capteurs et agit (par l'intermédiaire d'un variateur électronique) sur les moteurs. Langage À l'origine, le langage de programmation était le G-code, développé par l'EIA au début des années 1960, et finalement normalisé par l'ISO en février 1980 sous la référence RS274D/ ( ISO 6983 [1]). Compte tenu de l'absence de développements ultérieurs, de la grande variété des configurations de machines-outils, et du peu de demande pour une réelle interopérabilité, peu de contrôleurs à commande numérique respectent ce standard. Des extensions et variantes ont été ajoutées indépendamment par divers fabricants, ce qui fait que les opérateurs doivent connaître les différents dialectes et particularités des machines qu'ils utilisent, et les systèmes de CFAO doivent se limiter au plus petit dénominateur commun des machines qu'ils commandent. Beaucoup de fabricants ont essayé de contourner cette difficulté à rester compatible en suivant la route tracée par Fanuc. Malheureusement, Fanuc n'est pas conforme à la norme RS-274 ou à ses précédents standards, et a été lent à ajouter de nouvelles fonctionnalités et à utiliser la puissance croissante des ordinateurs. Par exemple, ils ont transformé la commande g70/g71 en g20/21; ils ont utilisé des parenthèses pour les commentaires, ce qui a causé des problèmes lors de l'introduction des calculs mathématiques; ils n'ont commencé à utiliser les nanomètres que récemment (ce qui requiert 64 bits); ils ont introduit les nurbs pour compenser le faible débit des blocs depuis la mémoire (au lieu de mettre en place un cache). Depuis l'établissement de la norme ISO 6983, et les technologies évoluant rapidement, de nombreuses extensions ont été ajoutées pour tenir compte des nouveautés et des nouvelles capacités des machines-outil. Ces extensions, bien que souvent utiles chez des constructeurs différents de Directeur de Commande Numérique, n'entrent pas dans la norme et compliquent la tâche des logiciels de Fabrication assistée par ordinateur, qui doivent créer les lignes de ce langage pour un DCN particulier. Pour analyser la syntaxe des programmes ISO, des éditeurs de logiciel ont mis au point des solutions de simulation d'usinage qui ont permit d'émuler le comportement d'un DCN sur un PC. Cela permit de mettre au point les programmes sans mobiliser la machine-outil à commmande numérique. On peut citer des solutions comme Ncsimul, Roboris, Ncview, etc.. À côté de l'ISO, de nouveaux codes sont apparus, différents selon le Directeur de Commande Numérique. Ils intègrent de plus en plus, en plus de l'ISO, des langages propres aux constructeurs de DCN (symbolique, C, etc) ainsi que des interfaces de programmation conversationnelle destinées à simplifier la programmation (voir CN Mazak, Heidenhain ou Selca). Les codes • Fonctions préparatoires (G), fonctions d'appel de mode d'interpolation (G 0), cycles machine • Coordonnées de points (X, Y, Z, I, J, K) • Vitesses, avances… (S, F) • Fonctions auxiliaires (M) qui permettent d'enclencher la lubrification, de changer d'outil, ou de déclencher des accessoires. X position absolue Y position absolue Z position absolue A position (rotation autour de l'axe X) B position (rotation autour de l'axe Y) Programmation de commande numérique 2 C position (rotation autour de l'axe Z) U position Relative OU axe secondaire V position Relative OU axe secondaire w position Relative OU axe secondaire M code Fonction "Machine" ou "Modale"(un autre type d'action ou de code machine(*))(parfois référencé comme fonction 'diverse' ("Miscellaneous" en anglais) Permet aussi de contrôler des entités externes à la machine proprement dit (magasin auxiliaire, refroidisseur, compteur ETC) D association d'un correcteur de jauge outil F vitesse de déplacement S vitesse de rotation C s'il est intégré dans un bloc de cycle fixe ébauche ou finition, C désigne un chanfrein N numéro de ligne Le numéro de bloc n'est pas obligatoire à chaque ligne avec les commandes ISO Fanuc, il désigne juste un endroit du programme où l'on peut ordonner un saut d'opération ou un départ d'opération, le plus souvent avant un changement d'outil V permet de contrôler une vitesse de rotation dans une machine avec diverses configurations R Rayon d'arc ou option passée à un sous programme P Temps de pause ou option passée à un sous programme ou appel de sous programme (Précédé de M98 par ex) T Sélection d'outil I Axe X des données d'un arc J Axe Y des données d'un arc K Axe Z des données d'un arc D diamètre de coupe/décalage pour l'épaisseur d'outil H décalage pour la hauteur de l'outil (*) Les codes M contrôlent l'ensemble de la machine, permettant son démarrage, son arrêt, la mise en route de l'arrosage, etc. Alors que les autres codes concernent le cheminement de l'outil. Des machines différentes peuvent utiliser le même code pour effectuer des fonctions différentes: même les machines qui utilisent le même contrôleur CNC. Certains ont déclaré que le G-code "Fanuc" est standard, ce qui est faux. C'est simplement l'un des plus simple et des plus répandu. Une version standardisée du G-code connue sous la dénomination BCL est utilisée, mais sur très peu de machines. Le G-code est interprété par les traceurs photographique Gerber [2] , les contrôleurs de machine-outil et certains de leurs opérateurs. Les fichiers G-code sont produits par des programmes de CFAO tels que GOelan, SmartCAM, Gibbscam,SolidCAM, Featurecam, Artcam, Edgecam, Surfcam, Mastercam, OneCNC, Router-CIM, Alphacam, TopSolid'Cam, e-NC, CATIA V5, GPSoftware etc. Ces applications utilisent en général des convertisseurs appelés post-processeurs pour optimiser le code en vue de son utilisation sur une machine particulière. Les post-processeurs sont généralement modifiables par l'utilisateur afin d'optimiser leur usage. Le G-code est aussi produit par certains programmes de CAO spécialisés dans la conception de circuit imprimé. De tels programmes doivent être adaptés pour chaque type de machine outil. Programmation de commande numérique 3 Quelques machines CNC utilisent des programmes "Interactifs", qui permettent de programmer avec des Agents en cachant partiellement ou totalement le G-code. Quelques exemples populaires sont Mazak Mazatrol, Hurco Ultimax et le langage interactif Mori Seiki's CAPS. Common Fanuc G Codes G00 Déplacement rapide G01 Interpolation linéaire G02 Interpolation circulaire (sens horaire) G03 Interpolation circulaire (sens anti-horaire) G04 Arrêt programme et ouverture carter (pour nettoyer) (temporisation - suivi de l'argument F ou X en secondes) G10/G11 Écriture de données/Effacement de données G17 Sélection du plan X-Y G18 Sélection du plan X-Z G19 Sélection du plan Y-Z G20 Programmation en pouces G21 Programmation en mm G28 Retour à la position d'origine G31 Saute la fonction (utilisé pour les capteurs et les mesures de longueur d'outil) G33 Filetage à pas constant G34 Filetage à pas variable G40 Pas de compensation de rayon d'outil G41 Compensation de rayon d'outil à gauche G42 Compensation de rayon d'outil à droite G90 Déplacements en coordonnées absolues G91 Déplacements en coordonnées relatives G94/G95 Déplacement en Pouces par minute/Pouce par tour G96/G97 Vitesse de coupe constante (vitesse de surface constante)/Vitesse de rotation constante ou annulation de G96 Codes spéciaux Spécifique FANUC G43 : Prise en compte de la longueur(fraisage) M98 : appel de sous programmes Spécifique NUM EB : Rayon à l'intersection de deux lignes G77 : Appel de blocs G79 : Saut de bloc Programmation de commande numérique 4 Codes CNC ISO de base FANUC | M03, M04, M05 Broche sens horaire, sens antihoraire, arrêt de broche M21 Activation pression broche /M121 à M127 Palier pression selon outils M07,M08, M09 Mise en route arrosage/ arrêt arrosage M02 Arrêt du programme M30 Fin du programme, réinitialisation,rembobinage M99 Fin du sous-programme M00, M01 Arrêt du programme, arrêt optionnel ou avec condition M06 Changement d'outil | G96, G97: vitesse de coupe constante, Vitesse de rotation constante G92 Vitesse de broche maximum G95, G94 Déplacement mm par tour, déplacement mm/min G00, G01 Mouvement rapide, interpolation linéaire (coupe suivant une ligne droite) | F Vitesse de déplacement S Vitesse de broche | Coordonnées d'axes X Y Z A B C Fonctions préparatoires G La fonction d'interpolation linéaire rapide G0 (interpolation linéaire en mode rapide). La fonction dinterpolation linéaire (à la vitesse programmée) 'G1 (interpolation linéaire en mode de travail). La fonction dinterpolation circulaireG2 (interpolation circulaire sens horaire) et 'G3 (interpolation circulaire sens trigonométrique). La fonction de temporisation (programmable avec F,X ou P) G4. La fonction darrêt précis en fin de bloc'G9. Il est aussi possible sur certains pupitres de programmation d'utiliser ces deux codes (G2 G3) pour créer une interpolation circulaire, des fonctions d'interpolation à base de courbe NURBS G6.2. Sur les fraiseuses équipées de tête birotative les codes G17,G18,G19 définissent l'axe des cycles de perçage, taraudage... et le plan dans lequel seront réalisées les interpolations circulaires et activé le correcteur de rayon d'outil. • G17 : Axe d'outil Z , interpolations G2,G3 et correction rayon dans le plan X Y. • G18 : Axe d'outil Y , interpolations G2,G3 et correction rayon dans le plan Z X. • G19 : Axe d'outil X , interpolations G2,G3 et correction rayon dans le plan Y Z. Les codes de la famille G52,G53,G54,G55...sont utilisés pour : • Programmer un uploads/Industriel/ programmation-commande-numerique.pdf