Commande Numerique Cours [PDF]

Zitiervorschau

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CNC-3A_YAMFANUC installée à l’ENSEM avec magasin d’outil et bras changeur d’outils

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CNC-3A_YAM-FANUC Vue de gauche

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CNC-3A_YAM-FANUC Armoire électronique

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CNC-3A_YAM-FANUC : écran, clavier, pupitre de commande

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CNC-3A_YAM-FANUC : clavier alphanumérique

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COMMANDE NUMERIQUE DES MACHINES OUTILS Présenté par : Abdellah El barkany

PORTE-OUTIL M A C HI N E

OUTIL

PORTE-OUTIL PORTE-PIECE

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X+

Z+ Jx

CA Jz

OP

Opp

Cf

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TABLE DES MATIÈRES 1 Historique 2 Généralités sur la commande numérique 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Définition de la commande numérique La commande numérique : Partie commande et partie opérative La commande numérique : Productivité et flexibilité Structure générale d’une commande numérique Architecture matérielle de la commande numérique Commande d’axe 2.6.1 Moteurs 2.6.2 Liaison moteur-table 2.6.3 Glissières 2.6.4 Capteurs 2.7 Codes de programmation 2.8 Mode de fonctionnement des CN 2.8.1 Le point à point 2.8.2 Le paraxial 2.8.3 Contournage 2.9 Choix d’une machine outil à commande numérique 2.9.1 Caractéristiques générales de la machine outil 2.9.2 Caractéristiques de la machine 2.9.3 Caractéristiques de la commande numérique 2.9.4 Contrat de vente

TABLE DES MATIÈRES (Suite) 3 Programmation : généralités 3.1 Structure d’un programme 3.2 Format d’un bloc 3.3 Début de programme 3.4 Corps du programme 3.5 Fin de programme

4 Programmation sur FANUC séries O-MB, OO-MB 4.1 Fonctions préparatoires (codes G) 4.1.1 Positionnement rapide 4.1.2 Interpolation linéaire 4.1.3 Interpolation circulaire 4.1.4 Compensation de longueur d’outil 4.1.5 Compensation de rayon d’outil 4.1.6 Interpolation circulaire de correction aux angles 4.1.7 Mode de coordonnées 4.2 Fonction d’avance 4.3 Fonction vitesse de broche 4.4 Fonction sélection outil 4.5 Fonctions auxiliaires (codes M) 4.6 Changement d’outil 4.7 Exemple 4.8 Sous-programmes 4.9 Origines 4.10 Travail préparatoire 4.11 Critères à retenir

TABLE DES MATIÈRES (Suite) 5 Cycles fixes 5.1 Généralités 5.2 Cycle de perçage, centrage 5.3 Cycle de perçage avec débourrage à grande vitesse 5.4 Cycle de perçage avec débourrage 5.5 Cycle d’alésage fin 5.6 Cycle de contre alésage 5.7 Cycle de taraudage 5.8 Exemple

6 Exemple : fraisage de poche 7 Tableau des codes G

1 Historique z

Naissance de la machine outil classique en 1820 en Grande Bretagne. Il s’agissait d’un ensemble mécanique qui par des mouvements combinés est capable de façonner une pièce.

z z z

En 1836, il y a création de la came. En 1870, on a commencé à rechercher l’interchangeabilité. En 1920, il y a l’apparition des machines transfert.

z

Il est difficile de connaître l’origine exacte de la commande numérique. Les tout premiers travaux furent menés par Falcon et Jacquard et montrèrent qu’il était possible de commander une machine à partir d’informations codées sur un carton perforé. Le métier à tisser de Jacquard fut le premier à être doté de cette technique de commande. Il peut donc être considéré comme l’ancêtre de la commande numérique.

z

La première MOCN date de 1942. La fabrication d’une came tridimensionnelle complexe avait obligé la Bendix Corporation (U.S.A.) de commander directement les mouvements de la machine à partir des définitions numériques des courbes produites par des calculateurs. L’usinage par commande numérique était destiné à la réalisation de surfaces gauches.

Première MOCN

1 Historique (suite) z

Le vrai lancement de cette technologie a eu lieu à l’exposition de Chicago en 1952 (Cincinatti Milling Co, MIT, ...), grâce à des incitatifs gouvernementaux.

z

Les machines plus simples (perceuses, taraudeseuses, tours, etc.) ne sont apparues que plus tard (1952 - 1960).

z

La MOCN répondait à un problème technique et non un problème économique ou de productivité. Aujourd’hui, la MOCN a pénétré la grande majorité des entreprises manufacturières et est en développement très rapide. Le japon détient au-delà de 50% du marché mondial.

z

la véritable arrivée sur le marché des machines à commande numérique a été directement liée au développement de l’électronique et de l’informatique. Cette technique de commande a rendu les machines beaucoup plus performantes en qualité et en rapidité.

Définition de la commande numérique z

La commande numérique est un ensemble d’automatismes dans lequel les ordres de mouvements ou de déplacements, la vitesse de ces déplacements et leur précision sont donnés à partir d’informations numériques.

z

Elle assure donc le contrôle de la position et de la vitesse des organes mobiles d’une machine outil, en vue d’obtenir l’usinage d’une pièce suivant un programme défini numériquement et fourni à la machine sur des supports tels que rubans perforés ou cassettes.

z

Il est possible sur certaines machines que ces informations numériques soient stockées en mémoire.

Définition de la commande numérique La commande numérique d’une machine-outil est un processus impliquant : – Une certaine automatisation du processus ; – Une définition symbolique des commandes (un programme) ; – Des mouvements outils/pièces définis numériquement.

Une machine outil à commande numérique se compose de deux parties totalement distinctes : – la partie commande (directeur de commande numérique) – la partie opérative (partie mécanique). pièce brute

ordres : - déplacements - limites - vitesses

CN CNC

Machine outil

compte rendu : - position - fin de travail - anomalies pièce usinée

partie opérative

- paramètres d’usinage - réglages

pupitre de commande manuel ou automatique

visualisation programme - signalisations - états - défauts

partie commande

Terminologie z

CN/CNC : Commande numérique (à calculateur) Aujourd’hui, il n’y a plus lieu de distinguer CN et CNC outre le contrôle numérique du mouvement, une CNC offre des possibilités de calculs évolués (tangence, intersection, décalage d’outils, etc.)

z

DNC : Direct numerical contrôl (commande numérique direct) Antérieurement signifiait qu’un ordinateur central pilotait plusieurs machines-outils, c’est-à-dire qu’il n’y avait pas de directeur de commande numérique sur la machine. Aujourd’hui DNC signifie souvent qu’une MOCN est reliée à un ordinateur par une liaison RS-232, ou Ethernet. DNC est parfois utilisé lorsque le programme en cours d’exécution n’est pas dans la mémoire locale du contrôleur mais téléchargé en direct depuis un ordinateur.

z

Axe numérique : Mouvement contrôlé numériquement en vitesse et en position de manière quasi continue dans un domaine donné.

z

Demi axe numérique : Mouvement contrôlé numériquement en position uniquement. Le nombre de position est en général limité.

z

Axe indexé : Axe autorisant un nombre très réduit de positions.

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Domaines d’utilisation z

Les MOCN sont employées dans de nombreux secteurs industriels : Métallurgie, Bois, Textile

z

La CN est aussi associée à de nouvelles technologies de façonnage : • Laser • Électro-érosion • Jet d’eau

z

Les principaux procédés de fabrication sont concernés : • Perçage, taraudage • Tournage, alésage • Fraisage • Rectification • Oxycoupage, soudure en continu, par points • Poinçonnage, cisaillage • Etc.

z

La machine outil à commande numérique occupe ainsi une position charnière entre la machine manuelle et la machine automatique.

z

Elle justifie son emploi dans les ateliers d’outillage et les ateliers de production,

z

Elle facilite l’adaptation rapide des fabrications afin de répondre aux besoins de plus en plus évolutifs des marchés.

Avantages liés aux MOCN Permet la réalisation d’usinages impossibles sur les machines conventionnelles : – Surfaces complexes ; – Très grand nombre d’opérations ;

Favorise les très petites séries et les pièces unitaires ; Prototypes : – Pièces en cours de conception ou modifiées fréquemment ; Production à la demande ou juste à temps (réduction de la taille des lots) ;

Précision : – Machines de meilleure qualité en général ; – Moins de montage, démontage de la pièce ;

Fidélité de reproduction : – Répétabilité (pas d’opérateur humain dans la chaîne de pilotage).

Inconvénients liés aux MOCN z

Pour bénéficier de la majorité des avantages précédents, il faut que tout le parc machine de l’entreprise soit des MOCN ;

z

Investissement initial plus important ;

z

Rentabilité pas immédiate (comme dans l’introduction de toute nouvelle technologie) ;

z

Amortissement impose souvent un travail en 2 ou 3 équipes ;

z

Aspects programmation et électronique dérangent ;

z

Fausse fragilité de l’électronique ;

z

Équipement annexe: ordinateur, logiciel, banc de réglage des outils, changeur d’outils ;

z

Changement dans les méthodes de préparation et de fabrication ;

z

Réticence du personnel au changement.

La commande numérique : Productivité et flexibilité z

Les machines outils à commande numérique permettent la production de divers types de pièces. En raison de leur fonctionnement presque automatique, elles sont aussi adaptées pour des productions en moyenne série machines transferts

Nbre de pièces (série)

106 105

ateliers flexibles

4

10

103 M.O.C.N

102 10

M. O. universelles

1

1

10

102

103

104 105

106 Nbre de type de pièces

Coûts de production en fonction du nombre de pièces pour les différents types de machines Coût de fabrication par pièce

1 : machines outils classiques 2 : machines outils à commande numérique 3 : machines outils spéciales 4 : machines à transfert

2 3

1

zone hachurée : domaine d’utilisation des machines outils à commande numérique

4

Nbre de pièces

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Technologie des MOCN Indépendance des MO et des CN ; Les fabricants de MO ne produisent pas forcément des directeurs de commande numérique ; Une MO peut être équipée de différents directeurs de CN. Un directeur de CN peut se trouver sur différentes MO ; La partie opérative et la partie commande sont presque totalement indépendantes : – La consigne envoyée aux moteurs doit être adaptée ; – Les informations issues des capteurs de vitesse et de position doivent être interfacées ; – Certaines informations binaires (tout ou rien) doivent exister (mandrin ouvert fermé, lubrification, porte, etc.) ; – MO et CN pourraient être choisis indépendamment.

Structure et caractéristiques des MOCN Les fonctions remplies sont les mêmes que pour une machine conventionnelle : – Positionner et maintenir la pièce ; – Positionner et maintenir l’outil ; – Assurer un mouvement relatif entre la pièce et l’outil ;

La qualité mécanique générale de ces machines est beaucoup supérieure aux MO conventionnelles : – Motorisation plus puissante, – Chaîne cinématique plus simple et plus robuste à variation continue capable d’encaisser des accélérations et décélérations importantes, – Commande des chariots par vis à bille avec système automatique de rattrapage du jeu, – Glissière sans frottement, utilisation de glissières à galets, à billes, hydrostatiques, aérostatiques, les garnitures sont rapportées, – Bâtis largement dimensionnés, très rigides avec un excellent amortissement.

Caractéristiques principales des MOCN découlant de leur structure zPuissance zRobuste

et vitesse élevées ;

et bonne résistance à l’usure

zDéplacement

rapide, précis, sans saccade, accélération et décélération très élevées ;

zSpécifications zFrottement zPeu

métrologiques très serrées ;

et jeu très faibles :

de vibration :

zFaible

échauffement.

Structure et caractéristiques du directeur de CN Structure générale comparable à celle d’un microordinateur : Microprocesseur ou microcontrôleur : – – – – – – –

ROM (logiciel de la CN) RAM (programme pièce, réglage d’outils, etc.) Entrées-sorties Écran, clavier Liaison série, réseau Entrées-sorties binaires (ou lien avec automate) Convertisseurs analogique - numérique et numérique analogique – Certains systèmes possèdent un automate programmable intégré ou un deuxième microprocesseur pour le traitement des tâches séquentielles.

Structure générale d’une commande numérique z

z z

z

z

z

La commande numérique reçoit le programme d’usinage de la pièce sous forme codée (code EIA (Electronic Industries Association) ou code ISO). Le programme peut être introduit soit directement au clavier, soit par bande perforée, soit à partir d’un micro-ordinateur. Les paramètres d’usinage tels que position de la pièce sur la table de la machine (origine pièce), dimensions de l’outil (correcteurs) sont introduits sur le clavier alphanumérique par l’opérateur. La commande numérique reçoit aussi en temps réel les états des entrées provenant de la partie opérative tels que mesure de position fournie par les capteurs ou des signaux logiques des éléments périphériques (fermeture porte, commandes, …). A partir du programme d’usinage structuré en bloc, l’interpolateur élabore la suite des déplacements élémentaires sur chacun des axes conformément à la trajectoire programmée (linéaire ou circulaire). Les cumuls de ces déplacements élémentaires dans les registres respectifs constituent les consignes de positions instantanées appliquées à chacun des axes X, Y, Z, A, …

z

La commande numérique assure aussi le traitement des fonctions logiques : – il s’agit de la gestion d’un magasin d’outils, – de la gestion des gammes de vitesse de la broche, – de la commande des dispositifs de palettisation et d’une façon générale, de la surveillance des conditions de sécurité de la machine.

Ces fonctions propres à chaque type de machine sont traitées en logique séquentielle Æ Elles sont confiées à un processeur logique ou automate programmable, incorporé à la commande numérique.

Architecture matérielle de la commande numérique

Les principaux modules qui constituent la commande numérique sont les suivants : unité centrale de traitement à micro-processeur. z une mémoire, support du logiciel et des données d’usinage. z des modules d’interfaces avec les axes. z un automate programmable. z

L’information peut provenir d’un calculateur central par une liaison directe entre la commande numérique et le calculateur (DNC) c’est le cas dans les ateliers flexibles.

Commande d’axe On appelle axe tout mouvement asservi en position et en vitesse. Un axe de machine est constitué de la façon suivante : z

un chariot mobile sur glissières.

z

un système de transmission vis écrou (vis à billes).

z

un moteur et un réducteur.

z

un dispositif de mesure de vitesse.

z

un dispositif de mesure de position.

directeur de commande

Y(t)

X(t)

θm

u(x)

Variateur de puissance

Electronique de régulation

Pupitre de commande

Interpolateur

Logique de traitement

Lecteur de bande perforée

Z(t)

Vm U(x)

Chariot

C. P.

Moteur

G. T.

COMMANDE D’AXE

Xm

Va +

Ev -

Régulateur de vitesse

u

Vm

Variateu r de tension

U

Génératrice tachymétrique

Codeur de position

X0 Xm Ex Xc

: consigne de position : position mesurée : écart de poursuite : position du chariot

Va : consigne de vitesse Vm : vitesse mesurée Ev : écart de vitesse

Vis

-

Calculateur de consigne de vitesse

Réducteur

Ex

X0 +

Moteur

Générateur de trajectoire

Xc

z

Les déplacements élémentaires sont donnés sous forme d’incréments ∆X sur l’axe X, très fin (1 micron). Le codeur rotatif de position, monté sur l’ extrémité de l’arbre de sortie du réducteur, délivre une information numérique sur la position angulaire θ de cet arbre, un pas angulaire ∆θ correspond à une variation de position de un micromètre pour le chariot.

z

La comparaison entre la position commandée et celle qui est mesurée est faite à l’aide d’un compteur-décompteur dont l’état correspond à la valeur numérique de l’écart de position Ex (écart de poursuite). Cet écart sert à élaborer le signal de commande du moteur d’entraînement par la consigne Va qui est comparée au signal de retour donné par une génératrice tachymétrique. La précision de la trajectoire va donc dépendre de la qualité de l’asservissement (rapidité, stabilité, …).

z

Chaque axe est donc asservi en position et en vitesse par la commande numérique afin de réaliser un profil avec la meilleure précision, d’obtenir un bon état de surface, d’effectuer l’usinage le plus rapidement possible.

z

Citons quelques ordres de grandeur : – – – – –

course des axes : 1 m à 10 m, vitesse de déplacement de travail 1 à 5 m/mn, vitesse rapide 15 m/mn, accélération 1 m/s2, résolution de la mesure de position 10-3 mm.

Moteurs Pour l’activation des axes, quatre grands type de moteurs sont utilisés dans les machines à Commande Numérique. z

Les moteurs hydrauliques ont été remplacés progressivement par des moteurs électriques.

z

Pour les petites machines à faible coût nécessitant peu de couple, les moteurs pas à pas sont une solution intéressante. Le moteur pas à pas est un moteur du type tout ou rien. Il donne un pas lors de l’envoi d’une impulsion. Il est possible de perdre des pas si le train d’impulsions est trop rapide ou si le couple résistant est trop important.

z

Pour les machines plus puissantes, devant garantir une bonne précision et un bon état de surface en usinage, la solution retenue est le moteur à courant continu à aimant permanent commandé par un variateur de vitesse.

z

Les moteurs à courant continu à excitation shunt ou indépendante offrent une grande souplesse de commande et une gamme de vitesses étendue, mais ils nécessitent un entretien fréquent des balais.

z

Les moteurs asynchrones demandent la connaissance de la courbe couplevitesse de rotation qui est linéarisée dans un domaine dit d’utilisation.

Avantages des moteurs pas à pas z z z z z z z

Faible coût Fonctionnement en boucle ouverte (contre-réaction inutile) Couple à l'arrêt très élevé (freins inutiles) Couple élevé à basse vitesse Maintenance aisée (pas de balais) Solidité et usage dans tout environnement Précision élevée dans la commande du positionnement

Inconvénients des moteurs pas à pas z z z z z z

Faibles performances à basse vitesse, même en micro-pas Consommation de courant élevée quelle que soit la charge Tailles disponibles limitées Bruit important Diminution du couple avec la vitesse Risque de calage ou de perte de position en fonctionnement sans boucle de contrôle

Avantages des servomoteurs z z z z z z

Couple intermittent élevé Rapport couple/inertie élevé Vitesses élevées Excellent contrôle de la vitesse Nombreuses tailles disponibles Peu de bruit

Inconvénients des servomoteurs z z z z

Prix élevé Impossibilité de fonctionner en boucle ouverte Nécessité d'une mise au point précise des paramètres de boucle Maintenance contraignante: (balais sur les moteurs à courant continu)

Liaison moteur - table Les éléments utilisés doivent avoir le moins de jeu possible. z

Vis à billes précontrainte : Les filets de la vis sont remplacés par des gorges où circulent des billes d’acier. Un dispositif d’entretoises permet de régler la précontrainte. avantages : jeux pratiquement nuls, diminution des frottements, vitesse de translation élevée (jusqu’à 15 m/mn).

z

Vérin : avantages : grande souplesse d’utilisation quelque soit la vitesse, transmission d’efforts importants. inconvénients : Il reste des jeux de fonctionnement rattrapables par paramètres.

Glissières Plusieurs cas peuvent se présenter : z

sont traitées avec un revêtement auto lubrifiant (alliage de téflon et de bronze).

z

sont montées sur des patins à film d’huile.

z

sont montées sur des patins aérostatiques (surtout réservé aux machines à mesurer 3D).

Capteurs z

Ils sont choisis en fonction de la précision requise et des contraintes mécaniques.

z

La mesure est d’autant plus précise quand elle est prélevée directement sur le mobile (mesure linéaire directe).

z

La mesure peut aussi être prélevée sur un élément intermédiaire (en extrémité de vis) par un dispositif rotatif plus facile à mettre en œuvre. C’est la mesure indirecte.

z

Le capteur de position peut être analogique et délivrer des signaux électriques modulés. Il peut être aussi numérique et délivrer des impulsions électriques captées par des cellules photoélectriques.

CODES DE PROGRAMMATION La bande perforée Code EIA Devant le développement anarchique des codes de perforation des bandes, on a éprouvé le besoin d’une normalisation. C’est l’Electronic Industries Association qui a proposé un code connu sous le nom de code 8 bits, lequel a été normalisé aux états unis jusqu’en juillet 1961 sous le nom de code RS244. Le codage des caractères est fait sur six pistes seulement. La septième piste est réservée au caractère fin de bloc (EOB) ou tabulation (TAB). La huitième piste assure un contrôle d’imparité. En effet, une combinaison représentant un caractère doit obligatoirement avoir un nombre impair de trous. Sinon un dispositif de contrôle signale qu’il y a une erreur de perforation ou de lecture.

CODES DE PROGRAMMATION Code ASCII La nécessité d’assurer une compatibilité de plus en plus grande avec les systèmes de télécommunication et de traitement de l’information a entraîné la normalisation d’un autre code connu sous le nom de code ASCII (American Standard Code for Information Inter-change). C’est donc le code américain normalisé pour les échanges d’informations. Bien que le code EIA était le plus utilisé, il va progressivement disparaître au profit du code ASCII qui a servi de référence au code européen normalisé : le code ISO.

CODES DE PROGRAMMATION Code ISO

NF Z 68-010 définissant un code à sept pistes et une piste de contrôle de parité. En août 1967, le comité européen ISO/TC 97 a adopté la norme

Le code ISO est un sous ensemble du code ASCII et semble à l’heure actuelle être la version internationale de celui-ci.

MODE DE FONCTIONNEMENT DES CN z

le point à point Seule la position est garantie, les déplacements ne sont pas contrôlés. Le travail s’effectue lorsque la position est atteinte. Machine simple, pas chère; Applications : Table de perçage, taraudage, Poinçonnage, Machine à souder point à point. Y

1

perçage de 1 puis de 2

2

X

z

Le paraxial Un seul déplacement parallèle à un axe (X, Y ou Z) est possible; On peut usiner pendant un déplacement parallèle à un axe. Applications : Fraisage à cycle carré ou cubique, Tournage, Soudage en continu Y

trajectoire outil

X

z

Contournage Grâce à l’interpolateur il est possible d’obtenir un déplacement de la table sur plusieurs axes à la fois. La commande numérique permet de coordonner les mouvements des axes de la machine, de façon à reconstituer la trajectoire programmée. Le rôle de l’interpolateur est d’élaborer cette trajectoire en respectant la vitesse programmée. Elle peut être linéaire ou circulaire, dans le plan ou dans l’espace. L’interpolateur calcule à chaque instant les projections du point courant sur chacun des axes (machine avec calculateur). X Programme de pièce

Logique de traitement

Interpolateur

Y

Z

Contournage : z

Interpolateur linéaire Pour obtenir un segment de droite, on programme le point de départ et le point d’arrivée, l’interpolateur calculera les positions intermédiaires. (Xa,Ya)

(Xd,Yd)

segment de droite

Contournage : z

Interpolateur circulaire Pour obtenir un arc de cercle, on programme le point de départ, le point d’arrivée et le centre de l’arc ou bien le rayon de l’arc du cercle. (Xa,Ya)

arc de cercle

(Xd,Yd)

(Xc,Yc)

CHOIX D’UNE MACHINE OUTIL À COMMANDE NUMÉRIQUE z

Caractéristiques générales de la machine outil Une analyse précise des types de fabrications réalisées au cours de ces dernières années par l’entreprise permet de se faire une idée du besoin en machines outils.

z z z z z z z

fraiseuse, tour, centre d’usinage nombre d’axes à commander numériquement type d’asservissement volume et poids des pièces à usiner précision générale puissance vitesse de la broche Chaque point sera développé et comparé avec les données des catalogues des constructeurs de machines outils à commande numérique.

z

Caractéristiques de la machine Lorsque le choix est arrêté entre une fraiseuse, un tour ou un centre d’usinage, il convient de comparer les différents modèles en tenant compte des points suivants :

z

ossature générale (soudée, moulée, modulable)

z

glissière (métal / métal, patin à aiguilles, …)

z

transmission des mouvements (vis à billes, vérin, …)

z

capacité d’usinage : - courses programmables en X, Y, Z - charges maximales - distance maximale de la table à la broche - surface utile

z

Caractéristiques de la machine (suite)

z

déplacements de la table : - vitesse d’avance rapide - vitesse d’avance de travail - blocage d’axe possible - précision de positionnement et de répétabilité - type d’accostage (par palier, par décélération continue) - temps d’accostage

z

tête : - nombre de broches - moteur de broche : type, couple, puissance - capacité de perçage, taraudage - vitesse de rotation, nombre de gammes - type de changement de vitesse - nez de broche : diamètre, type de porte outil, moyen de serrage - changeur d’outil : type, capacité, temps de changement d’outil

z

Caractéristiques de la commande numérique

z

support d’information d’entrée : bande perforée, bande magnétique, liaison PC

z

code de programmation : ISO, EIA

z

type d’asservissement

z

système numérique, analogique ou mixte

z

programmation : - format fixe ou variable - cotation absolue - possibilité de décalage d’origine - plus petit élément programmable - nombre de fonctions préparatoires disponibles - cycles fixes programmables - nombre de fonctions auxiliaires disponibles

z

Caractéristiques de la commande numérique (suite)

z

possibilité de l’armoire : - travail possible en automatique, en semi-automatique ou en manuel - interpolation linéaire circulaire, … - saut de bloc optionnel - arrêt optionnel visualisation : - des numéros de séquences - des coordonnées de la position courante- du numéro d’outil et de l’état du magasin d’outil - des fonctions préparatoires actives - de la simulation graphique de l’usinage - des états d’alarmes - des paramètres et diagnostiques de la machine variation manuelle de la vitesse de rotation et de la vitesse d’avance correction de rayon d’outil et de longueur d’outil système de dégagement des copeaux

z

z z z

z

Contrat de vente

Le contrat de vente doit préciser les points suivants : z

stage de formation du personnel

z

conditions de réception

z

contrat de maintenance

z

délai de dépannage

z

durée de la garantie

Programmation des MOCN La programmation des MOCN repose aussi sur des conventions, à savoir les langages de programmation normalisés. Les normes [NF ISO 6983-1], [NF Z 68-036], [NF Z 68-037], [NF ISO 4342] décrivent les langages de programmation. Il se trouve que ces normes ne sont pas complètes. Les constructeurs de commande numérique les adaptent aux spécifications de leurs machines. Ainsi, les programmations semi-automatiques du type CFAO, se font dans un autre langage nommé APT ([NF ISO 3592], [NF ISO 4343]). 09/10/2009

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GÉNÉRALITÉS SUR LA PROGRAMMATION Structure d’un programme z

Un programme de commande numérique est formé d’un ensemble de blocs d’informations respectant une syntaxe donnée.

z

Chaque bloc contient des mots ou instructions de pilotage de la machine.

z

Chaque mot est formé de la même façon : Une adresse, un signe et une valeur (le signe + peut être omis)

z

Exemples : X200, Y-300, M02

Structure d’un programme Bloc de début du programme

Mot X 200 valeur

Bloc de fin du programme

Format d’un bloc Il existe deux formats de bloc : z

Le format fixe (norme Z68033) : tous les blocs ont le même nombre de mots. On passe d’un bloc à un autre en modifiant les blocs qui changent et en répétant les blocs qui ne changent pas.

z

Exemple : N10 G01 X200 Y300 Z400 F120 S750 T02 M03 N20 G01 X200 Y100 Z400 F120 S750 T02 M03

z

Le format variable (norme Z68031 et Z68032) : on passe d’un bloc à un autre en ne spécifiant que les mots qui ont changé, les autres ne sont pas réécrits.

z

Exemple : N10 G01 X200 Y300 Z400 F120 S750 T02 M03 N20 Y100

On utilise les adresses suivantes : N G X Y Z H I J K P Q F S T M z z z z z z z z z z

N : numéro de bloc ou numéro de séquence, de N0 à N9999. G : fonctions préparatoires (interpolations linéaire ou circulaire, cycles fixes, …). X, Y, Z : coordonnées du point à atteindre. H : correcteur d’outil. I, J, K : paramètres pour l’interpolation circulaire. P, Q : paramètres de cycles fixes. F : vitesse d’avance. S : vitesse de rotation. T : numéro d’outil. M : fonctions auxiliaires (rotation et arrêt de broche, mise en marche et arrêt de l’arrosage, fin de programme, changement d’outil, ...).

Début de programme z

Lorsque la machine à commande numérique possède un lecteur de bande perforé le programme doit commencer par le code %. Celui ci indique au lecteur de bandes d’arrêter le rebobinage lorsque ce code est lu. Si la machine ne possède pas de lecteur ce code peut être omis.

Ensuite deux cas peuvent se présenter : Si la commande numérique peut admettre plusieurs programmes en mémoire (un seul est exécuté). Il faut donc donner à chaque programme un numéro pour pouvoir les différencier. z Si la commande numérique ne peut admettre qu’un seul programme en mémoire, dans ce cas, le numéro de programme n’est pas nécessaire. z

z

Pour la commande numérique des ateliers de l’ENSEM et de l'ENSAM un programme commence toujours par un numéro de programme précédé par le code O. La syntaxe est la suivante : adresse O suivie par un nombre de quatre chiffres au maximum (O1000).

Corps du programme : z

Celui ci est composé de différents blocs qui décrivent la forme de la pièce à usiner ainsi que tous les paramètres de coupe.

z

Les mots X, Y et Z sont exprimés en mm, 1/100 de mm ou en µm selon le constructeur.

z

Ces valeurs représentent la distance entre une origine, fixée par le programmeur (origine programme) et les points caractéristiques de la pièce.

z

Pour la programmation sur une fraiseuse à commande numérique, on considère que c’est l’outil qui se déplace et non pas la table.

z

Pour la machine des ateliers de l’ENSEM, les mots X, Y et Z sont exprimés en mm.

Fin de programme : z

Il faut indiquer à la machine que le programme est terminé. Le code utilisé est M02 ou M30.

z

M02 : fin du programme et rebobinage de la bande perforée. Un voyant lumineux commence à clignoter.

z

M30 : fin du programme.

PROGRAMMATION SUR FANUC Fonctions préparatoires (codes G) Il existe deux types de codes G : z

les codes G modaux : le code G est valable à partir du bloc où il apparaît et dans tous les blocs suivants jusqu’à la spécification d’un autre code G du même groupe.

z

les codes G non modaux : le code G n’a de valeur que dans le bloc où il apparaît.

Positionnement rapide G00 (modal) Y point initial 100 trajectoire outil

point final

25

X 30

z

G00 G90 X120 Y25;

120

ou

G00 G91 X90 Y-75;

Positionnement rapide G00 (modal) z

Ce code permet le positionnement en vitesse rapide de l’outil en un point quelconque de l’espace.

z

Les vitesses d’avance pour chaque axe sont fixées par le constructeur, il n’est donc pas nécessaire dans un bloc contenant G00 de fixer la vitesse d’avance avec le code F.

z

Le point à atteindre peut être donné dans un repère lié à la pièce ou par rapport au point précédant (coordonnées absolues G90 ou coordonnées relatives G91).

z

La trajectoire de l’outil n’est pas nécessairement le segment de droite qui va du point de départ vers le point d’arrivée.

Celle ci est fixée par le constructeur de la machine.

Interpolation linéaire G01 (modal) z

Permet le déplacement de l’outil en ligne droite à une vitesse d’avance spécifiée par le code F. Y 100

point initial

point final

25

X 30 z

G01 G90 X120 Y25 F120;

120

ou

G01 G91 X90 Y-75 F120;

Interpolation circulaire : G02, G03, (G17, G18, G19) z z

z

Permet de déplacer l’outil selon un arc de cercle à une vitesse d’avance spécifiée par le code F. Selon le nombre d’axes de la machine, il n’est possible de faire l’interpolation circulaire que dans l’un des plans : XY, ZX ou YZ. Les codes G17, G18 et G19 permettent de sélectionner ces plans de travail.

z

Il est possible de décrire un arc de cercle selon deux sens : le sens horaire et le sens trigonométrique. Ce sont les codes G02 et G03 qui vont sélectionner le sens choisi.

Y

G03 G02

X

G03 G02

X

G17

Z

G03 G02

Z

G18

Y

G19

Il est possible de programmer suivant deux méthodes : z

La première méthode spécifie le centre de l’arc de cercle par rapport au point de départ. A

A

A D

D J

C Y

I X

I

C X

D

K Z

Z

J Y

C : centre de l’arc D : point de départ A : point d’arrivée

I, J et K représentent les coordonnées du vecteur DC dans le repère correspondant.

K

C

z

La deuxième méthode spécifie le rayon de l’arc. Dans ce cas deux types d’arcs sont considérés :

z

si l’angle DC,CA est positif.

est inférieur ou égal à 180°, le rayon

z

si l’angle DC,CA rayon est négatif.

est strictement supérieur à 180°, le 2 1

C2

z z

Arc 1 : G02 X.. Y.. R50 Arc 2 : G02 X.. Y.. R-50

A

C1 D

z

Exemple : Y R=50

100

R=60 60 40

90

120 140

200

X

G01 G90 X200 Y40 F300 G03 X140 Y100 I-60 G02 X120 Y60 I-50

Ou bien

G01 G90 X200 Y40 F300 G03 X140 Y100 R60 G02 X120 Y60 R50

Y R=50

100

R=60 60 40

90

120 140

200

X

TABLEAU RÉCAPITULATIF fonctions

code

nature

commentaires

Interpolation G00 linéaire G01

modal

déplacement linéaire en vitesse d’avance rapide

modal

déplacement linéaire en vitesse d’avance programmée

G17

modal

Interpolation dans le plan (X,Y)

modal

Interpolation dans le plan (X,Z)

modal

Interpolation dans le plan (Y,Z)

G02

modal

déplacement circulaire en vitesse d’avance programmée sens horaire

G03

modal

déplacement circulaire en vitesse d’avance programmée sens trigonométrique

Interpolation G18 circulaire G19

Compensation de longueur d’outil : G43, G44, G49 Cette fonction permet de corriger la différence pouvant exister entre la longueur d’outil supposée pendant la programmation et la longueur d’outil réelle lorsque le programme est exécuté. En plus, différents outils peuvent être utilisés dans un même programme. Ces outils n’ont pas nécessairement la même longueur. tête de la machine

tête de la machine L1

tête de la machine L2

L3

Il existe deux fonctions de compensation : G43 : ajoute la valeur de correction à la coordonnée, du point à atteindre, de l’axe correspondant. z G44 : retranche la valeur de correction à la coordonnée, du point à atteindre, de l’axe correspondant. z

z

L’axe de correction est l’axe perpendiculaire au plan sélectionné par les codes G17, G18 et G19. Soit respectivement l’axe Z, Y et X.

z

La valeur de correction stockée en mémoire de correction est spécifiée par le code H suivi d’un numéro de correcteur.

z

Exemple :

z

Le code G49 permet d’annuler la correction de longueur d’outil.

z

Lorsque la valeur de correction est changée suite à un changement de numéro de correcteur, la valeur de correction prend la nouvelle valeur. valeur Celle-ci n’est pas ajoutée à la première valeur de correction.

G00 G17 G90 G43 Z5 H01

COMPENSATION DE LONGUEUR D’OUTIL fonction

code

nature

commentaire

compensation de longueur d’outil

G43

modal

ajout de la longueur

G44

modal

retrait de la longueur

G49

modal

annulation de la correction de longueur d’outil

z

Exemple : Donner le début du programme qui correspond au déplacement de l’outil de la position de changement d’outil (cote Z correspondant à l’origine machine, tête complètement remontée) à la position du point d’approche de coordonnées (X,Y) = (-10,-10) sur le plan de sécurité de cote Z = 5 et ensuite sur le plan de travail de cote Z = -2. Au delà du plan de sécurité, l’avance rapide doit être commutée en avance de travail. plan de travail de cote Z = -2

Y

Y

C’

B’

plan de sécurité de cote Z = 5

D’

A’ A’’

F’ E’

X

Z

plan de travail de cote Z = -2

Y

Y

C’

B’

plan de sécurité de cote Z = 5

D’

A’ A’’

X

Z

F’ E’

O1000 N10 … N20 … initialisation machine N30 … N40 G00 G90 X-10 Y-10 déplacement en rapide suivant X, Y (Z = 0 machine) N50 G43 Z5 H01 déplacement suivant Z avec correction de longueur. N60 G01 Z-2 F150 déplacement en avance de travail suivant Z N70 ...

Compensation de rayon d’outil G40, G41, G42 z

Le programme de commande numérique décrit le contour de la pièce et non la trajectoire de l’outil. Il faut donc connaître le point piloté de l’outil pour pouvoir effectuer un décalage du contour de la pièce et générer la trajectoire outil. La génération de cette trajectoire décalée est prise en charge par le directeur de commande numérique. fraise 2 tailles

R

fraise à bout hémisphérique

fraise à bout torique

R

r

r

point piloté décalage de R

décalage de r

décalage de R + r

z

L’ordre de décalage est donné par les fonctions préparatoires G41 et G42. la valeur de correction (rayon d’outil) doit être mise auparavant en mémoire de correction. Cette valeur est spécifiée dans le programme par le code H suivi du numéro correspondant à l’outil : H00 à H200.

sens de l’avance sens de l’avance

G41 décalage à gauche de la matière

G42 décalage à droite de la matière

z

Le décalage n’est effectué que s’il y a un ordre de déplacement (G00 ou G01) après la dernière apparition de l’ordre de décalage (G41 ou G42).

z

Dans un bloc donné, il ne doit pas y avoir un ordre de décalage et une interpolation circulaire à la fois.

z

L’ordre G40 annule toute compensation de rayon d’outil (décalage). Un programme se termine toujours en mode d’annulation de compensation de rayon d’outil. fonction

code

nature

commentaire

compensation de rayon d’outil

G40

modal

annulation de la compensation de rayon

G41

modal

compensation de rayon à gauche

G42

modal

compensation de rayon à droite

z

Exemple :

R15 C

B

R11

A

D F

z z z

E

Ecrire le programme d’usinage de la pièce ci-contre. On ne tiendra pas compte de la partie initialisation de la machine. On utilise une fraise deux lèvres de diamètre 8 mm.

SOLUTION On commence par choisir l’origine programme. z On la prend au point A. z On donne ensuite les coordonnées des points caractéristiques du z

contour par rapport à cette origine plan de travail de cote Z = -2

Y

Y

C’

B’

plan de sécurité de cote Z = 5

D’

A’ A’’

F’ E’

X

Z

z

Coordonnées des points caractéristiques Points

A

B

C

D

E

F

A’’

X

0

0

30

30

26

4

-8

Y

0

40

40

0

0

0

-8

z

On donne également la page outil : c’est un document qui regroupe tous les outils utilisé dans le programme, leurs numéros et les numéros des correcteurs correspondants

Outil

N°

Correcteurs Longueurs

Fraise 2 lèvres ∅ 8

01

Programme ?

Rayons

n°

valeur

n°

valeur

H01

------

H11

4

Programme : O 1000 ; N10 G17 G40 G49 G80 ; N20 …… ; N30 G00 G90 X-8 Y-8 ; N40 G43 Z5 H01 ; N50 G01 Z-2 F120 ; N60 G41 X0 Y0 H11 ; N70 Y40 ; N80 G02 X30 R15 ; N90 G01 Y0 ; N100 X26 ; N110 G03 X4 R11 ; N120 G01 X0 ; N130 G40 X-8 Y-8 ; N140 M30 ;

O

u

en i b

O 1000 ; N10 G17 G40 G49 G80 ; N20 …… ; N30 G00 G90 X-8 Y-8 ; N40 G43 Z5 H01 ; N50 G01 Z-2 F120 ; N60 G41 X0 Y0 H11 ; N70 Y40 ; N80 G02 X30 I15 ; N90 G01 Y0 ; N100 X26 ; N110 G03 X4 I-11 ; N120 G01 X0 ; N130 G40 X-8 Y-8 ; N140 M30 ;

Interpolation circulaire de correction aux angles G39 z

Cette fonction permet d’obtenir une trajectoire circulaire aux angles de profils linéaires consécutifs. Trajectoire outil

Interpolation circulaire de correction aux angles

Profil pièce

z

Le code G39 n’est pas modal, modal il n’est actif que dans le bloc où il est spécifié.

z

Si G39 n’est pas spécifié, le changement d’orientation de la trajectoire outil se fera sur la bissectrice de l’angle des deux profils. Trajectoire outil Profil pièce

z

Exemple

50

100

N60 G01 X43 Y91 ; N70 G39 X50 Y100 ; ou

91

N70 G39 I50 J100 ; 43

Mode de coordonnées G90, G91 Il existe deux modes de coordonnées : z

Coordonnées absolues G90 : Toutes les coordonnées sont définies par rapport à une origine fixe (origine pièce).

z

Coordonnées relatives G91 : Les coordonnées de chaque point sont définies par rapport au point précédent.

Fonction d’avance z

Avance rapide : Elle est obtenue par le code G00. G00 Aucune valeur ne doit être spécifiée, le réglage de la valeur est fait par le constructeur pour chaque axe de la machine.

z

Avance de coupe : Elle est donnée par le code F suivi de la valeur. – Avance par minute G94 (modal) : La valeur spécifiée après le code F donne l’avance en mm/min. – Avance par tour G95 (modal) : la valeur spécifiée après le code F donne l’avance en mm/tr.

Fonction vitesse de broche z z

La vitesse de rotation de la broche est donnée par le code S suivi d’un nombre. Ce nombre exprime la vitesse de broche en tr/min. tr/min

Remarque : Le code S ne fait pas tourner la broche, c’est le code M qui permet de le faire.

Fonction sélection outil z

La sélection d’un outil s’ordonne par la présence du code T, T suivi du numéro d’outil.

z

La commande numérique réagit en mettant l’outil sélectionné en position de changement d’outil.

z

Le changement d’outil se fait par un code M (M06).

Fonctions auxiliaires (codes M) z

Seul un code M peut être spécifié dans un bloc donné. Lorsque deux codes M sont spécifiés dans le même bloc, le dernier code M spécifié est opérationnel.

z

La sélection des codes M pour les fonctions de machine varie selon le constructeur de la machineoutil (Page 21).

Les codes M suivants sont utilisés sur FANUC Code M

Fonction

M00

Arrêt de programme

M01

Arrêt facultatif

M02

Fin de programme avec rebobinage

M03

Rotation de la broche, sens horaire

M04

Rotation de la broche, sens trigonométrique

M05

Arrêt de la broche

M06

Changement d’outil

M08

Mise en marche de l’arrosage

M09

Arrêt de l’arrosage

M19

Indexation de la broche

M21

Image miroir par rapport à l’axe X (en option)

M22

Image miroir par rapport à l’axe Y (en option)

M30

Fin de programme

M98

Appel de sous programme

M99

Fin de sous programme

Changement d’outil z

Le changement d’outil s’effectue par le code M06, M06 mais il faut auparavant préparer l’outil (l’amener en poste de changement d’outil) par la commande T.

z

Il ne faut pas mettre les codes M06 et T dans le même bloc. Il est recommandé de préparer l’outil suivant une fois le changement d’outil effectué.

z

Exemple : Utilisation de l’outil 2 puis de l’outil 5. N90 T02

mise en place de l’outil 2 au poste de changement.

N100 M06 changement d’outil N110 T05 mise en place de l’outil 5 au poste de changement.

z

Le changement d’outil ne peut s’effectuer en n’importe quel point de l’espace. Il existe une cote Z de changement d’outil.

z

Il faut donc avant le code M06 envoyer l’outil à l’emplacement de changement d’outil.

z

Ceci s’effectue par le code G28.

z

la syntaxe est la suivante : N30 G28 G91 Z0 ; Retour au zéro machine sur Z (point de changement d’outil)

Exemple Ecrire le programme d’usinage de la pièce ci dessous. R250

Y

O R650 R650

E

D C

B

F

I

A

G

H

X

Z X

Coordonnées des points caractéristiques du contour : points

A

B

C

D

E

F

G

H

I

O

X

0

0

200

250

650

700

900

900

450

450

Y

0

400

400

650

650

400

400

0

150

800

Page outil : Outil

N°

Correcteurs Longueurs

Fraise 2 lèvres ∅ 8

01

Rayons

n°

valeur

n°

valeur

H01

------

H11

4

O1000 ; N10 G17 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0; N30 M06; N40 G00 G90 X-10 Y-10 S800 M03; N50 G43 Z5 H01; N60 G01 Z-2 F160 M08; N70 G41 X0 Y0 H11; N80 Y400 ; N90 X200 ; N100 G03 X250 Y650 R650 ; N110 G02 X650 R-250 ; N120 G03 X700 Y400 R650 ; N130 G01 X900 ; N140 Y0 ; N150 X450 Y150 ; N160 X0 Y0 ; N170 G40 X-10 Y-10 M09 ; N180 Z2 M05 ; N190 G00 G28 G91 Z0 ; N200 M30;

Bloc d’initialisation, appel de l’outil Remontée au point de changement outil Changement outil Arrivée en rapide en X, Y Décente en rapide en Z (plan de sécurité) Arrivée en vitesse lente dans le plan de travail Correction de rayon d’outil

Annulation de correction de rayon Dégagement en Z et arrêt de broche Retour à l’origine machine en Z Fin du programme

SOUS-PROGRAMMES z

Lorsqu’un programme contient certaines séquences fixes ou des figures d’usinage souvent répétées, ces séquences ou figures d’usinage peuvent être introduites en mémoire comme sous-programme. programme

Programme principal Sous-programme O 2000 ; Bloc 2 . . . Appel du sous-programme M98 P1000 Bloc n . . . Fin du Programme principal M30 ;

O 1000 ; Bloc 2 Bloc 3 . . . . . . .

Retour au Programme principal M99 ;

FORMAT D’APPEL D'UN SOUS-PROGRAMME Le bloc d’appel d’un sous-programme a le format suivant : M98 P…. **** …. : Nombre d’exécutions du sous-programme (de 1 à 4 chiffres). S’il est omis, le sous-programme sera exécuté une seule fois. **** : Numéro du sous-programme (de 1 à 4 chiffres). Exemples : M98 P00021000 ; M98 P21000 ; M98 P1000 ;

le sous-programme 1000 sera exécuté 2 fois. le sous-programme 1000 sera exécuté 2 fois. le sous-programme 1000 sera exécuté 1 seule fois.

Un sous-programme peut appeler un autre sous-programme. Une instruction de déplacement et un appel de sous-programme peuvent se trouver dans le même bloc. Dans ce cas le déplacement s’effectue avant l’appel du sous-programme.

ORIGINES X, Y, Z : Origine machine x, y, z

Z

: Origine programme

Y X

x’, y’, z’ : Origine pièce

z’

z

y’ x'

y x

z Origine machine : Cette origine est fixée par le constructeur et est représentée par des butées électriques sur les axes. Ces butées sont placées au milieu des courses ou aux extrémités. z Origine programme : C’est le point de référence pour la programmation du profil de la pièce. Elle est choisie par le programmeur. Toutes les cotes de la programmation sont données par rapport à cette origine (du moins en mode absolu). z Origine pièce : C’est le positionnement de la pièce par rapport à l’origine programme. Dans beaucoup de cas, l’origine programme et l’origine pièce sont confondues.

09/10/2009

Par A. El barkany

126

z

Les machines FANUC autorisent la mise en place de six repères pièces différents appelés aussi coordonnées de travail. travail

z

Par défaut la machine utilise le repère n° 1. Il est possible de choisir son repère par les fonctions : G54

G55

G56

G57

G58

G59

repère n°1 repère n°2 repère n°3 repère n°4 repère n°5 repère n°6

z

Ces différentes origines peuvent être utilisées dans le même programme afin de permettre une translation de l’origine programme sans changer les valeurs des déplacements dans le programme de commande numérique.

Exemple Une pièce comporte quatre séries d’usinages identiques (moule de fonderie comportant quatre empreintes identiques). Y2

Y4

X4

X2 Y1

Y3

X1

X3

z

Si l’on associe à chaque empreinte un repère, les profils sont identiques dans les quatre repères. Pour passer d’une empreinte à une autre, on fait un changement d’origine.

z

Le programme d’usinage d’une empreinte peut être organisé sous forme de sous-programme (O 2000). Un programme principal permet d’appeler ce sous programme en changeant d’origine.

z

Les paramètres définissant les repères 1 à 4 sont introduits par le clavier de la machine en page de coordonnées de travail. O 1000 ; N10 ……. ; N20 ……. ; N30 G54 M98 P2000 ; N40 G55 M98 P2000 ; N50 G56 M98 P2000 ; N60 G57 M98 P2000 ; N70 ……; N80 M30;

Y2

Y4 X4

X2 Y1

Y3 X1

X3

Décalage d’origine z

Dans le programme de commande numérique, on peut ordonner un décalage d’origine à l’aide du code G92.

z

La syntaxe est la suivante : G92 X… Y… Z… ;

z

Cette fonction est modale et permet de décaler les six repères (G54 à G59) des valeurs introduites après les adresses X, Y et Z.

z

On peut faire un décalage suivant un, deux ou trois axes : G92 X50 ; G92 X50 Y30 ;

TRAVAIL PRÉPARATOIRE Tout programme de commande numérique doit être préparé avant son écriture. La préparation consiste à : z

Choisir l’origine programme.

z

Repérer tous les points caractéristiques du contour de la pièce, calculer leurs coordonnées si ceux-ci ne sont pas cotés et enfin dresser un tableau donnant les coordonnées de chacune de ces points. Le contour de la pièce peut être complété par des points d’approche et de dégagement.

z

Mettre au point la gamme d’usinage (outils et trajectoires outils) donnant l’ordre chronologique des diverses opérations permettant l’usinage de la pièce. C’est la partie la plus importante du travail.

z

Préparer la page outil : c’est un document regroupant tous les renseignements nécessaires au préparateur pour la programmation des paramètres et le contrôle du programme.

Exemple 1 : étude de la gamme 10

Z X

Outils disponibles : Fraises 2 tailles Φ 20 à 80.

2

Fraises 2 lèvres Φ 2, 4, 6, 8, 10 R3

Y

10 X

Procédure z z z

Il faut enlever un maximum de matière en ébauche ; Il faut essayer d’avoir une passe de finition constante sur tout le profil ; Il faut donc choisir l’outil le plus approprié.

z

Choix des outils : Ébauche : Demi-finition : Finition :

fraise 2 lèvres Φ 10 fraise 2 lèvres Φ 6 fraise 2 lèvres Φ 6

z

Choix des surépaisseurs d’usinage : 0 mm pour la finition 1 mm pour la demi-finition

z

Ébauche : Décalage du contour pièce du rayon outil (5 mm) et de la surépaisseur d’usinage. Ce qui donne :

• Ébauche :

Décalage du contour pièce du rayon outil (5 mm) et de la surépaisseur d’usinage. Ce qui donne :

Profil d’ébauche à obtenir

Trajectoire outil aberrante Trajectoire outil décalée

Profil final de la pièce

• Le décalage du profil pièce donne un rayon négatif d’où destruction de la pièce. • Il faut donc retirer le congé et ne considérer que le profil formé des deux segments.

• La trajectoire décalée sera programmée directement sans compensation de rayon.

• Demi-finition Le congé d’ébauche par rapport au congé fini fait apparaître une accumulation de matière à supprimer avant la passe de finition. La passe de finition doit être la plus régulière possible de façon à obtenir un état de surface équivalent sur tout le profil. Accumulation de matière

Profil d’ébauche Trajectoire ½ finition

Profil ½ finition

Profil finition

z z

Décalage de la trajectoire du rayon d’outil (3 mm) plus la surépaisseur de ½ finition (1mm). Pour la même raison qu’en ébauche, on programmera la trajectoire directe sans compensation de rayon d’outil et en éliminera la partie aberrante.

z

Finition : On programmera le profil final de la pièce avec décalage du rayon d’outil.

z

Page outils : Outil

N°

Correcteurs Longueurs

Rayons

n°

valeur

n°

valeur

Fraise 2 lèvres ∅ 10

01

H01

------

H11

5

Fraise 2 lèvres ∅ 6

02

H02

------

H12

3

O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06 ; N40 G00 G90 X7 Y4 S636 M03 T02 ; N50 G43 Z2 H01 ; N60 G01 Z-2 F126 M08 ; N70 X-4 ; N80 Y-7 ; N90 Z3 M09 ; N100 G28 G91 Z0 M05 ; N110 M06 ; N120 G00 G90 X5 Y6 S1326 M03 ; N130 G43 Z2 H02 ;

Í Programme

N140 G01 Z-2 F265 M08 ; N150 X-6 ; N160 Y-5 ; N170 Z2 ; N180 G00 X7 Y0 ; N190 G01 Z-2 ; N200 G41 X0 Y10 H12 ; N210 X-7 ; N220 G03 X-10 Y7 ; N230 G01 Y-7 ; N240 G40 Z2 M09 ; N250 G28 G91 Z0 M05 ; N260 M30 ;

Exemple 2 240 180 45° 60 0 80 50

290 340 tous rayons : 30

tolérance générale : 0.05

20

Origine programme, repérage des points caractéristiques du contour : Y

Y B

C

A

D F

E

X

Z

z

Calcul des coordonnées des points du contour : Le calcul des coordonnées des différents points du contour se fait d’après la cotation. Les coordonnées d’un point pouvant découler du calcul des coordonnées d’un autre point, il est fortement conseillé d’utiliser les résultats obtenus avec toutes les décimales données. Les erreurs d’arrondi s’ajoutant, il est possible de programmer un point qui n’appartient pas au contour. Points

X calculé calculé

Y calculé calculé

X programmé programmé

Y programmé programmé

A

28,78679656

81,21320344

28,787

81,213

B

148,78679656

201,21320344

148,787

201,213

C

191,21320344

201,21320344

191,213

201,213

D

311,21320344

81,21320344

311,213

81,213

E

290

30

290

30

F

50

30

50

30

G

- 52,42640688

0

- 52,426

0

H

- 22,21320344

81,21320344

- 22,213

81,213

Gamme d’usinage :

Opération Contournage

Outil

Vc

A

Fraise 2T ∅ 80 à plaquettes carbures, 4 dents

100 110

0.05 0.1

Observations ébauche finition • usinage en 4 niveaux de 5 mm suivant Z • 2 passes pour usiner un niveau 1ère passe du point A au point D 2ème passe sur la totalité du contour

Page outils : Outil

N°

Correcteurs Longueurs

Rayons

n°

valeur

n°

valeur

Fraise 2 tailles ∅ 80

01

H01

------

H11

60

Fraise 2 tailles ∅ 80

01

H01

------

H12

40

Trajectoires outils :

trajectoire de la 2ème passe

trajectoire de la 1ère passe B

H

A F G

C

D E

O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06 ; N40 G00 G90 X-60 Y40 S397 M03 ; N50 G43 Z5 H01 ; N60 G01 Z-5 F158 M08 ; (CONTOURNAGE EBAUCHE) N70 G41 X28.787 Y81.213 H11 ; N80 M98 P41001 ; N90 G40 ; N100 G00 Z5 ; N110 X-60 Y40 ; N120 G01 Z-5 ; (CONTOURNAGE FINITION) N130 S437 F174 ; N140 G41 X28.787 Y81.213 H12 ; N150 M98 P31002 ; N160 X148.787 Y201.213 ; N170 G02 X191.213 R30 ; N180 G01 X311.213 Y81.213 ; N190 G02 X290 Y30 R30 ; N200 G01 X50 ; N210 G02 X28.787 Y81.213 R30 ; N220 G03 X-22.213 R50 ; N230 G00 G28 G91 Z0 M09 ; N240 M05 ; N250 M30 ;

O1001 ; N10 X148.787 Y201.213 N20 G02 X191.213 R30 ; N30 G01 X311.213 Y81.213 ; N40 G00 Y0 ; N50 X-52.426 ; N60 G40 X-60 Y40 ; N70 G01 G91 Z-5 ; N80 G90 G41 X28.787 Y81.213 H11 ; N90 M99 ;

O1002 ; N10 X148.787 Y201.213 ; N20 G02 X191.213 R30 ; N30 G01 X311.213 Y81.213 ; N40 G02 X290 Y30 R30 ; N50 G01 X50 Y30 ; N60 G02 X28.787 Y81.213 R30 ; N70 G03 X-22.213 R50 ; N80 G40 ; N90 G01 X-60 Y40 ; N100 G91 Z-5 ; N110 G41 G90 X28.787 Y81.213 H12 ; N120 M99 ;

CRITÈRES À RETENIR MODES D'USINAGE : Surfaçage

Programmer directement la trajectoire de l’axe de l’outil ⇒ pas de compensation de rayon.

Contournage Prévoir un point d’approche en rapide, un point de début d’usinage, appartenant au premier profil à usiner mais ne faisant pas partie du contour et un point de dégagement en fin d’usinage.

CONTOURNAGE : Phase

Point d’arrivée

Méthode pour y parvenir

1

Point d’approche en rapide sur le plan de sécurité

Déplacement en X, Y en dehors de la matière puis déplacement en Z avec compensation de longueur d’outil sur un plan de sécurité au dessus de la matière.

2

Point d’approche sur le plan de travail

Déplacement en Z jusqu’au plan de travail en vitesse de travail.

3

Point de début d’usinage

Déplacement en X, Y avec compensation de rayon en un point appartenant au premier profil.

4

Point de dégagement

Point appartenant au dernier profil mais n’appartenant pas au contour. Permet le dégagement de l’outil.

5

Retour sur le plan Remontée en Z en vitesse de travail sur le plan de de sécurité sécurité.

CYCLES FIXES z

Afin de simplifier la programmation, le constructeur a préprogrammé des cycles d’usinage qui sont paramétrables (cycles fixes).

z

Ces cycles font du perçage, du taraudage, du chambrage et de l’alésage. sage

z

L’ensemble de ces cycles s’effectue en six opérations : – – – – – –

Opération 1 : positionnement en rapide des axes autres que Z Opération 2 : descente en rapide au point R Opération 3 : travail Opération 4 : opération au fond du trou Opération 5 : remontée en rapide au point R Opération 6 : remontée en rapide au point de positionnement

Instructions utilisables en cycles fixes : Nature de l’instruction mode de coordonnées spécification du point de retour

mode de perçage

Code G90 G91 G98 G99 G73 G74 . . . . G89

Commentaire absolu relatif ou incrémental retour au point initial retour au point R voir tableau suivant

Les paramètres de ces cycles fixes sont donnés sous la forme : G .. X--- Y--- Z--- R--- P--- Q--- F---

K--- ; nombre de répétitions données de perçage

profondeur du trou position du trou

mode de perçage

NOTATIONS : z

X, Y : position du trou

z

Z

: spécifie : - la cote de fond du trou en mode absolu (G90) - ou bien la distance entre le fond du trou et le point R en mode relatif (G91)

z

R

: spécifie : - la cote du point R en mode absolu (G90) - la différence de cote entre le niveau de positionnement initial et le point R, en mode relatif (G91)

z

Q : spécifie la distance de plongée de l’outil (perçage avec débourrage ou alésage fin)

z

P : spécifie le temps d’arrêt au fond du trou

z

F : spécifie la vitesse d’avance

z

K : spécifie le nombre de répétitions des opérations de 1 à 6 • Si K n’est pas spécifié, alors K=1

Programmation absolue G90

•

• point R

Programmation relative G91

R

•

•

point R Z=0

•

• Z

Z fond du trou

•

R

fond du trou

•

TABLEAU DES CYCLES FIXES DISPONIBLES Code

Avance en Z-

G73

intermittente

G74

continue

G76

continue

Opération au fond du trou

Avance en Z+

Application

rapide

perçage avec débourrage à grande vitesse

arrêt temporisé

vitesse de travail

taraudage gauche

arrêt orienté de la broche

rapide

alésage fin

G80

annulation

G81

continue

G82

continue

G83

intermittente

G84

continue

G85

continue

G86

continue

G87

continue

G88

continue

arrêt temporisé arrêt de la broche

manuelle

alésage

G89

continue

arrêt temporisé

vitesse de travail

alésage

arrêt temporisé

arrêt temporisé

rapide

perçage, centrage

rapide

perçage chambrage

rapide

perçage avec débourrage

vitesse de travail

taraudage

vitesse de travail

alésage

arrêt de la broche

alésage contre-alésage

CYCLE DE PERÇAGE, CENTRAGE G81 La syntaxe est la suivante : G81 X … Y… Z… R…F…; Programme :

Y

Y

40 20 Z

X

O 1000 ; N 10 G17 G40 G49 G54 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X20 Y20 S800 M03 ; N50 G43 Z5 H01 M08 ; N60 G81 Z-12 R2 F80 ; (perçage du trou 1) N70 X50 Y40 ; (perçage du trou 2) N80 G80 Z5 M09 ; (annulation de cycle fixe) N90 G28 G91 Z0 M05 ; N100 M30 ;

20

50

10

Remarque : pour revenir à l’origine machine, on doit annuler le mode de cycle fixe. Sinon la machine se met en état d’alarme.

5.3 cycle de perçage avec débourrage à grande vitesse G73 La syntaxe est la suivante : G73 X … Y… Z… Q… R… F…; Mode G98

Mode G99

point R

point R q

d

q

q

q

q

q

point Z

d

point Z

q est la valeur de l’incrément de perçage, spécifié après l’adresse Q. La valeur du retrait d est introduite en paramètre machine (n° 531). Il est possible de régler des retraits de faibles valeurs. Le retrait se fait à la vitesse rapide.

5.4 cycle de perçage avec débourrage G83 La syntaxe est la suivante : G83 X … Y… Z… Q… R… F…; Mode G98

Mode G99

point R

point R

q

d

q

d

q

d point Z

q

d

q

d

q

d point Z

q est la valeur de l’incrément de perçage, spécifié après l’adresse Q. A partir du deuxième incrément de perçage, l’avance rapide est commutée en avance de travail à d mm avant la position où le dernier retrait a été commandé. Le retrait se fait à la vitesse rapide. La valeur du retrait d est introduite en paramètre machine (n° 532).

5.5 Cycle d’alésage fin G76 La syntaxe est la suivante : G76 X … Y… Z… Q… R… F…; En fin d’usinage (arrivée au point de cote Z), un arrêt temporisé et orienté de la broche est effectué. L’outil est ensuite décalé d’une distance q spécifiée après l’adresse Q. L’axe de décalage est choisi par le constructeur.

q

Mode G98

point R

Mode G99

point R

point Z

point Z q

q

5.6 cycle de contre alésage G87 Mode G98

point Z

point R

Mode G99

non utilisé

q

Après positionnement de l’outil au point initial, la broche s’arrête en position d’orientation et elle est décalée dans le sens opposé à celui de l’outil. Elle descend en rapide au fond du trou (point R), puis elle est décalée dans le sens de l’outil. Elle tourne dans le sens horaire et remonte à la vitesse de travail jusqu’au point Z. A cette position, la broche s’arrête de nouveau dans la position d’orientation et se déplace dans le sens opposé à celui de l’outil, puis l’outil est retiré du trou. Après le retour au point initial, la broche est décalée dans le sens de l’outil.

5.7 cycle de taraudage G84 Mode G98

point R

point Z

broche sens horaire

broche sens trigonométrique

Mode G99

point R

point Z

broche sens horaire

broche sens trigonométrique

La broche est mise en rotation dans le sens horaire, descend en usinant du point R au point Z. Au fond du trou, un arrêt temporisé de la broche est exécuté avec changement du sens de rotation. L’outil est ensuite dégagé du trou taraudé. Au point R, la broche est arrêtée et le sens de rotation est changé.

Exemple (cycles fixes) Y 600 13

3

500

4

Les trous 1 à 6 : perçage diamètre 10.

9

8 400 12

2

300

5

Les trous 7 à 10 : perçage diamètre 20.

10

7 200 11

1

100

6

X 100 Z 50 50

250

400

550

700

800 X

Les trous 11 à 13 : alésage diamètre 60.

Page outils :

Outil

N°

Correcteurs Longueurs

Rayons

n°

valeur

foret à centrer

T01

H01

------

foret diamètre 6

T02

H02

------

foret diamètre 10

T03

H03

------

foret diamètre 15

T04

H04

------

foret diamètre 20

T05

H05

------

foret diamètre 25

T06

H06

------

foret diamètre 30

T07

H07

------

outil à aléser

T08

H08

------

n°

valeur

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001;

Sous programme 1001 O1001; N10 X250 Y200; N20 X100 Y300 ; N30 X250 Y400 ; N40 G98 X100 Y500 ; N50 X400 Z-3 R3; N60 Y300; N70 Y100; N80 G99 X700 Z-53 R-47 ; N90 X550 Y200; N100 X700 Y300 ; N110 X550 Y400 ; N120 G98 X700 Y500 ; N130 G80 Z5 M09 ; N140 G28 G91 Z0 M05; N150 M99;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002;

Sous programme 1002 O1002; N10 X250 Y200; N20 X100 Y300 ; N30 X250 Y400 ; N40 G98 X100 Y500 ; N50 X400 R3; N60 Y300; N70 Y100; N80 G99 X700 R-47 ; N90 X550 Y200; N100 X700 Y300 ; N110 X550 Y400 ; N120 G98 X700 Y500 ; N130 G80 Z5 M09 ; N140 G28 G91 Z0 M05; N150 M99;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002; N130 M06; N140 G00 G90 X100 Y100 S637 M03 T04; N150 G43 Z3 H03; N160 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F64 M08; N170 M98 P1002;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002; N130 M06; N140 G00 G90 X100 Y100 S637 M03 T04; N150 G43 Z3 H03; N160 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F64 M08; N170 M98 P1002; N180 M06; N190 G00 G90 X250 Y200 S424 M03 T05; N200 G43 Z3 H04; N210 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F42 M08; N220 M98 P1003;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002; N130 M06; N140 G00 G90 X100 Y100 S637 M03 T04; N150 G43 Z3 H03; N160 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F64 M08; N170 M98 P1002; N180 M06; N190 G00 G90 X250 Y200 S424 M03 T05; N200 G43 Z3 H04; N210 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F42 M08; N220 M98 P1003;

Sous programme 1003 O1003; N10 G98 Y400 ; N20 X400 Y500 R3; N30 Y300; N40 Y100; N50 G99 X550 Y200 R-47 ; N60 G98 Y400 ; N70 G80 Z5 M09 ; N80 G28 G91 Z0 M05; N90 M99;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002; N130 M06; N140 G00 G90 X100 Y100 S637 M03 T04; N150 G43 Z3 H03; N160 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F64 M08; N170 M98 P1002; N180 M06; N190 G00 G90 X250 Y200 S424 M03 T05; N200 G43 Z3 H04; N210 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F42 M08; N220 M98 P1003;

N230 M06; N240 G00 G90 X250 Y200 S318 M03 T06; N250 G43 Z3 H05; N260 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F32 M08; N270 M98 P1003;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002; N130 M06; N140 G00 G90 X100 Y100 S637 M03 T04; N150 G43 Z3 H03; N160 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F64 M08; N170 M98 P1002; N180 M06; N190 G00 G90 X250 Y200 S424 M03 T05; N200 G43 Z3 H04; N210 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F42 M08; N220 M98 P1003; N230 M06;

N240 G00 G90 X250 Y200 S318 M03 T06; N250 G43 Z3 H05; N260 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F32 M08; N270 M98 P1003; N280 M06; N290 G00 G90 X400 Y100 S255 M03 T07; N300 G43 Z3 H06; N310 G99 G83 Z-103 R3 Q15 F26 M08; N320 M98 P1004;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002; N130 M06; N140 G00 G90 X100 Y100 S637 M03 T04; N150 G43 Z3 H03; N160 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F64 M08; N170 M98 P1002; N180 M06; N190 G00 G90 X250 Y200 S424 M03 T05; N200 G43 Z3 H04; N210 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F42 M08; N220 M98 P1003; N230 M06;

N240 G00 G90 X250 Y200 S318 M03 T06; N250 G43 Z3 H05; N260 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F32 M08; N270 M98 P1003; N280 M06; N290 G00 G90 X400 Y100 S255 M03 T07; N300 G43 Z3 H06; N310 G99 G83 Z-103 R3 Q15 F26 M08; N320 M98 P1004;

Sous programme 1004 O1004; N10 Y300; N20 Y500; N30 G80 Z5 M09 ; N40 G28 G91 Z0 M05; N50 M99;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002; N130 M06; N140 G00 G90 X100 Y100 S637 M03 T04; N150 G43 Z3 H03; N160 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F64 M08; N170 M98 P1002; N180 M06; N190 G00 G90 X250 Y200 S424 M03 T05; N200 G43 Z3 H04; N210 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F42 M08; N220 M98 P1003; N230 M06;

N240 G00 G90 X250 Y200 S318 M03 T06; N250 G43 Z3 H05; N260 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F32 M08; N270 M98 P1003; N280 M06; N290 G00 G90 X400 Y100 S255 M03 T07; N300 G43 Z3 H06; N310 G99 G83 Z-103 R3 Q15 F26 M08; N320 M98 P1004; N330 M06; N340 G00 G90 X400 Y100 S212 M03 T08; N350 G43 Z3 H07; N360 G99 G83 Z-103 R3 Q15 F21 M08; N370 M98 P1004;

Programme principal O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06; N40 G00 G90 X100 Y100 S1273 M03 T02; N50 G43 Z3 H01; N60 G99 G81 Z-53 R-47 F127 M08; N70 M98 P1001; N80 M06; N90 G00 G90 X100 Y100 S1061 M03 T03; N100 G43 Z3 H02; N110 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F106 M08; N120 M98 P1002; N130 M06; N140 G00 G90 X100 Y100 S637 M03 T04; N150 G43 Z3 H03; N160 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F64 M08; N170 M98 P1002; N180 M06; N190 G00 G90 X250 Y200 S424 M03 T05; N200 G43 Z3 H04; N210 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F42 M08; N220 M98 P1003; N230 M06;

N240 G00 G90 X250 Y200 S318 M03 T06; N250 G43 Z3 H05; N260 G99 G83 Z-103 R-47 Q15 F32 M08; N270 M98 P1003; N280 M06; N290 G00 G90 X400 Y100 S255 M03 T07; N300 G43 Z3 H06; N310 G99 G83 Z-103 R3 Q15 F26 M08; N320 M98 P1004; N330 M06; N340 G00 G90 X400 Y100 S212 M03 T08; N350 G43 Z3 H07; N360 G99 G83 Z-103 R3 Q15 F21 M08; N370 M98 P1004; N380 M06; N390 G00 G90 X400 Y100 S106 M03; N400 G43 Z3 H08; N410 G99 G76 Z-103 R3 Q2 F11 M08; N420 M98 P1004; N420 M30 ;

Fraisage de poche 240 180 45° 60

80 60 50

290 tous rayons : 30

20 20

340 tolérance générale : 0.05

Origine programme, repérage caractéristiques du contour :

des

points

Y

Y B

C

G

A F

D E

X

Z

Calcul des coordonnées des points du contour Points

X calculé

Y calculé

X programmé

Y programmé

A

28.78679656

81.21320344

28.787

81.213

B

148.78679656

201.21320344

148.787

201.213

C

191.21320344

201.21320344

191.213

201.213

D

311.21320344

81.21320344

311.213

81.213

E

290

30

290

30

F

50

30

50

30

G

170

120

170

120

Gamme d’usinage : opération

outil

Vc

A

observations

centrage

foret à centrer

20

0.05

trou central

perçage

foret Φ 6

20

0.05

trou central, descente de 18 mm pour ne pas endommager la surface plane

perçage

foret Φ 12

20

0.05

descente de 20 mm

perçage

foret Φ 18

20

0.05

descente de 20 mm

perçage

foret Φ 25

20

0.05

descente de 20 mm

perçage

foret Φ 30

20

0.05

descente de 20 mm

perçage

foret Φ 35

20

0.05

descente de 20 mm

ébauche

fraise d’ébauche Φ 30

20

0.05

descente dans le trou central. usinage en 4 niveaux de 5 mm. laisser une surépaisseur d’usinage de 1 mm.

finition

fraise 2T ∅ 60

25

0.1

Finition du profil et de la surface plane

Page outils : Outil

N°

Correcteurs Longueurs n°

valeur

foret à centrer

T01

H01

------

foret Φ 6

T02

H02

------

foret Φ 12

T03

H03

------

foret Φ 18

T04

H04

------

foret Φ 25

T05

H05

------

foret Φ 30

T06

H06

------

foret Φ 35

T07

H07

------

fraise d’ébauche Φ 40

T08

H08

------

fraise 2 tailles Φ 60

T09

H09

------

Rayons n°

valeur

H19

30

Trajectoires outils : Fraise d’ébauche : Trajectoire du centre de la fraise :

G-D’’-E’’-F’’-D’’ A’’-B’’-C’’-A’’ A’-B’-C’-D’-E’-F’-A’-G Fraise 2 tailles (finition) : contour A-B-C-D-E-F-A avec décalage d’outil à droite. Y

B’

C’

B’’ E’’ D’

A’

D’’ A’’

F’

F’’ C’’

E’

X

z

Programme :

z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z

O1000 ; N10 G17 G54 G40 G49 G80 T01 ; N20 G28 G91 Z0 ; N30 M06 ; N40 G00 G90 X170 Y120 S1000 M03 ; N50 G43 Z5 H01M08 ; (PERCAGE DU TROU CENTRAL) N60 M98 P1001 ; (sous programme O1001, voir exemple de cycles fixes) N70 G28 G91 Z0 T08 ; N80 M06 ; N90 G00 G90 X170 Y120 S212 M03 ; N100 G43 Z5 H08 M08 ; N110 G01 Z0 F42 ; (CONTOURNAGE EBAUCHE) N120 M98 P41002 ; N130 G01 Z5 M09 ; N70 G28 G91 Z0 M05 T09 ; N80 M06 ; N90 G00 G90 X43 Y66 S133 M03 ; N100 G43 Z5 H09 M08 ; (CONTOURNAGE FINITION) N110 M98 P1003 ; N70 G28 G91 Z0 M05 ; N80 M30 ;

Sous-programme O1002 z z z z z z z z z z z z z z

z z z z z

O1002 ; N10 G01 G91 Z-5 ; N20 G90 X124.841 Y91 ; N30 X170 Y136.159 ; N40 X215.159 Y91 ; N50 X124.841 Y91 ; N60 X76.556 Y71 ; N70 X170 Y164.444 ; N80 X263.444 Y71 ; N90 X76.556 Y71 ; N100 X43.636 Y66.364 ; N110 X163.636 Y186.364 ; N120 G02 X176.364 Y186.364 R9; N130 G01 X296.364 Y66.364 R9; N140 G02 X290 Y51 R9; N150 G01 X50 ; N160 G02 X43.636 Y66.364 R9; N170 G01 X170 Y120 ; N180 M99 ;

Sous-programme O1003 z z z z z z z z z z z z

O1003 ; N10 G01 Z-20 F53 ; N20 G42 X28.787 Y81.213 H19 ; N30 X148.787 Y201.213 ; N40 G02 X191.213 R30 ; N50 G01 X311.213 Y81.213 ; N60 G02 X290 Y30 ; N70 G01 X50 ; N80 G02 X28.787 Y81.213 R30 ; N90 G01 X43 Y66 ; N100 G01 Z5 M09 ; N110 M99 ;

7 Tableau des codes G Code G

Groupe

♣ G00 ♣ G01 G02

Fonction Positionnement (avance rapide)

01

Interpolation linéaire (avance de coupe) Interpolation circulaire CW (sens horaire)

G03

Interpolation circulaire CCW (sens trigonométrique)

G04

Arrêt temporisé, arrêt exact

G09 G10

00

G11

Etablissement de données Mode d’annulation d’établissement de données

♣ G17 G18

Arrêt précis

Sélection du plan XY 02

Sélection du plan ZX

G19

Sélection du plan YZ

G20

Entrée en pouces

G21

06

Entrée en mm

G27

Vérification du retour au point de référence

G28

Retour au point de référence

G29

00

Retour du point de référence

G30

Retour au 2ème point de référence

G31

Fonction de saut

Code G

Groupe

Fonction

G33

01

Filetage

G39

00

Interpolation circulaire de correction aux angles

♣ G40 G41

Annulation de compensation d’outil 07

Compensation d’outil à gauche

G42

Compensation d’outil à droite

G43

Direction + de compensation de longueur d’outil

G44

08

♣ G49 ♣ G50

Direction - de compensation de longueur d’outil Annulation de compensation de longueur d’outil

11

G51

Annulation de mise à l’échelle Mise à l’échelle

♣ G54

Sélection du système de coordonnées 1

G55

Sélection du système de coordonnées 2

G56

14

Sélection du système de coordonnées 3

G57

Sélection du système de coordonnées 4

G58

Sélection du système de coordonnées 5

G59

Sélection du système de coordonnées 6

G60

00

Positionnement unidirectionnel

Code G

Groupe

Fonction

G61

Mode d’arrêt précis

G62

Modulation automatique dans les angles

15

G63

Mode de taraudage

♣ G64 G65

Mode de coupe 00

G66

Appel de macro-instruction Appel de macro-instruction modale

12 ♣ G67

Annulation d’appel de macro-instruction modale

G68

Rotation de coordonnées 16

♣ G69

Annulation de rotation de coordonnées

Code G

Groupe

Fonction

G73

Cycle de perçage avec débourrages

G74

Cycle d’auto-taraudage

G76

Alésage fin

♣ G80 G81 G82

Annulation de cycle fixe 09

Cycle de perçage, alésage de point Cycle de perçage, chambrage

G83

Cycle de perçage avec débourrage

G84

Cycle de taraudage

G85

Cycle d’alésage

G86

Cycle d’alésage

G87

Cycle de contre alésage

G88

Cycle d’alésage

G89

Cycle d’alésage

Code G

Groupe

♣ G90 G91 G92

Instruction absolue 03

00

♣ G94 G95

Fonction

Instruction incrémentale Programmation du point zéro absolu Avance par minute

05

♣ G98

Avance par tour Retour au point initial lors du cycle fixe

10 G99

Retour au point R lors du cycle fixe

z

Remarques :

z

Les codes G indiqués par ♣ sont les codes G actifs lors de la mise sous tension. Pour G20 et G21, le code G actif avant la mise hors tension subsiste. G00 ou G01 peut être sélectionné par l’établissement d’un paramètre.

z

Les codes G du groupe 00 ne sont pas modaux. Ils sont opérationnels uniquement dans le bloc où ils sont spécifiés.

z

Si un code G non énuméré dans le tableau des codes G est introduit, ou qu’un code G facultatif non spécifié dans le système est ordonné, une alarme (No 010) est affichée.

z

Plusieurs codes G peuvent être spécifiés dans le même bloc. Lorsque deux codes G du même groupe sont spécifiés, le dernier code G spécifié est opérationnel.

z

Si un code G quelconque du groupe 01 est spécifié en mode de cycle fixe, le cycle fixe est annulé automatiquement et le système passe à l’état G80. Cependant un code G du groupe 01 n’est affecté par aucun des codes G de cycle fixe.

Origines X, Y, Z : origine machine Z

x, y, z : origine programme

Y X

x’, y’, z’ : origine pièce

z’

z

y’ x'

y x

z

Origine machine : Cette origine est fixée par le constructeur et est représentée par des butées électriques sur les axes. Ces butées sont placées au milieu des courses ou aux extrémités.

z

Origine programme : C’est le point de référence pour la programmation du profil de la pièce. Elle est choisie par le programmeur. Toutes les cotes de la programmation sont données par rapport à cette origine (du moins en mode absolu).

z

Origine pièce : C’est le positionnement de la pièce par rapport à l’origine programme. Dans beaucoup de cas, l’origine programme et l’origine pièce sont confondues.

z

Les machines FANUC autorisent la mise en place de six repères pièces différents appelés aussi coordonnées de travail.

z

Par défaut la machine utilise le repère n° 1. Il est possible de choisir son repère par les fonctions : G54

G55

G56

G57

G58

G59

repère n°1 repère n°2 repère n°3 repère n°4 repère n°5 repère n°6

z

Ces différentes origines peuvent être utilisées dans le même programme afin de permettre une translation de l’origine programme sans pour cela changer les valeurs des déplacements dans le programme de commande numérique.

Exemple : une pièce comporte quatre séries d’usinages identiques (moule de fonderie comportant quatre empreintes identiques).

Y2

Y4 X4

X2 Y1

Y3 X1

X3

Si l’on associe à chaque empreinte un repère, les profils sont identiques dans les quatre repères. Pour passer d’une empreinte à une autre, on fait un changement d’origine. z Le programme d’usinage d’une empreinte peut être organisé sous forme de sous programme (O 2000). Un programme principal permet d’appeler ce sous programme en changeant d’origine. z Les paramètres définissant les repères 1 à 4 sont introduits par le clavier de la machine en page de coordonnées de travail. z

O 1000 ; N10 ……. ; N20 ……. ; N30 G54 M98 P2000 ; N40 G55 M98 P2000 ; N50 G56 M98 P2000 ; N60 G57 M98 P2000 ; N70 ……; N80 M30;

z

Décalage d’origine

z

Dans le programme de commande numérique, on peut ordonner un décalage d’origine à l’aide du code G92.

z

La syntaxe est la suivante : G92 X… Y… Z… ;

z

Cette fonction est modale et permet de décaler les six repères (G54 à G59) des valeurs introduites après les adresses X, Y et Z.

z

On peut faire un décalage suivant un, deux ou trois axes : G92 X50 ; G92 X50 Y30 ;

Travail préparatoire: Tout programme de commande numérique doit être préparé avant son écriture. La préparation consiste à : z

Choisir l’origine programme.

z

Repérer tous les points caractéristiques du contour de la pièce, calculer leurs coordonnées si ceux-ci ne sont pas cotés et enfin dresser un tableau donnant les coordonnées de chacune de ces points. Le contour de la pièce peut être complété par des points d’approche et de dégagement.

z

Mettre au point la gamme d’usinage (outils et trajectoires outils) donnant l’ordre chronologique des diverses opérations permettant l’usinage de la pièce. C’est la partie la plus importante du travail.

z

Préparer la page outil : c’est un document regroupant tous les renseignements nécessaires au préparateur pour la programmation des paramètres et le contrôle du programme.

Choix d’une machine outil à commande numérique z

caractéristiques générales de la machine outil Une analyse précise des types de fabrications réalisées au cours des deux dernières années par l’entreprise permet de se faire une idée du besoin en machines outils.

z z z z z z z

fraiseuse, tour, centre d’usinage nombre d’axes à commander numériquement type d’asservissement volume et poids des pièces à usiner précision générale puissance vitesse de la broche Chaque point sera développé et comparé avec les données des catalogues des constructeurs de machines outils à commande numérique

z

Caractéristiques de la machine Lorsque le choix est arrêté entre une fraiseuse, un tour ou un centre d’usinage, il convient de comparer les différents modèles en tenant compte des points suivants :

z

ossature générale (soudée, moulée, modulable)

z

glissière (métal / métal, patin à aiguilles, …)

z

transmission des mouvements (vis à billes, vérin, …)

z

capacité d’usinage : - courses programmables en X, Y, Z - charges maximales - distance maximale de la table à la broche - surface utile

z

Caractéristiques de la machine (suite)

z

déplacements de la table : - vitesse d’avance rapide - vitesse d’avance de travail - blocage d’axe possible - précision de positionnement et de répétabilité - type d’accostage (par palier, par décélération continue) - temps d’accostage

z

tête : - nombre de broches - moteur de broche : type, couple, puissance - capacité de perçage, taraudage - vitesse de rotation, nombre de gammes - type de changement de vitesse - nez de broche : diamètre, type de porte outil, moyen de serrage - changeur d’outil : type, capacité, temps de changement d’outil

z

Caractéristiques de la commande numérique

z

support d’information d’entrée : bande perforée, bande magnétique, liaison PC

z

code de programmation : ISO, EIA

z

type d’asservissement

z

système numérique, analogique ou mixte

z

programmation : - format fixe ou variable - cotation absolue - possibilité de décalage d’origine - plus petit élément programmable - nombre de fonctions préparatoires disponibles - cycles fixes programmables - nombre de fonctions auxiliaires disponibles

z

Caractéristiques de la commande numérique

z

possibilité de l’armoire : - travail possible en automatique, en semi-automatique ou en manuel - interpolation linéaire circulaire, … - saut de bloc optionnel - arrêt optionnel visualisation : - des numéros de séquences - des coordonnées de la position courante- du numéro d’outil et de l’état du magasin d’outil - des fonctions préparatoires actives - de la simulation graphique de l’usinage - des états d’alarmes - des paramètres et diagnostiques de la machine variation manuelle de la vitesse de rotation et de la vitesse d’avance correction de rayon d’outil et de longueur d’outil système de dégagement des copeaux

z

z z z

z

Contrat de vente Le contrat de vente doit préciser les points suivants :

z

stage de formation du personnel

z

conditions de réception

z

contrat de maintenance

z

délai de dépannage

z

durée de la garantie

Codes CN des trente principaux fabricants de directeur de CN (contrôleurs) du marché mondial Siemens, Fanuc, Heidenhain, Num, Fagor, Osp, Fidia,..)

09/10/2009

Par A. El barkany

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