Compte rendu usinage à commande numérique - Copie

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Préparé par :      !"#"" Groupe : 2GM1 Enseignant: NASRI Abdallah Slama Salma Année universitaire 2010-2011  c

 
  























Avant-propos

On appelle «commande numér$ue» l'armoire de commande recevant le programme d' inage sous forme d'un ruban perforé, d'une bande magnétique, ou de données issues d'un ordinateur. On désigne parfois ainsi la machine complète équipée d'un tel dispositif. On parle d'un tour à commande numérique, ou d'une fraiseuse à commande numérique, par opposition à un tour conventionnel ou une fraiseuse conventionnelle, dont les mouvements sont commandés manuellement ou par un dispositif automatisé d'une façon figée. Les machines-outils spécialisées (aléseuses-perceuses, fraiseuses) à commande numérique ont évolué en centres d'usinage à commande numérique permettant d'usiner des formes complexes sans démontage de la pièce. Ces centres d'usinage sont généralement équipés de magasins d'outils (tourelles, tables, chaînes) sur lesquels sont disposés les différents outils. Les changements d'outils équipant la (ou les) tête(s) d'usinage sont programmés en fonction de la défnton numér$ue de la pièce. Le fichier de définition numérique (qu'on appelle aussi "DFN", définition numérique, numérisation ou même tout simplement "Y
") est un fichier informatique généré par CAO, qui remplace de plus en plus le plan sur la traditionnelle planche à dessin. CATIA est actuellement l'un des logiciels les plus utilisés pour établir les DFN dans les domaines de l'automobile et de l'aéronautique.

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‘arte théor$ue

I) Introducton : Dans le domaine de la fabrication mécanique, la commande numér$ue désigne l'ensemble des matériels et logiciels ayant pour fonction de donner les instructions de mouvements à tous les organes d'une machine-outil : u u u u u

l'outil (ou les outils) d'usinage équipant la machine, les organes où sont fixées les pièces, les systèmes de magasinage et de changement d'outil, les dispositifs de changement de pièce, les mécanismes connexes, pour le contrôle ou la sécurité, l'évacuation des copeaux,etc.

On peut aussi découper la famille des commandes numériques en quatre sous familles de machines : u u u u

tournage à commande numérique (TCN) usinage à commande numérique (CUCN) rectification à commande numérique électro-érosion à commande numérique

Dans chaque famille, les méthodes de montage et de travail sont totalement différentes, mais elles se rejoignent sur le principe de programmation, la grande majorité des machines utilisant un langage ISO. À cela peuvent se rajouter des interfaces dites conversationnelles ou par apprentissage qui simplifient l'utilisation de la machine. u

Dans ce TP on s¶intéressera au tournage à commande numérique (TCN)

II. Généra!té :

La CN est une technique utilisant des données composées de codes a!phanumér$ues pour représenter les instructions géométriques et technologiques nécessaires à la conduite d¶une machine ou d¶un procédé. C¶est également une méthode d¶automatisation des fonctions des machines

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ayant pour caractéristi ue principale une tr s grande facilité d¶adaptation à des travaux différents. À ce titre, la CN constitue l¶un des meilleurs exemples de pénétration du traitement de l¶information dans les activités de production. Exploitant au maximum les possibilités de la micro-informati ue, à
à   àà àà   , c¶est-à-dire au moment où elles sont générées, de mani re à ce ue les résultats du traitement contribuent également à piloter le processus. Apr s une premi re génération de CN à logi ue câblée sont apparues les „"% "&„!„!'  () ou par ordinateur, ui int grent un

ou plusieurs ordinateurs spécifi uespour réaliser tout ou partie des fonctions de commande. Tous les syst mes de CN commercialisés actuellement contenant au moins un microprocesseur, les termes CN et CNC peuvent tre considérés comme des synonymes.

(#"  C¶est en 1942 aux États-Unis ue la C.N. (commande numéri ue) a commencé à tre exploitée, pour permettre l¶usinage de pompes à injection pour moteurs d¶avions. Il s¶agissait en fait de cames, dont le profil complexe était irréalisable au moyen d¶une machine traditionnelle 

*("„+„,„%   Les programmes d usinage sont réalisés à partir d une origine appelée Origine Programme (OP) positionnée par le programmeur. Le programme commande les déplacements relatifs entre le brut et les outils dans le but de réaliser l usinage de la pi ce finale. Ces déplacements sont réalisés dans un rep re orthonormé normalisé machine.

basé sur la structure de la

L axe de ce rep re est un axe confondu avec celui de la broche de la machine. Le sens positif de de cet axe est donné par le sens d éloignement de l outil par rapport à la pi ce. La détermination de l axe entre les 2 axes restants se fait en identifiant celui ui permet le plus grand déplacement. Le sens positif de est déterminé par le sens logi ue d éloignement de l outil par rapport à la pi ce. c

 
  























L axe

est déterminé à partir de

et

grâce à la r gle du tri dre direct.

 

  *- %„% 

La commande numéri ue a beaucoup contribué à améliorer la sécurité des machines : ² en premier lieu, parce u¶elle connaît tr s précisément l¶enveloppe de travail dans la uelle doivent évoluer les outils (possibilité de mémorisation des courses maximales des organes mobiles) ; ² ensuite, parce u¶elle permet une simulation graphi ue hors usinage des programmes nouvellement créés pour vérification et détection des ris ues éventuels de collision ; ² enfin, parce u¶en exerçant une surveillance permanente de l¶usinage en cours, elle peut décider d¶en interrompre le déroulement et d¶alerter l¶opérateur en cas d¶incident    

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‘arte prat$ue

I)

ut de !a manpu!aton :

On se propose dans ce TP de réalisation une pièce avec une tour à commande numérique. On introduira les différents origines de la machine, on définira les contours et les principaux points qui le définissent ainsi que leurs cordonnées . En dernière étape, on va construira l¶algorithme du programme .

II)

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es or.nes :





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a. Origine Programme (OP) L¶origine programme de la pièce détermine tous les déplacements de l¶outil et correspond à l¶origine du trièdre qui a servi à la cotation du dessin de définition de la pièce.il faut la choisir de manière à avoir le maximum possible de déplacements en positif pour éviter les signes négatifs avec le moins de transfert des cotes possible. En pratique, c¶est l¶origine du trièdre de référence qui a servi pour établir le programme. b. Origine pièce (Op) C¶est un point appelé aussi point de buté.il déclare la position de l¶origine programme (Op) et il est arbitrairement choisi sur la surface ou la pièce vient se positionner directement ou par l¶intermédiaire de cales. Sur un tour, par exemple, Op se trouve sur la face du mandrin de serrage. c. Origine machine (OM) L¶origine machine M est l¶origine du système de coordonnées de la machine. C¶est un point fixe déterminé par le fabricant de la machine. Sur les tours, elle est situé au point d¶intersection de l¶axe de rotation de l¶axe de rotation avec la surface transversale de l¶arbre moteur. Sur les fraiseuses, elle se situe sur la surface d¶ablocage(table de la machine) d. Origine mesure (Om) L¶origine mesure (Om) est une position prédéterminée, généralement située aux extrémités positives des axes. Elle permet au contrôleur d¶établir un point de départ à partir duquel il peut déplacer l¶outil dans l¶espace de travail de la machine.

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III)

Pièce à réaliser et contour final :

1) ‘/ce à réa!ser :

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a) Contour fna! et repéra.e des ponts :

Voici les points que va parcourir l¶outil à travers son déplacement :

X

Z

0

0

0

A

5

0

B

7

-1

C

7

-8

D

15

-26

E

17

-26

F

17

-30

G

32

-30

‘ont

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IV)

Manpu!aton :

Il y a 3 origines déjà prédéfinies par le constructeur de la machine : il s¶agit de l¶origine mesure, l¶origine machine et l¶origine outil. Sur l¶écran de la machine s¶affichent les coordonnées X et Z de l¶origine tourelle par rapport à l¶origine machine. L¶utilisateur vient ensuite définir l¶origine programme O pr , l¶origine pièce Op et le bec de l¶outil P. Ainsi l¶utilisateur peut piloter P par rapport Opr . Ainsi il y a décalage d¶Om vers Opr qu¶on doit définir. Donc il va falloir introduire L1 et L2 et introduire d¶autre part les jauges de l¶outil Jx et Jz qui traduisent le décalage de P par rapport à OT. Ainsi, les étapes qu¶on devrait suivre au cours de notre manipulation : Ë Mise en marche avec Aux. Ë Initialisation de la machine Ë Définition des Décalage d¶origine (L1,L2). Ë Jauges de l¶outil (Jx,Jz). Ë Ecriture du programme CN Ë Exécution du programme et usinage de la pièce.

A.Mise en marche : B.Initialisation de la machine : u On sélectionne varaton de !e vtesse : u Appuyez

,

dans le mode REF

afin d¶activer le variateur de vitesse pour déplacer les

axes et assurer leur retour vers l¶origine mesure. Dans la machine il y a plusieurs modes comme le mode automatique, le mode Jog (manuel) et le mode Mda (mode de programmation) .

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On a utilisé ce dernier mode en introduisant un petit programme qui fait tourner la broche à Ã tr/mn (SÃ

) dans le sens horaire (M04).Ensuite on a appelé la position

l¶outil (T1). On a appuyé sur départ cycle et on a ouvert le variateur de vitesse.

C. Décalage d¶origine : On a DECZ=L1+L2=213.1mm

Pour pouvoir introduire ces valeurs dans la machine on suit les étapes suivants : {Menu principal}l Paramètres l décalage d¶origine. On remarque l¶affichage d¶un tableau à deux colonnes avec des cases suivent Z sont vides. On introduit respectivement L1 dans la case 1 et L2 dans la case 2 Ensuite on mémorise les résultats avec le bouton Mémorser il faut écrire la commande G54 au sein du programme principale pour que la machine en tiendra car sinon elle fonctionnera en se basant sur l¶origine machine.

D.Jauges de l¶outil : Pour cela il existe plusieurs méthodes parmi elle celle qui nécessite une option de plus dans la machine mais la méthode la moins couteuse qu¶on va l¶utiliser est la méthode de la tangente.

u Jx =Xtg - Xréf

avec

u Jz=Ztg ± Zréf

avec Zréf = L1 + L2

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Xréf=šš




Ë Afin d¶effectuer la correction de l¶outil on suit les étapes suivants : l Param tres l Correcteur outil l T1

On voit s¶afficher Un tableau de deux lignes :

( Longeur 1 ui désigne Jx) ,( Longueur 2 ui désigne Jz ) Xtg = 122.85mm ;

Xréf =0.22 mm l Jx = 122.63 mm

Ztg =247.34 mm ;

Zréf = 203.1 mm l Jz = 71.24 mm

On exécute ce programme, et on observe ue l¶outil reste à une certainedistance. On introduit une cale pour vérifier l OK.

E.Programmation CN : l Programme l On remar ue l¶existence de plusieurs répertoires .Il existe aussi deux extensions différentes des fichier : MPF (programme principal) et SPF (sous-programme)

Ë

On définit le sous-programme : Sous-programme Hassen.SPF

menu principal

Programme

Editeur de programme XXXX

nouveau

assistance

SPF Nouveau contour

On trace le contour et apr s on confirme, enfin : Fin de sous-programme c

 
  











Fermer







déblocage 



N.B. Cette machine nous donne la possibilité de définir directement le contour et elle fait aussi une reconnaissance du parcours.

Ë On définit le programme principal : N10 G54 N20 FREE N30 T2 D14 N40 G0 X32 Z24 N50 G97 S 500 M04 F0.1 On appui maintenant sur : assistance

tournage

usiner

Une fenêtre apparait : TP2011 Profondeur de passe : 2 Surépaisseur d¶usinage en z : 0 Surépaisseur d¶usinage en x : 0.5 Avance : F1=0.1 F2=0.01 F3=0.1 Type d¶usinage : 1 Retraie : 0.2 OK N60 CYCLE 95(µTP¶, 1.5, 0.5,0.5, 0, 0.1, 0.1, 0.1,,,0.2) N70 G97 S 600 M04 F 0.05 N80 CYCLE 95(µTP¶, 0.5,,,,, 0.1, 0.1, 0.1, 5,,,0.2) N90 FREE N100 T10 D 1 N110 G00 X34 Z -33 N120 G97 S 260 M03 F0.05 N130 G01 X-34 N140 G00 X40 N150 FREE N160 M05 c 



N170 M30 Et finalement on appui sur : Déblo uer

Fin programme

Mode automati ue

En derni re étape, on effectue l¶usinage de la pi ce suivant ces étapes Ë Auto Ë Sélection programme Ë

pour éditer le programme

Ë Simulation Ë Départ cycle + variateur de vitesse.

Conclusion : Dans ce TP on a eu l¶occasion de travailler un usinage en machine à commande numéri ue ui est utilisé dans différentes sociétés pour ses crit res de précision et de fiabilités ainsi ue la rapidité surtout pour de grands fabricants en grande séries. Ainsi on a pu voir les avantages de la commande numéri ue.

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