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REPEBLIC TUNISIENNE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEURE ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DES INGENIEURS DE TUNIS

DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE

MODULE : TECHNOLOGIE DE LA COMMANDE NUMERIQUE

NIVEAU : 1ERE ANNEE

COURS INTRGRE PREPARE PAR : OTHMANI ROMDHANE MAITRE ASSITANT A ENSIT

ANNEE UNIVERSITAIRE 2012/2013

VERSION 2

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SOMMAIRE

Rappels et actualisation des connaissances………………....……...……………… Introduction à la commande numérique…………………………………………..

Les référentiels machines…………………………………………………………... Les fonctions d’usinage…………………………………………………………….. La programmation sur M.O.C..N…………………………………………………. Les principes généraux de la programmation…….……………………………… Les cycles de tournage……………………………………………………………...

Les cycles de fraisage……………………………………………………………….

La programmation structurée……………………………….…………………….. La programmation paramétrée...………………………………………………... Fonctions diverses en Fraisage…………………………………………………… Les Programmation en Géométrie de Profil……………………………………..

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Plan de la leçon Titre : Rappels et actualisation des connaissances

Objectifs : Actualiser les connaissances Eléments de contenu : -

La documentation de fabrication

-

Le contrat de phase

-

Les opérations élémentaires d’obtention des pièces mécaniques

-

Les paramètres de coupe

-

Les outils de coupe

-

Exercices

Pré requis : Les méthodes d’usinages conventionnels Méthode pédagogique : Exposé informel Moyens pédagogiques : -

Acétates

Durée : 1h30 Bibliographies : Technique de l’ingénieur, traité Génie mécanique B6270 Guide du technicien en productique Guide de fabrication mécanique Guide technique « SANDIK » Evaluation : A la fin de la séance l’étudiant doit être capable de rédiger un contrat de phase

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RAPPELS ET ACTUALISATION DES CONNAISSANCES I- La documentation de fabrication Afin d’achever sa fabrication, une pièce passe par trois étapes : BUREAU D’ETUDE Conception : - Etude du cahier des charges

Dessin de définition

BUREAU DES METHODES Analyse :

-

Programmation Moyens de production

-

Nomenclatures des phases Contrats de phase

ATELIER DE PRODUCTION Mise en œuvre - Réalisation des outillages - Réglage machine

-

Préparation des bruts - Lancement de la production Pièces destinées à l’atelier d’assemblage

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I-Le contrat de phase C’est un document qui regroupe l’ensemble des informations nécessaires à la réalisation d’une phase I-1 Informations contenues dans le contrat de phase 1. Informations générales : -

numéro de phase

-

désignation de la phase (tournage, fraisage, rectification…)

-

machine utilisée

-

renseignements relatif à la pièce : nom, matière, état du brut, nombre de pièce à fabriquer…

2. Informations indiquées sur la silhouette de la pièce -

surfaces usinées en trait fort,

-

mise en position seconde partie de la norme,

-

repérage des surfaces à usiner,

-

référentiel de programmation,

-

outils et leurs cycles

3 Informations relatives aux opérations -

les paramètres de coupe

-

les caractéristiques des outils de coupe,

-

les porte-outils,

-

les instruments de contrôle.

I-2 Norme de Mise en position d’une pièce Le seconde partie de la norme NF E 04.013 définie sur la partie graphique des contrats de phase, les symboles représentant les éléments d’appuis et de maintient des pièces durant les opérations d’usinage.

Composition du symbole

4

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I-3 Isostatisme Un solide qui ne possède aucune contrainte, possède six degrés de liberté, trois translations et trois rotations. Le système de repérage utilisé correspondra aux règles du trièdre direct repéré X, Y, Z.

REPRESENTATION DU DISPOSITIF

DEGRES DE

NOMBRE DE

LIBERTE

CONTACTS

EMPECHES

THEORIQUES

APPUI PLAN X

Y

Z

Trois points non alignés sur le plan

T R APPUI LINEAIRE X

Y

Z

Deux points sur un plan ou sur une

T

droite.

R

CENTRAGE LONG X

Y

Z

Quatre points non

T

alignés sur un

R

cylindre long

CENTRAGE COURT X

Y

Z

Deux points sur une ligne courbe

T R BUTEE

X T R

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Y

Z

Un point sur une surface quelconque

II- Opérations élémentaires d’obtention des pièces mécaniques

Scier

Cisailler

Percer

Couler

Tourner Laminer

Raboter

Etirer

Fraiser

Forger

II- Les paramètres de coupe  Tournage

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Symbole Vc

Désignation Vitesse

Unité

Expression

de m.mn-1

Dépend du couple outil pièce et de l’opération

coupe N

Vitesse

de tr.mn-1

N

rotation f

ap

Avance par tour

Profondeur

mm.tr-1

Ra Max 

de mm

Diamètre usiné

f2 8r

Dépend du coupeau mini et de la

passe D

1000Vc D

plaquette, de la puissance de la machine mm

 Fraisage

Symbole Vc

Désignation Vitesse de coupe

Unité m.mn-1

Expression Dépend du couple outil pièce et de l’opération

N

Vitesse de rotation

tr.mn-1

Vf

Vitesse d’avance

mm.mn-1

Z

Nombre de dent

ap

Profondeur de passe mm

Dépend du coupeau mini et de la plaquette,

axiale

de la puissance de la machine

Profondeur de passe mm

Dépend du diamètre de la fraise

ae

radiale D

Diamètre de la fraise

mm 8

N

1000Vc D

Vf  f Z .Z.N

Plan de la leçon Titre : Introduction à la commande numérique Objectifs : Connaître l’environnement d’une machine outil à commande numérique Eléments de contenu : -

Introduction

-

Domaine d'utilisation des MOCN

-

Les machines-outils

-

Les types de trajectoires

-

Les commandes numériques (C.N.)

-

Les différents modes de programmation

Pré requis : Les méthodes et moyens d’usinages conventionnels Méthode pédagogique : Exposé informel Moyens pédagogiques : -

Acétates

-

Centre d’usinage CH300 (Réalméca)

-

Tour à commande numérique T2 (Réalméca)

-

Cellule flexible (labo automatique)

Durée :1h30’ Bibliographies : Guide du technicien en productique Mémotech de commande numérique Guide pratique d’usinage Evaluation : L’évaluation portera sur la comparaison d’une machine outil conventionnelle et celle à commande numérique, les modes de programmation et les types de trajectoires, les réglages.

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INTRODUCTION A LA COMMANDE NUMERIQUE

1. Introduction Une Machine-Outil à Commande Numérique (M.O.C.N.) est une machine d'usinage à cycle automatique programmable. Le terme "commande numérique" est générique et a été retenu parce que la machine est commandée par des "consignes" numériques fournies par un calculateur. En d'autres termes, on peut dire que les organes mobiles de la machine sont motorisés et qu'un automatisme assure la commande et dans la plupart des cas le contrôle de la position et/ou de la vitesse. Ce type de machine se compose ainsi de deux parties complémentaires (Figure 1) : -

la partie opérative (c'est la machine-outil : elle agit directement sur le produit à réaliser);

-

la partie commande (c'est la commande numérique : elle permet d'élaborer des ordres en fonction des consignes et des comptes-rendus).

Produit + valeur ajoutée

Communication avec les autres ordinateurs Ordre

Partie opérative

Partie commande

Compte rendu Communication avec l’opérateur

Produit

Figure 1 : schéma de principe d’une MOCN

Ainsi la M.O.C.N. commande et contrôle ses mouvements, mesure ses déplacements avec une précision constante. En supposant une bonne mise en œuvre du processus, la 10

qualité devient constante et dépend principalement de la précision de la machine et du degré de sophistication des automatismes. Un exemple de non-qualité serait une mauvaise surveillance (pannes ou bris d'outils) ou le non-contrôle de l'usure des outils.

2. Domaine d'utilisation Les M.O.C.N. conviennent surtout à la fabrication des petites et moyennes séries renouvelables (Figure 2). Elles permettent la réalisation, sans démontage, de pièces complexes comportant beaucoup d'opérations d'usinage. Ce type de machine se situe à mi-chemin entre les machines conventionnelles très "flexibles" (souple d'utilisation) réservées aux travaux unitaires (prototypes, maintenance) et les machines transferts, très productives, réservées aux grandes séries.

Figure 2: Domaine d’utilisation des M.O.C.N. 3. Les machines-outils 3.1. Architecture mécanique Un axe est un degré de mobilité de la machine participant aux déplacements de la pièce par rapport à l'outil ou l'inverse. La cinématique des machines-outils est liée au principe de générations des surfaces (plan, cylindre...). Les machines à commande numérique de bases (tours, fraiseuses) ont une cinématique identique aux machines conventionnelles (tours parallèles, fraiseuses universelles).

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Les centres d'usinages (centre de tournage ou centre de fraisage) possèdent au moins un axe supplémentaire (broche ou table rotative commandée numériquement). En d'autres termes : 

un tour est une machine à deux axes. La broche n'est pas comptabilisée, elle donne le mouvement de coupe;



une fraiseuse est une machine à trois axes. La broche n'est pas comptabilisée, elle donne le mouvement de coupe;



un centre de tournage possède au moins trois axes. La broche peut être asservie en position et dans ce cas le mouvement de coupe est donné par un outil tournant;



un centre de fraisage possède au moins quatre axes. Par exemple, un plateau rotatif asservi en position ou une table index able donne le quatrième axe. La broche n'est pas comptabilisée, elle donne le mouvement de coupe.

D'une manière générale, un centre possède un changeur d'outils. De part leurs nombres d'axes, certains centres d'usinages permettent ainsi la réalisation complète de pièces sur la même machine (une seule phase avec diverses opérations : tournage, fraisage, perçage, taraudage, détourage, gravure...). Remarques : les dénominations 2 axes 1/2 ou 2D1/2 sont utilisées parfois pour désigner une machine trois axes ou une F.A.O. qui génère des trajectoires dans le plan par interpolation linéaire et circulaire. La "troisième" dimension n'est utilisée que pour changer de plan d'interpolation. Malgré l'impossibilité d'exécuter des interpolations circulaires dans l'espace 3D par des machines dites "2 axes 1/2", il est possible avec ce type de machines de générer et de contrôler des trajectoires linéaires dans l'espace et par conséquent de réaliser des surfaces gauches en utilisant pour la génération du code ISO une F.A.O. 3D surfacique. L'usinage est dans ce cas obtenu par une fraise à bout hémisphérique et la F.A.O. contrôle l'erreur de corde et l'erreur de crête. 3.2. Présélection des M.O.C.N. Les M.O.C.N. permettent l'usinage de pièces de formes diversifiées. Un classement par famille de pièces permet d'effectuer une première sélection du type de machine. On recherche à faire un maximum d'usinage sans démontage de la pièce pour éviter les dispersions dues à la mise en position des pièces sur les montages d'usinage. La sélection finale de la machine s'effectue en tenant compte des dimensions des pièces à usiner, de la puissance nécessaire à la broche, des capacités de la machine... 12

3.3. Stockage et gestion des outils  Machines de tournage : - tourelles évoluables Inconvénient : nombre d'outils limité. - magasins à chaînes Avantage : nombre d'outils important. Inconvénient : peu rapide.  Machines de fraisage : - chargeurs à plateaux : Inconvénient : capacité limitée mais les plateaux peuvent être interchangeables automatiquement. - changeurs à chaînes : Grande capacité, rechargement par un robot outil par outil, capacité encore accrue en utilisant 2 chaînes. 3.4. Chargement-déchargement de la M.O. Les machines de tournage sont généralement couplées à un robot. Les machines de fraisage sont équipées généralement d'un carrousel de palettes ou d'un système linéaire de palettisation. Dans ce cas, les pièces sont stockées avec leurs montages et celles-ci peuvent être identifiées par un codage des palettes (code binaire par butée, par proximétrie, code à barres, codage par pistes magnétiques, codage par étiquettes électroniques).

4. Les commandes numériques (C.N.) A partir d'un programme d'usinage établi par un opérateur, le directeur de commande numérique (D.C.N.) fournit des ordres aux servocommandes des axes de la machine. Le système comprend un ou plusieurs microprocesseurs préprogrammés pour l’exécution des fonctions de la C.N. Le parcours de la trajectoire programmée s'effectue en déplaçant l'outil par rapport à la pièce. Outre le calcul des trajectoires des outils, la plupart des D.C.N. permettent de tenir compte des événements extérieurs (prise en charge de la synchronisation d'un robot de chargement-déchargement des pièces, contrôle des outils, contrôle des cotes...).

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 La commande numérique par calculateur intégré : Les machines à commande numérique disposent d'un calculateur intégré. Ainsi le programme peut y être chargé en mémoire. Après l'élaboration ou le téléchargement du programme, la C.N travaille en autonomie. Ce type de C.N. permet : - l'élaboration et la modification des programmes sur site; - la gestion de programmes chargés en mémoire; - la mémorisation des données de la machine;  La commande numérique directe : La C.N. utilise une ligne de télécommunication pour échanger des données (programmes, messages...) entre le calculateur intégré et un équipement informatique externe (serveur ou ordinateur). Son utilisation permet de: - s’affranchir des capacités mémoire du calculateur intégré. - transmettre rapidement des données ou programmes. - gérer de manière centralisée les programmes.

4.1. Les différents types de trajectoires 

Positionnement point à point

Le passage d'un point à un autre s'effectue en programmant la position finale et le trajet parcouru pour atteindre cette position n'est pas contrôlée par le directeur de commande numérique. Par exemple, les trajectoires planes d'un point A vers un point B peuvent s’exécuter de manières différentes schématisées Figure 1-3 :

Figure 1-3:Trajectoires en positionnement point à point 

Déplacement en para-axial

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Les trajectoires sont parallèles aux axes de déplacement (Figure 1-4) et la vitesse de déplacement (programmable) est contrôlée. Ce type de déplacement permet par exemple des fraisages précis à vitesses imposées.

Figure 1-4:Trajectoires en déplacement para-axial 

Déplacement en continu (trajectoires de contournage)

Des interpolateurs linéaires et circulaires permettent de réaliser des trajectoires linéaires et circulaires dans le plan ou dans l'espace. Les différents axes exécutant la trajectoire sont contrôlés en vitesse et en position pour assurer une synchronisation permanente des mouvements.

5. Les différents modes de programmation

Quel que soit le langage de programmation utilisé pour le développement des programmes pièces, le seul langage compréhensible par la machine est le langage ISO. Le passage d'un langage de haut niveau au langage ISO est possible en utilisant un logiciel de traduction. 

Le langage ISO

- Sur pupitre de la C.N. : Cette solution mobilise la machine, la majorité des systèmes offrent par ailleurs une interface peu conviviale. - Sur poste de programmation + téléchargement sur la C.N. : Le poste de programmation peut être soit : 

Une console spécialisée reproduisant l'interface utilisateur de la C.N.



Un ordinateur standard utilisant un logiciel spécialisé ou un éditeur de texte.

L'écriture du programme s'effectue en temps masqué, mais les tests syntaxiques et la simulation graphique doivent se faire sur la M.O.C.N. ou nécessite alors l'utilisation d'un logiciel de simulation.

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

Le langage conversationnel sur pupitre de la C.N. :

Logiciel résident dans la CN qui permet la création, la modification, la visualisation et la simulation d'un ou plusieurs programmes pièces écrits en conversationnel pendant que la machine usine une pièce définie par un autre programme en mémoire. Aide à la programmation (fichiers divers) - Programmation en temps masqué mais utilisation du pupitre de la machine (présence d'un programmeur sur le site en cours de production). 

Les langages de haut niveau (APT - PROMO)

Ces langages normalisés facilitent la programmation, il présente l'avantage d'être indépendants de la C.N qui sera utilisée pour l'usinage. Un post-processeur (logiciel de traduction) spécifiquement développé pour chaque directeur de commande numérique permet la traduction en langage ISO. Ces langages sont également utilisés comme interface entre les systèmes de F.A.O (voir point suivant) et le langage I.S.O utilisé par la C.N. 

Programmation automatique par une F.A.O.

Les logiciels de F.A.O utilisent la géométrie de la pièce à usiner générée en C.A.O. Sur ces logiciels une session d'usinage consiste pour l'essentiel en la sélection des surfaces à usiner, le choix des outils, la définition de la méthode d'usinage et des paramètres de coupe. Les risques d'erreurs de report de données sont éliminés, le gain de temps est important particulièrement pour les pièces complexes.

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Plan de la leçon Titre : Les référentiels machines

Objectif: Connaître les différentes origines d’une machine outil à commande numérique

Eléments de contenu : -

Les Systèmes d’axes

-

Les origines et les courses

-

Les décalages

-

Les jauges outil

-

L’orientation d’outil

Pré requis : -

Les coordonnées d’un point

-

Les vecteurs

-

Les degrés de liberté d’un solide

Méthode pédagogique : Exposé informel

Moyens pédagogiques : -

Acétate

-

Logiciel de simulation

Durée : 1h30’

Evaluation : A la fin de la séance l’étudiant doit être capable de définir l’orientation des axes, les déférentes origines relative à une MOCN, Bibliographies : - Mémo Tech « Commande numérique programmation » - Manuel de programmation NUM 17

LES REFERENTIELS MACHINES 1-Rappel sur la machine

1.1-Généralités sur les modes Un système de coordonnées permet de repérer les positions et les déplacements d’un objet par rapport à un point origine. Un système de coordonnées cartésiennes rectangulaire est un trièdre de sens direct constitué de trois axes linéaires X, Y et Z auxquels sont associés trois axes rotatifs A, B et C. Les translations primaires s'effectuent suivant les axes X, Y, Z formant ainsi le trièdre de référence. Les rotations primaires sont les trois rotations A, B, C autour de ces trois axes. Sur certains centres d’usinage on trouve des axes secondaires.

Axes

Axes primaires et secondaires

primaires La règle des trois doigts permet de retrouver facilement l’orientation des axes X, Y et Z. L’orientation positive d’un axe rotatif correspond à la rotation d’une vis de pas à droite avançant dans le sens positif de l’axe associé (sens du vissage).

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Règle des trois doigts

Orientation positive d’un axe

1.1.1 Présentation de la machine Le constructeur définit le système de coordonnées associé à une machine conformément à la norme ISO 841 (ou NF Z68-020). Les axes X, Y et Z parallèles aux glissières de la machine forment un système de coordonnées cartésiennes rectangulaire de sens direct. Le système de coordonnées mesure les déplacements des outils par rapport à la pièce à usiner supposée fixe.

REMARQUE : Lorsque la pièce est mobile, il peut être commode de repérer ses déplacements, on utilise alors des axes X’, Y’ et Z’ orientés en sens des éléments qui la constituent. Pour un tour : - l’axe Z est confondu avec l’axe de la broche, - l’axe X est perpendiculaire à l’axe Z et correspond au déplacement radial de la tourelle porte outil, - l’axe Y (généralement fictif) forme avec les axes X et Z un trièdre de sens direct. Un déplacement dans les sens Z ou X positif accroît la distance entre la pièce et l’outil. Des axes rotatifs A, B, C définissent des rotations autour d’axes parallèles à X, Y et Z. Des axes linéaires secondaires U, V et W peuvent être ou non parallèles aux axes primaires X, Y, et Z.

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Orientation des axes sur un tour

Orientation des axes sur une fraiseuse

Pour la programmation, on considère toujours que la pièce est fixe et que l'outil possède tous les degrés de liberté. 1.1.2 Définition des courses et origines Le processeur CN calcule tous les déplacements par rapport au point d’origine mesure de la machine. A la mise sous tension de la machine, si les capteurs de position des organes mobiles ne sont pas des systèmes de mesures absolus, la CN ne connaît pas la position courante de ces différents éléments par rapport à un repère fixe. Il faut alors effectuer une procédure d'initialisation pour connaître l'Origine absolue de la mesure (Om). OM : Le système apprend la position de l’origine machine (OM) par une prise d’origine mesure (POM). Om : La prise d’origine se fait sur une position physique : l’origine machine (OM) qui peut être confondue avec l’origine mesure (Om). Sur chacun des axes, l’origine machine est acquise par le système lorsque : -

la butée d’origine a été actionnée dans les sens de déplacement prévu par le constructeur (sens de la POM),

-

le codeur mesurant le déplacement de l’axe envoie son top zéro.

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Lorsque la prise d’origine mesure (POM) est effectuée, le système applique les décalages définis par le constructeur sur chacun des axes pour connaître l’origine mesure (OM). Décalage d’origine mesure (OM/Om) = ORPOM

Les courses utiles sur chacun des axes sont limitées par des butées logicielles dont la position est définie par des paramètres machine.

1.1.3 Définition des décalages Pour écrire un programme pièce, le programmeur choisit une origine programme. 21

L’origine programme est généralement un point de départ de cotations sur le dessin de la pièce.

OP :

L’opérateur apprend au système la position de l’origine programme (OP) par une prise d’origine pièce :

Op :

Apprentissage (pour chacun des axes) d’un point connu et accessible de la pièce dit origine pièce (Op) qui peut être confondue avec l’origine programme. Décalage d’origine pièce (Op/OM) = PREF Introduction du décalage de l’origine programme par rapport à l’origine pièce (peut être réalisée par programmation). Décalage d’origine programme (OP/Op) = DEC1

a- Cas du tournage Décalages sur l’axe Z

Décalages sur l’axe X (Solution avec DEC1)

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PREF : Valeur fixe relevée entre l’OM et l’axe de la broche.

b- Cas du fraisage :

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c- Coordonnées d’un point par apport à l’origine mesure La position d’un point quelconque (A) définie par rapport à l’origine programme (OP) est convertie par la CN en coordonnées par rapport à l’origine mesure (OM) :

Cotes programme (par rapport à OP)

Cotes mesure (par rapport à OM)

XPA

XMA = XPA + PREF + DEC1 X

ZPA

ZMA = ZPA + PREF + DEC1 Z

Les cotes sont des valeurs algébriques. Aux cotes mesure peuvent s’ajouter les décalages introduits par le programme.

1.1.4

Définition des dimensions d’outils

1.1.4.1 Définition des jauges d’outils Jauge d’outil = distance arête coupante de l’outil / point de référence tourelle/broche

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Cas du tournage

Cas du fraisage

1.1.4.2 Définition des rayons et orientation du nez d’outil La description d’un outil est complétée par : Le code d’orientation du nez de l’outil permet au système de localiser la position du centre (C) de la partie coupante de l’outil à partir du point de coupe théorique (P). Orientation du nez de l’outil = code C0 à C8

Rayon de la partie coupante de l’outil = R Le point de coupe réel de l’outil est obtenu en appliquant à partir de « C » un vecteur de module « R » perpendiculaire à la direction du déplacement. 25

1.1.5 Définition des dynamiques d’outils L’opérateur a la possibilité à tout moment (y compris en cours d’usinage) d’introduire des corrections dynamiques d’outils lorsqu’il constate sur une pièce un écart entre les cotes attendues et les cotes obtenues. Ces corrections (positives ou négatives) ont pour objet de compenser de légères variations des dimensions de l’outil ou de la pièce (usure, dilatation). Correction dynamique d’outil sur X = DX (au diamètre) Correction dynamique d’outil sur Z = DZ

Le système prendra en compte les dimensions corrigées d’outils : Longueur corrigée sur X = Jauge X + DX/2 Longueur corrigée sur Z = Jauge Z + DZ 1.1.6 Les liaisons en commande numérique En usinage à commande numérique, les paramètres cités aux paragraphes précédents font la liaison entre les différents constituants de la chaîne d’usinage.

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Plan de la leçon Titre : Les fonctions d’usinage Objectifs  connaître la signification des fonctions préparatoire G.  connaître la signification des fonctions auxiliaires M. Eléments de contenu  les fonctions préparatoires G.  les fonctions auxiliaires M.  Exemples. Pré requis  La cinématique du point  Les mouvements de coupe Méthode pédagogique  exposé informel Moyen pédagogique  Logiciel de simulation  TP d’usinage Evaluation A la fin de la leçon l’étudiant devra choisir la fonction appropriée pour programmer une opération d’usinage.

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LES FONCTIONS D’USINAGE I/ Classification des fonctions préparatoires G et auxiliaires M 1 Classification des fonctions préparatoires G Types de fonctions G :  fonctions G modales,  fonctions G non modales. Certaines fonctions G doivent être programmées avec leurs arguments associés. La programmation de certaines fonctions G peut être incompatible avec l’état du programme en cours. 1.1 Fonctions G modales Fonctions appartenant à une famille de fonctions G se révoquant mutuellement. Certaines familles de fonctions G comportent une fonction initialisée à la mise sous tension du système. La validité de ces fonctions est maintenue jusqu’à ce qu’une fonction de même famille révoque leur validité. Exemple :  N. G00 X.. Y..

Interpolation linéaire à vitesse rapide

 N.. G01 Z..

L’interpolation linéaire à vitesse d’usinage révoque G00

1.2 Fonctions G non modales Fonctions uniquement valide dans le bloc ou elles sont programmées (révoquée en fin de bloc). Exemple : N.. G09 X..

Fonction d’arrêt précis en fin de bloc révoquée en fin de bloc

1.3 Fonctions G incompatibles avec l’état du programme Fonctions dont la programmation est autorisée ou non selon l’état du programme en cours. Exemple : N.. G18 G41 X.. Y..

Syntaxe correcte, choix du plan ZX (G18), puis correction de rayon (G41)

N.. N.. G41 G18 X.. Y.. correction de

Syntaxe incorrecte, changement de plan interdit en rayon

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1.4 Fonctions G avec arguments associés Fonctions suivies d’un ou plusieurs arguments qui sont des mots spécifiques à la fonction G qui les annonce. Le ou les arguments doivent suivre immédiatement la fonction. L’analyse des arguments d’une fonction G est close dès la lecture d’un mot n’appartenant pas à la liste des arguments de cette fonction. Exemple : N.. G04 F2 T03 F200 Syntaxe correcte N.. G04 T03 F2 F200 Syntaxe incorrecte, l’argument F2 ne suit pas immédiatement G04 Lorsqu’une fonction G possède plusieurs arguments, l’ordre de programmation ceuxci est indifférent sauf avec les fonctions G introduisant des ruptures de séquences (G10, G76, G77 et G79). Les arguments associés à une fonction peuvent être :  obligatoires,  facultatifs. L’argument de certaines fonctions G peut être programmé seul dans un bloc. a- Arguments obligatoires Les arguments sont obligatoires si : - la fonction G est uniquement annonciatrice d’arguments. Par exemple : N.. G16 P+ Fonction G et son argument P+ - la fonction G révoque un état modal antérieur et caractérise son argument de façon différente. Exemple : N.. G94 F100 Avance en mm/min N.. N.. G95 F0.5 La transition de l’avance de mm/min en mm/tour nécessite la redéfinition de l’argument F b- Arguments facultatifs Les arguments sont facultatifs si la fonction G permet de les déterminer par défaut. Par exemple : N.. G96 X.. S150 Cas ou la position X (par rapport à OP) est déterminée dans un bloc précédent (G96 : VCC en machine mixte) c- Arguments programmés seuls L’argument peut être programmé seul dans un bloc lorsque la fonction G associés est toujours active. Exemple : N.. G94 F150 X.. Y.. Avance en mm/min N.. N.. X.. Y.. F100 La fonction G94 n’est pas obligatoire avec son argument, le système est toujours dans l’état G94 2. Classification des fonctions auxiliaires M Types de fonctions M :  fonctions M modales, 29

 fonctions M non modales. Les fonctions M peuvent être :  des fonctions « avant » ou « après »,  des fonctions codées ou décodées. 2.1 Fonctions M modales Fonctions appartenant à une famille de fonctions M se révoquant mutuellement. Certaines familles de fonctions M comportent une fonction initialisée à la mise sous tension du système. La validité de ces fonctions est maintenue jusqu’à ce qu’une fonction de même famille révoque leur validité. Exemple : N.. S500 M03 Mise en rotation de la broche N.. M05 Arrêt de la broche, révoque M03 2.2Fonctions M non modales Fonctions uniquement valides dans le bloc ou elles sont programmées. Exemple : N.. M00 Fonction d’arrêt programmé 2.3 Fonctions M “avant” Fonction exécutée avant déplacement sur les axes programmés dans le bloc. Exemple : N.. X100 Y50 M08 La fonction d’arrosage M08 est exécutée avant déplacements sur X et Y 2.4 Fonctions M « après » Fonctions exécutées après déplacements sur les axes programmés dans le bloc. Exemple : N.. X50 Y100 M09 La fonction d’arrêt arrosage (M09) est exécutée après déplacements sur X et Y 2.5 Fonctions M codées Les fonctions codées sont définies par le constructeur machine et sont spécifiques à la machine. Fonctions codées M100 à M199 (NUM) Ces fonctions avec compte rendu sont par principe des fonctions « après non modales », mais ces particularités peuvent être redéfinies au choix du constructeur de la machine. Une seule de ces fonctions est autorisée dans un bloc du programme pièce. Fonctions codées M200 à M899 Ces fonctions dites « à la volée » sont des fonctions « avant modales ». La poursuite du programme est effectuée sans attente du CRM. Une seule de ces fonctions est autorisée dans un bloc du programme pièce.

REMARQUE : Dans un même bloc, il est autorisé de programmer une fonction codée non modale (M100 à M199) et une fonction codée modale (M200 à M899).

30

2.6 Fonctions M décodées Les fonctions M décodées sont des fonctions de base du système et dont la signification est connues. REMARQUE : Toutes ces fonctions sont acquittées avec compte rendu de fonction M (CRM), cet acquittement autorise la poursuite du programme pièce. Exemple : N.. T01 M06 Fonction M06 de changement d’outil Plusieurs fonctions M décodées peuvent être programmées dans un même bloc. Exemple : N.. G97 S500 M03 M40 M08 II/ Listes de fonctions G, M et autres 1- Fonctions G en Tournage Code Désignation G00 Interpolation linéaire à vitesse rapide. G01 Interpolation linéaire à vitesse d’avance programmée. G02 Interpolation circulaire sens antitrigonométrique à vitesse d’avance programmée. G03 Interpolation circulaire sens trigonométrique à vitesse d’avance programmée. G04 Temporisation programmable. G09 Arrêt précis en fin de bloc avant enchaînement sur bloc suivant. G10 Bloc interruptible G12 Survitesse par manivelle G16 Définition de l’orientation de l’axe de l’outil avec les adresses P, R. G20 Programmation en coordonnées polaires (X,Z,C) G21 Programmation en coordonnées cartésiennes (X,Z,C) G22 Programmation en coordonnées cylindriques (X,Y,Z) G23 Interpolation circulaire définie par trois points. G33 Cycle de filetage à pas constant G38 Cycle de filetage enchainé. G40 Annulation de correction de rayon. G41 Correction de rayon à gauche du profil à usiner. G42 Correction de rayon à droite du profil à usiner. G51 Miroir. G52 Programmation absolue des déplacements par rapport à l’origine mesure. G53 Invalidation des décalage PREF et DEC1. G54 Validation des décalages PREF et DEC1. G59 Décalage d’origine programmé. G63 Cycle d’ébauche avec gorge G64 Cycle d’ébauche G65 Cycle d’ébauche de gorge G66 Cycle de défonçage G70 Programmation en pouce. G71 Programmation en métrique. G73 Invalidation du facteur d’échelle. G74 Validation du facteur d’échelle. 31

G75 G76 pièce G77 retour. G78 G79 G80 G81 G82 G83 G84 G84 G85 G87 G89 G90 G91 G92 G92 R G92 S G94 G95 G96 G97 G98

Déclaration d’un sous programme de dégagement d’urgence. Transfert des valeurs courantes des paramètres L et E dans le programme Appel inconditionnel de sous programme ou d’une suite de séquences avec Synchronisation des groupes d’axes. Saut conditionnel ou inconditionnel à une séquence sans retour. Annulation de cycle d’usinage. Cycle de perçage centrage. Cycle de perçage chambrage. Cycle de perçage avec débourrage. Cycle de taraudage. Cycle de taraudage rigide. Cycle d’alésage. Cycle de perçage avec brise-copeaux. Cycle d’alésage avec temporisation en fin de trou. Programmation absolue par rapport à l’origine programme. Programmation relative par rapport au point de départ du bloc. Présélection de l’origine programme. Programmation de la vitesse d’avance tangentielle. Limitation de la vitesse de la broche Vitesse d’avance exprimée en millimètre, pouce ou degré par minute. Vitesse d’avance exprimée en millimètre ou en pouce par tour. Vitesse de coupe constante exprimée en m/mn Vitesse de broche exprimée en tours par minute. Définition de la valeur de X de départ pour interpolation sur l’axe C

NOTA : Les fonctions modales sont initialisées à la mise sous tension 2- Fonctions M en tournage et en fraisage Code Désignation M00 Arrêt programmé. M01 Arrêt programmé optionnel. M02 Fin de programme M03 Rotation de broche sens antitrigonométrique.. M04 Rotation de broche sens trigonométrique. M05 Arrêt de broche. M06 Appel d’outil. M07 Arrosage numéro 2. M08 Arrosage numéro 1. M09 Arrêt d’arrosage. M10 Blocage d’axe. M11 Déblocage d’axe. M12 Arrêt d’usinage programmé. M19 Indexation de broche. M40 à M45 Gammes de broche M48 Validation des potentiomètres de broche et d’avance. M49 Inhibition des potentiomètres de broche et d’avance. 32

M61 M64 à M65 M66/M67

Libération de la broche courante dans le groupe d’axes. Commande des broches numéro 1 à 2. Mesure broche 1/Mesure broche 2

3- Autres fonctions Code Désignation S0 Emission de message vers la visualisation. S1 à S6 S9 Emission de message vers la fonction automatisme ou un serveur distant ou un périphérique ou un PC. / Saut de bloc. T Numéro d’outil. D.. Appel du correcteur d’outil. ED.. Décalage angulaire programmé. EG.. Modulation programmée de l’accélération. EM-/+ Dimensions extrêmes de la pièce en visualisation graphique 3D M Conversion de l’unité interne des axes rotatifs. U Conversion de l’unité interne des axes linéaires.

4- Les fonctions G et M en fraisage Code Désignation G00 Interpolation linéaire à vitesse rapide. G01 Interpolation linéaire à vitesse d’avance programmée. G02 Interpolation circulaire sens antitrigonométrique à vitesse d’avance programmée. G03 Interpolation circulaire sens trigonométrique à vitesse d’avance programmée. G04 Temporisation programmable. G06 Ordre d’exécution d’une courbe spline. G09 Arrêt précis en fin de bloc avant enchaînement sur bloc suivant. G10 Bloc interruptible G12 Survitesse par manivelle G16 Définition de l’orientation de l’axe de l’outil avec les adresses P, Q, R. G17 Choix du plan XY G18 Choix du plan ZX G19 Choix du plan YZ G23 Interpolation circulaire définie par trois points. G29 Correction d’outil dans l’espace (3 axes ou 5 axes). G31 Cycle de filetage au grain. G40 Annulation de correction de rayon. G41 Correction de rayon à gauche du profil à usiner. G42 Correction de rayon à droite du profil à usiner. G43 Correction dans l’espace avec outil cylindrique G45 Cycle de poches simples. G46 Cycle de poches ou surfaçage avec contours quelconques. G48 Définition d’une courbe spline. G49 Suppression d’une courbe spline. G51 Miroir. 33

G52 Programmation absolue des déplacements par rapport à l’origine mesure. G53 Invalidation des décalage PREF et DEC1. G54 Validation des décalages PREF et DEC1. G59 Décalage d’origine programmé. G70 Programmation en pouce. G71 Programmation en métrique. G73 Invalidation du facteur d’échelle. G74 Validation du facteur d’échelle. G75 Déclaration d’un sous programme de dégagement d’urgence. G76 Transfert des valeurs courantes des paramètres « L » et « E » dans le programme pièce G76+/- Création/suppression de programme ou de bloc ISO G77 Appel inconditionnel de sous programme ou d’une suite de séquences avec retour. G77-i Appel du bloc de retour d’un sous-programme G78 Synchronisation des groupes d’axes. G79 Saut conditionnel ou inconditionnel à une séquence sans retour. G79+/Suspension momentanée de la préparation du bloc suivant dans une séquence avec mouvement G80 Annulation de cycle d’usinage. G81 Cycle de perçage centrage. G82 Cycle de perçage chambrage. G83 Cycle de perçage avec débourrage. G84 Cycle de taraudage. G84 Cycle de taraudage rigide. G85 Cycle d’alésage. G86 Cycle d’alésage avec arrêt de broche indexée en fin de trou. G87 Cycle de perçage avec brise-copeaux. G88 Cycle d’alésage et dressage de face. G89 Cycle d’alésage avec temporisation en fin de trou. G90 Programmation absolue par rapport à l’origine programme. G91 Programmation relative par rapport au point de départ du bloc. G92 Présélection de l’origine programme. G92 R Programmation de la vitesse d’avance tangentielle. G93 Vitesse d’avance exprimée en inverse du temps (V/L). G94 Vitesse d’avance exprimée en millimètre, pouce ou degré par minute. G95 Vitesse d’avance exprimée en millimètre ou en pouce par tour. G97 Vitesse de broche exprimée en tours par minute. G104 Lissage de courbe dans l’espace G997 Validation et exécution de toutes les fonctions mémorisées dans l’état G999. G998 Validation de l’exécution des blocs et d’une partie des fonctions traitées dans l’état G999. G999 Suspension de l’exécution et forçage de la concaténation des blocs.

34

Plan de la leçon Titre : La programmation sur M.O.C.N

Objectif: Connaître l’architecture d’un programme en CN. Eléments de contenu :

-

La Programmation : o Définition o Mot o Format o Bloc o Structure générale

Prérequis : Techniques d’usinage sur machines conventionnelles

Méthode pédagogique :

Exposé informel

Moyens pédagogiques :

Acétate Durée : 1h30’

Bibliographies :

Mémotech : Commande Numérique programmation Manuel de Programmation NUM Guide du technicien en productique

35

PROGRAMMATION SUR MACHINE OUTIL A COMMANDE NUMERIQUE I/ La Commande Numérique Définition : La C.N (Commande Numérique) est une méthode de contrôle des machines dans laquelle la principale tache de l’opérateur est de fournir, des instructions composées de chiffres, de lettres et de caractères de ponctuation (1, G,  ,  : ,/ ; ). Une telle combinaison s’appelle combinaison alphanumérique. II/ La programmation sur MOCN 1° Définition d’un programme Un programme pièce CNC est une liste d’instructions et de données à transmettre au système de commande numérique. La création d’un programme composé de blocs et de mots est soumise à des règles de structure, syntaxe ou format. La programmation est à format variable et adresses suivant les codes et normes ISO et EIA. La programmation est possible dans les deux codes :  ISO (International Organization for Standardization). Normes ISO 6983-1 (NF Z 68-035), 6983-2 (NF Z 68-036) et 6983-3 (NF Z 68-037).  EIA (Electronic Industries Association). Normes RS 244 A et 273 A. Un programme est constitué de lignes appelées "blocs". Un bloc correspond aux instructions relatives à une séquence d'usinage. Chaque bloc est constitué d'un groupe de mots. Un mot est un ensemble de caractères composé d'une adresse suivie de chiffre constituant une information. PROGRAMME %10 N10 N.. N.. N250 N50

G01

XOFf

M2

X20.45

F150

M08

BLOC MOT

36

2° Format de mot

Le mot définit une instruction ou donnée à transmettre au système de commande. Types de mots :  mots définissant des dimensions,  mots définissant des fonctions. Le format définit les caractéristiques particulières de chaque mot codé employé en programmation. 3° Format général des mots

MOT Adresse

Signe algébrique

Donnée numérique

 Adresse : Une ou deux lettres ou un caractère  Signe algébrique : Signe, éventuellement plus (+) ou moins (-)  Donnée numérique : Chiffres liés à l’adresse

4° Particularités du format des mots de dimensions

Le format des mots de dimensions est conditionné par le choix des unités internes du système définies à l’intégration de la CN par le constructeur de la machine. Les unités internes du système sont définies pour :  les axes linéaires,  les axes rotatifs. Les unités internes affectent directement les courses machine, ainsi que les formats d’acquisition et de visualisation des cotes sur les axes linéaires et rotatifs (modulo ou non). 5° Unité interne des axes linéaires

Le nombre de chiffres pouvant être placés après le point décimal lors de la programmation des axes linéaires (l’unité de base étant le mm) est déclaré dans le paramètre machine. 37

Correspondances du format de mot avec l’unité interne des axes linéaires Unité interne

Définition

1/10 de mm

1 chiffre après le point

1/100 de mm 2 chiffres après le point m

3 chiffres après le point

1/10 de m

4 chiffres après le point

1/100 de m 5 chiffres après le point

6° Unité interne des axes rotatifs Le nombre de chiffres pouvant être placés après le point décimal lors de la programmation des axes rotatifs (l’unité de base étant le degré) est déclaré dans le paramètre machine.

Correspondance du format de mot avec l’unité interne des axes rotatifs Définition

Unité interne

1 chiffre après le point

1/10 de degré

2 chiffres après le point

1/100 de degré

3 chiffres après le point 1/1000 de degré 4 chiffres après le point 1/10000 de degré 7° Exemples de formats de mots : Mot définissant une dimension, adresse X (unité interne au m)

X

+

0

5

 X : Adresse du mot  + : Le signe ‘’+ ‘’ est facultatif  0 : Les zéros de tête sont facultatifs 38

3

 5 : Nombre de chiffres autorisés avant le point décimal  3 : Nombre de chiffres autorisés après le point décimal Ecriture du mot de dimension de valeur 0,450 mm au format X+053 (format variable). 0,450 mm peut s’écrire :

X+0.450 ou X.45 Mot définissant une fonction, adresse G

G

0

2

 G : Adresse du mot  0 : Les zéros de tête sont facultatifs  2 : Nombre de chiffres maximum autorisés avec l’adresse Ecriture de mots de fonction adresses G au format G02 (format variable).  Le mot G01 peut s’écrire : G1  Le mot G04 peut s’écrire G4 8° Format des blocs Un bloc (ou séquence) définit une ligne d’instruction composée de mots codés à transmettre au système de commande. Le format de bloc définit la syntaxe des mots de fonction et de dimension composant chaque bloc de programmation. BLOC N..

G..

X..

F..

M..

 N.. : Numéro du bloc  G.. : Mot de fonction préparatoire  X.. : Mot de dimension  F.. : Mot de fonction technologique  M.. : Mot de fonction auxiliaire Exemples de blocs : 1-Ecriture d’un bloc définissant un changement d’outil et l’appel de son correcteur N20

T01

D01

 N20 : Numéro du bloc 39

M06

 T01 : Numéro d’outil  D01 : Numéro de correcteur  M06 : Changement d’outil 2-Ecriture d’un bloc définissant la mise en rotation de broche

N30

S650

M41

M03

 N30: Numéro du bloc  S650 : Vitesse de rotation  M41 : Gamme de broche  M03 : Sens de rotation 3-Ecriture d’un bloc définissant une trajectoire

N50

G01

X20.456

F150

M08

 G01 : Interpolation linéaire  X 20.456 : Point à atteindre  F150 : Vitesse d’avance  M08 : Arrosage 9° Structure générale d’un programme Un programme CN comporte des caractères obligatoires de début et fin. Ilest exécuté dans l’ordre d’écriture des blocs situés entre les caractères de début et de fin de programme. La numérotation des blocs n’intervient pas dans l’ordre de déroulement du programme. Il est malgré tout conseillé de numéroter les blocs dans l’ordre d’écriture (de dix en dix par exemple). Structure d’un programme ISO Début de programme :  caractère du début de programme suivit d’un numéro Exemple :  1000 Coprs du programme : Il contient tous les blocs nécessaires à l’opération d’usinage

40

Fin de programme :  code M02 Fin de changement de programme :  caractère XOFF

Exemples 1-Structure d’un programme

STRUCTURE

EXEMPLES  1000

NUMERO DU PROGRAMME IDENTIFICATION

(TOUR T2) (PH30)

INITIALISATION

N50 G80G40M5M9 POSITION DEGAGEMENT

N60G0G52X0Z0

OPERATION 1

N80 M06 T01D01 N85 G95G97S1500F0.05M03M8 N90 G90 G0 X0 Z70

POSITION DEGAGEMENT

N100 G81 X0 Z60 N120 G0G52 X0Z0M9 OPERATION « n »

N440 G01 X30 Z-5 F0.07

POSITION DEGAGEMENT

N470 Z-45 EB2 N480 G02 X40 Z-55 I40 K-50 EB2 FIN PROGRAMME

N490 G01 Z-75 N120 G0G52 X0Z0M9

N400 M2

41

2-Structure d’une opération

STRUCTURE

EXEMPLES

OPERATION PRECIDENTE

Fonctions ISO correspondantes

POSITIONNER LE BON OUTIL N50 M06T06D07

APPROCHE RAPIDE DE L’OUTIL

ADAPTER LES CONDITIONS DE COUPE

N60G0G52X0Z20

REALISER L’OPERATION D’USINAGE N85 G95G97S1500F0.05M03M8

DEGAGER L’OUTIL EN RAPIDE N480 G02 X40 Z-55 I40 K-50 EB2 N490 G01 Z-75

OPERATION SUIVANTE

N500 X30 Z-80 N120 G0G52 X0Z0M9

42

10-Elaboration d’un programme L’organigramme suivant décrit le processus de fabrication d’une pièce du dessin de définition jusqu'à l’usinage.

Dessin de définition

Gamme d’usinage Préparation : outillages, montages ……

Programmation hors ligne : PC, Logiciel de CFAO

Programmation en ligne : CNC, Pupitre machine

Programme Transfert PC-CNC, Disquette, liaison série

Lecteur perforateur Bande perforée

Listing programme

CNC Mise au point-tests

Usinage

43

Plan de la leçon Titre : Principes généraux de la programmation

Objectif: Rédiger un programme CNC a partir d’un dessin de définition Eléments de contenu : -

Les fonctions d’initialisation

-

La fonction d’appel de l’outil

-

Les types de programmation

-

Les interpolations

-

Les conditions de coupe

-

La commande de la broche

-

Exercices

Pré requis : -

Techniques d’usinage sur machines conventionnelles

-

Bureau de méthodes

-

CAO

Méthode pédagogique : Exposé informel Moyens pédagogiques : Acétate Durée : 1h30’ Bibliographies :

-

Mémotech : Commande Numérique programmation

-

Manuel de Programmation NUM

-

http://www.iutp.univ-poitiers.fr/COURS-DOCS/cours/MOCN-programmation

44

PRINCIPES GENERAUX DE LA PROGRAMMATION

1-Définition : La programmation en commande numérique est une suite logique d’instructions fournies à la machine. Il y a certaines instructions communes à tous les programmes.

2-Fonctions d’initialisation : Un programme commence par le caractère "%" suivi d'un numéro de programme, le premier bloc doit comprendre les instructions nécessaires à l’initialisation de la machine. N10 G40 G80 M9 M5 G0 G52 X0Z0 2-Appel de l’outil : Après dégagement de la tourelle loin de la pièce (vers l’origine mesure G52) pour des raisons de sécurité, on appel l’outil propre à l’opération d’usinage. N40 M06T02D06 T02: Choix de l’outil en position 2 du magasin D06: Prise en compte du correcteur n° 6 M06: Chargement de l'outil choisi Le correcteur renferme les caractéristiques dimensionnelles et géométriques de l’outil définies par rapport au point de référence. 2.1 Exemples: Cas du fraisage: D06 L……R……. @............ Les adresses: L : Longueur de la fraise R : Rayon de la fraise @ : Rayon de bout de la fraise

45

Cas du tournage: D06 X…Z…R…….C........ Les adresses : X: Jauge suivant l’axe X Z: Jauge suivant l’axe Z R: Rayon de la plaquette C : orientation du bec de l’outil

3-Positionnement outil/Pièce: Selon la position de l’outil par rapport à la pièce, les correcteurs de rayon de l’outil seront pris en compte à la lecture de la fonction G41 G42 ou G43.

46

G41 Compensation de l’outil vers la gauche G42 Compensation de l’outil vers la droite G43 Correction de la longueur de l’outil G44 Annulation de la compensation en longueur G40 Annulation de la compensation en longueur

Cas du fraisage : …. N100 G41 G01 X60. Y50. D11 N110 X40. Y50. N120 G02 X30. Y60. I0. J10. N130 G01 Y100.

Cas du tournage : N100 G41 G01 X100. Z40. N110 X60. N120 G03 X40. Z50. I0 K10. N130 G01 Z70. N140 X30. Z90. N150 X-2. N160 G40 Z100. ….

47

4-Les conditions de coupes :

4.1-La vitesse d’avance : F La vitesse d’avance peut être exprimée en :  Millimètre par minute : G94

N100 G94 F200

 Millimètre par tour:

N100 G95 F0.2

G95

Remarques : -

Les deux fonctions sont modales.

-

L’avance est appliquée au centre de l’outil

La vitesse d’avance peut être tangentielle : G92 R…..

N150G92R5 (5 rayon mini

de courbe au dessous du laquelle l’avance tangentielle n’est pas traitée. 4.2- La vitesse de coupe: S 

Vitesse de coupe constante : G96

N100 G96 S 150

(150 m/mn)



Vitesse de coupe variable :

N150 G97 S3000

(3000tr/mn)



Limitation de la fréquence de rotation: G92

G97

N200 G92 S5000

(N5000tr/mn) 4.3- La lubrification Les fonctions M07, M08 ou les deux en même temps permettent l’arrosage de la pièce N200 M07M08 L’arrêt de l’arrosage est exprimé par la fonction M09 N500 M09 4.4-Commande de la broche La commande de la broche à la fréquence programmée ou l’arrêt de celle-ci est activée par les fonctions suivantes :

Fonctions Signification

exemples

M03

Sens antitrigonométrique N250 M03

M04

Sens trigonométrique

N300 M04

M05

Arrêt de la broche

N400 M05

48

5-Type de programmation La programmation peut être en absolue, dans ce cas tous les points ont la même origine ont c.a.d leurs cordonnées sont définies par rapport à l’origine programme OP, comme elle peut être en relatif donc chaque point est définie par rapport au point précédent.

Fonctions signification G90

Schéma

Programmation en absolue Tous les points ont la même origine

OP

G91

Programmation en relatif L’origine de chaque point et le point précédent

OP

Pour de faciliter la programmation on peut décaler l’origine programme :G59

N... G59 Xb OP en OP2 N... ... usinage de "3" N... G59 Xa OP en OP1 N... ... usinage de"2" N... G59 X0 OP en OP0 N... ... usinage de "1

49

6. Les interpolations Il existe deux types d’interpolations : 6.1-

interpolation linéaire 

Interpolation linéaire à vitesse d’avance rapide: G00

N40 G00 X20 Z100 

Interpolation linéaire à vitesse d’avance de travail : G01

N70 G01 X20 Z150 Interpolation circulaire définie par le point d’arrivée et le rayon ou le

6.2-

centre du cercle 

Interpolation circulaire dans le sens anti-trigonométrique à vitesse d’avance de travail : G02



Interpolation circulaire dans le sens trigonométrique à vitesse d’avance de travail : G03

N500 G03/G02 X…..Z….R…. Ou N500 G03/G02 X…..Z….I…K….

6.3-

Interpolation circulaire définie par le point d’arrivée et un point

intermédiaire N80 G23 XcZc IbKb XcZc : coordonnées du point d’arrivée IbKb:coordonnées du point intermédiaire

50

7-Exercices Exercice 1: La pièce suivante est représentée par les cotes moyennes: 

Choisir l’origine programme



Dresser un tableau qui défini les coordonnées des points de la trajectoire de l’outil



Faire le programme d’usinage de finition de cette pièce

-

Programmation en absolue

-

Programmation en relatif

Exercice 2 : Le matériau de la pièce : C45 -

Faire le contrat de phase

-

Faire la programmation

51

CONTRAT

DE Ensemble :

PHASE

Elément : Matière :C45

Programme :………

Code pièce :

Désignation de la phase: Tournage

Brut :

Machine outil :

Porte pièce :

S.phase Opération Désignation Outillage des

Conditions de coupe

Outils Vérificateur Vc N f/fz Z Vf ap

opérations

52

Plan de la leçon Titre :Les cycles de tournage Objectif général : Connaître les syntaxes de programmation des cycles fixes de tournage sur MOCN Eléments de contenu : -

Les cycles de tournage : o Ebauche para-axiale o Cycle de filetage o Cycle de perçage avec débourrage o Cycle de perçage par brise copeaux o Cycle de défonçage o Cycle d’ébauche avec gorge

-

Exemples

-

Exercices de synthèses

Pré requis : -Les référentiels machines -Les fonctions de programmation -Chronologie des opérations d’usinages -Choix des conditions de coupe Méthode pédagogique : -Exposé informel Moyens pédagogiques : -Acétates -Logiciels de simulation Evaluation : Exercices Durée : Bibliographie :

Manuel de programmation NUM . Mémotech de commande numérique

53

LES CYCLES DE TOURNAGE 1°- Définition : Un cycle permet, à partir de la définition d’un profil brut, d’effectuer l’ébauche et la finition d’une pièce par passes successives. 2 / les différentes cycles : 2.1-Cycle d’ébauche para-axial : G64 La fonction permet l’ébauche d’un volume de matière situé entre les définitions d’un profil brut et d’un profil fini. Le cycle peut être exécuté en para-axial par dressage ou chariotage et pour des usinages extérieurs ou intérieurs. - Syntaxe de programmation :  Début :

*

G64 Nn Nm. I ... K ... P ../R…. F… XA ZA XB ZB

Définition des limites du brut

XC ZC ……… ……….

 Fin :

G80 XDZD

Fin d’ébauche est positionnent au point D

Nn, Nm : blocs représentants les bornes du profil fini P : Valeur de la prise de passe en X R : valeur de la prise de passe en Z I : surépaisseur de finition en X (facultatif) K : surépaisseur de finition en Z (facultatif) F : avance en m/min si G94 ou mm/ tr si G95

54

-

Décomposition du cycle :

Mouvements de l’outil

Paramètres du cycle - Différents types d’ébauche :

L’exécution du cycle par usinage axial ( chariotage) ou usinage frontal ( dressage) est obtenu par le sens de définition du brut et la programmation de P ou R dans le bloc de cycle.

a- Ebauche extérieur : 1. Ebauche par chariotage : La profondeur de passe (P) est perpendiculaire à l’axe de la pièce, le mouvement d’avance est parallèle à l’axe de la pièce ;

Ebauche par chariotage 55

Syntaxe de programmation N200 … N210 G64 N.. N.. I .. K .. P N220 X .. Z ..

Point A

N230 Z..

Point B

N240 X.. Z..

Point ( C )

N250 X..

Point (D)

N260 G80 G52 X.. Z.. N..

2. Ebauche par dressage : La profondeur de passe (R) est parallèle à l’axe de la pièce, le mouvement d’avance est perpendiculaire à l’axe de la pièce

Ebauche par dressage Syntaxe de programmation N200… N210 G64 N.. N.. I.. K4.. R4 N220 X .. Z..

Point A

N 230 X ..

Point B

N240 X .. Z..

Point ( C )

N250 Z ..

Point D

N260 G80 G52 X .. Z.. N.. 56

- Exemple :

%46 N10 G00 G52 X.. Z..

Position de changement outil

N20 T01 D01 M06 ( outil à dresser R= 0,8) N30 S900 M40 M04 N40 X120 Z55

Point B , outil en début

d’ébauche N50 G92 S3500 N60 G96 S200 N70 G95 F0.2 N80 G64 N140 N210 I0.4 K0.2 R3

Cycle

N90 X16 Z55

Point (A)

N100 X120

Point (B)

Définition du

brut N110 Z20

Point (C )

N120 G80 G52 X.. Z.. G97 S900

Annulation du cycle

N130 T03 D03 M06 ( outil à copier R=0.4) N140 G42 X16 Z55

Point a, outil en début de

finition N150 G96 S250 57

N160 G01 Z50 F0.1

Point b

N170 X30

Point c

N180 G03 X40 Z45 R5

Point d

N190 G01 Z30

Point e

N200 X100

Point f

N210 X120 Z20

Point g

N220 G00 G40 G52 X.. Z.. G97 S900 M05 N230 M02

Modifications à apporter pour exécution du programme %46 par chariotage N80 G64 N140 N210 I0.4 K0.2 P3

Adresses R remplacée par P

N90 X120 Z20

Définition du brut inversé

N100 Z55 N110 X16 b -Ebauche d’un profil intérieur

58

%48 N10 G00 G52 X.. Z..

Position de changement outil

N20 T07 D07 M06 ( outil à aléser R0,4) N30 S900 M40 M04 N40 X18 Z45

Point B

N50 G92 S3500 N60 G96 S100 N70 G95 F0.15 N80 G64 N140 N210 I-0.2 K0.1 P2

Cycle

N90 X16 Z12

Point (A)

N100 Z45

Point (B)

N110 X64

Point (C )

N120 G80 G52 X.. Z.. G97 S900

Annulation du cycle

Définition du brut

N130 T09 D09 M06 ( outil à aléser R0.2) N140 G41 X64 Z45

Point a, outil en début de finition

N150 G96 S120 N160 G01 X56 Z41 F0.08

Point b

N170 Z37

Point c

N180 X48

Point d

N190 X30 Z15

Point e

N200 X22

Point f

N210 X16 Z12

Point g

N220 G00 Z45 G97 S900

Point h

N230 G40 G52 X.. Z.. M05 N240 M02. 2.2 Cycles de filetage à pas constant- G33 : La fonction permet l’exécution de filetages cylindrique, conique et frontal. Les filetages peuvent être mono-filet ou multi-filets et exécutés par pénétration droite ou angulaire. Les passes successives sont exécutées suivant des profondeurs dégressives

59

Paramètres d’un cycle de filetage - Syntaxe : N.. G33 X.. Z..K..[EA..][EB..] P.. [Q..][r..][F..][S..]/ [ES]  X…Z : coordonnées suivant X et Z de la fin du filetage  K… : pas (valeur maxi 250mn)  EA… : angle du cône 0Z et le profil de la pièce EA= 0 si le filetage est cylindrique EA= 90 : filetage frontal  EB : angle de pénétration entre le flanc de filet et l’axe de pénétration suivant le sens d’usinage EB = 0 pénétration droite EB > 0 : pénétration à flanc de filet suivant le sens d’usinage EB < 0 : pénétration à flanc de filet opposée au sens d’usinage  R : longueur du cône de dégagement, par défaut : perpendiculaire à l’axe de filetage  P : profondeur total de passe  Q : profondeur de la dernière passe ( incluse dans P) Q = 0 passe à vide Par défaut : 1 passe  F : nombre de filets (par défaut 1 filet)  S : nombre de passes de finition (passe Q non comprise) S : passes de valeurs dégressives  ES : passes de valeurs constantes.

60

R =0 : dégagement

- Propriété de la fonction : La fonction G33 est non modale. - Révocation : La fonction G33 est révoquée en fin de bloc. - Décomposition du cycle : Les phases ci-dessous sont données à titre indicatif et le filetage ne comprend que les paramètres principaux du cycle. N220 G00 Xa Za N230 G33 Xb Zb K.. P.. S..

Phase 1 : Bloc de positionnement de l’outil au point de départ du filetage sur X et Z ( point a) Phase 2 : Prise de passe rapide suivant l’axe de pénétration ( première passe) Phase 3 : Exécution de la première passe suivant l’axe de filetage Z( point Zb) Phase 4 : Dégagement suivant X ( point Xb) Phase 5 : Dégagement rapide suivant l’axe de pénétration Phase 6 : Retour rapide à la position de départ de filetage Exécution des passes suivantes de façon identique aux passes 2 à 6 , puis passe de finition s’il y a lieu. - Pente de dégagement d’outil en fin de passe définie par R

61

- Filetage conique, demi-angle au sommet défini par EA: Valeur EA positive suivant sens trigonométrique, modulo 180° Soit : -45 °  EA  45° pour : Z axe de filetage X axe de pénétration Soit : EA> 45° ou EA < -45° pour : Z axe de pénétration X axe de filetage

62

- Filetages multi-filets : Le décalage « d » ( valeur du pas) correspondant à chaque filet s’effectue à l’oppposé du sens d’exécution du filetage. Exécution d’un filetage à 2 filets : Première passe sur les 2 filets, deuxième passe sur 2 filets, etc.

- Rappels : Détermination de la profondeur de passe ( P), filet profil ISO. Filetage extérieur : 0,613 x pas Filetage intérieur : 0,577 x pas Détermination du nombre de passes approché (S) S=Px7 S : nombre entier P : profondeur de passe 7 : coefficient - Exemples :

N.. N140 T09 D09 M06 ( outil à fileter pas=1 à droite) N150 G97 S1000 M40 M03 N160 G00 Xa Za

départ du filetage

N170 G33 Xb Zb K1 EA175 EB30 P0.61 Q0.2 R4 S5 N.. 63

2.3 PERCAGE : 2.3.1 Cycle de centrage :G81 Le cycle permet la programmation d’usinage suivant les axes X ou Z. Syntaxe : N.. G81 X.. /Z.. [ER..] G81 : Cycle de perçage avec débourrage X.. / Z.. : Point à atteindre sur l’axe d’usinage ER.. :Côte du plan de dégagement sur l’axe d’usinag

2.3.2 Cycle de perçage avec débourrage :G83 Le cycle permet la programmation d’usinage suivant les axes X ou Z. Syntaxe : N.. G83 X.. /Z.. [ER..] [EH..] [P..] / [ES..] [Q..] [EP..] [EF..] G83 : Cycle de perçage avec débourrage X.. / Z.. : Point à atteindre sur l’axe d’usinage ER.. :Côte du plan de dégagement sur l’axe d’usinage EH.. : Côte du plan d’attaque sur l’axe d’usinage P.. : valeur de la première pénétration ES.. : Nombre de pénétrations de valeur constante ( voir la figure ci-dessous) Q.. : valeur de la dernière pénétration EP.. : Garde de retour après chaque débourrage ( par défaut : EP=1) EF.. : Temporisation à chaque fin de pénétration. - Propriété de la fonction : La fonction G83 est modale. - Révocation : La fonction G83 est révoquée par l’une des fonctions G 80 à G82, G84, G85, G87 et G89 ou les fonctions G64, G65 , G66. - Particularités : Si les adresses P et Q sont programmées, les pénétrations successives entre P et Q sont de valeurs dégressives. La programmation d’au moins un ou deux arguments P et ES est obligatoire.

64

- Décomposition du cycle Les phases ci-dessous sont données à titre indicatif, leur nombre dépend des valeurs programmées avec le cycle. Phase 1 : Bloc de positionnement rapide dans l’axe de l’usinage. Phase 2 : Première pénétration sur profondeur P..

à vitesse d’avance d’usinage

suivant l’axe de l’outil. Temporisation éventuelle en fin de pénétration. Dégagement à vitesse rapide au point de départ. Repositionnement rapide à 1 mm ( ou valeur EP..) de la profondeur de P.. Phase 3 : Deuxième pénétration à vitesse d’avance d’usinage. Temporisation éventuelle en fin de pénétration. Dégagement à vitesse rapide au point de départ. Repositionnement rapide à 1 mm ( ou valeur EP..) de la profondeur précédente Phases 4 et 5 : Pénétrations et dégagements identiques à la phase 3. Phase 6 : Pénétration sur profondeur Q.. à vitesse d’avance d’usinage. Phase 7 : Dégagement à vitesse rapide au point de départ. Temporisation éventuelle G04F.. au point de départ.

65

2.3.3 Cycle de perçage par brise copeaux : G87 Le cycle permet la programmation d’usinages suivant les axes X ou Z.

- Syntaxe :

N.. G87 X.. /Z.. [ER..] [EH.. ] [P..] / [ES..] [Q..] [EP..] [EF..] G87 : Cycle de perçage avec brise-copeaux. X.. / Z.. Point à atteindre sur l’axe d’usinage 66

ER.. Côte du plan de dégagement sur l’axe d’usinage EH .. Côte de plan d ‘attaque sur l’axe d’usinage P.. Valeur de la première pénétration ES : Nombre de pénétrations de valeur constante Q.. Valeur de la dernière pénétration EP .. Valeur du recul entre deux pénétrations ( par défaut , pas de recul , EP=0) EF .. Temporisation à chaque fin de pénétration. - Propriétés de la fonction : La fonction G87 est modale. - Révocation : La fonction G87 est révoquée par l’une des fonctions G80 à G85 et G89 ou les fonctions G64, G65, G66. - Particularités : Si les adresses P et Q sont programmées, les pénétrations successives entre P et Q sont de valeurs dégressives. La programmation d’au moins un des deux arguments P et ES est obligatoire. - Décomposition du cycle : Les phases ci-dessous sont données à titre indicatif, leur nombre dépend des valeurs programmées avec le cycle.

Phase 1 : Bloc de positionnement rapide dans l’axe de l’usinage 67

Phase 2 : Pénétration sur profondeur P.. à vitesse d’avance d’usinage suivant l’axe de l’outil Temporisation éventuelle en fin de pénétration. Phases 3 et 4 : Pénétrations et temporisations successives identiques à la phase 2. Phase 5 : Pénétration sur profondeur Q .. à vitesse d ‘avance d’usinage. Temporisation éventuelle en fin de pénétration Phase 6 : Dégagement à vitesse rapide suivant l’axe de l’outil. Temporisation éventuelle G04 F.. au point de départ. 2.4 Cycle de défonçage : G66 La fonction permet l’ébauche d’une gorge axiale ou frontale par plongées successives. - Syntaxe : N.. G66 D.. X.. Z.. [EA..] P.. / R.. [EP..] [EF..] G66 : Cycle de défonçage D.. Numéro du second correcteur de l’outil à gorge ( le premier correcteur doit être programmé dans un des blocs précédents) X.. Z.. Position de fin d’usinage de la gorge EA.. Angle définissant la pente en fond de gorge Par défaut : EA= 0 (pas de pente) P.. / R.. Pas entre chaque plongée P.. valeur suivant X (gorge frontale) R.. valeur suivant Z (gorge axiale) EP.. Valeur de dégagement à 45° en fin de passe. EF.. Temporisation en fin de chaque plongée, exprimée en seconde Par défaut : EF=0

N100 G0 D10 X80 Z20 (A)

68

-Propriétés de la fonction : La fonction G66 est non-modale.

-Révocation : La fonction G66 est révoquée en fin de bloc. -Exemple : Défonçage d’une gorge axiale

N210 G00 G52 X.. Z..

Position de changement outil

N220 T05 D05 M06

( outil à gorge L= 6)

N230 G97 S900 M40 M03 N240 X66 Z30

Point A

N250 G96 S80 N260 G95 F0.1 N270 G66 D15 X46 Z50 EA10 R5 EF0.5

Cycle

N280 G52 X.. Z.. G97 S900 M05 N..

2.5 Cycle d’ébauche avec gorge : G63 La fonction permet l’ébauche d’un volume de matière situé entre la définition d’un brut matière et d’un profil fini. Le cycle exécute les gorges dont le profil est compatible avec la géométrie et le rayon de l’outil utilisé. Il peut être effectué par dressage ou chariotage, pour des usinages extérieurs ou intérieurs.

69

-Syntaxe : N .. G63 [N.. N..] / [EP..] X.. Z.. EX.. / EZ.. P../ R.. EA.. /EU .. / EW.. [EB..] [EC..] .. [ER..] [Q..] [EQ..] [EF..]  G63

Cycle d’ébauche avec gorge

 N.. N.. Numéros du premier et du dernier bloc définissant le profil mini ( maximum 95 blocs)  EP ..

Numéro de contour crée par fonction PROFIL.

 X.. Z.. ( ou U.. W..) Position de départ du cycle  EZ .. /EX ..

Position de fin de passes sur l’axe d’ébauche : EZ pour ébauche axiale suivant Z EX pour ébauche frontale suivant X.

Sens d’exécution des passes d’ébauche : Z+ si EZ > Z

Z- si EZ< Z

X+ si EX > X

X- si EX > Z

 P.. /R..

Profondeur de passe

 P : valeur suivant X ( ébauche axiale)  R : valeur suivant Z ( ébauche frontale)  EA.. /EU.. / EW .. Position de départ des passes d’ébauche La programmation de ces arguments permet la définition d’un angle de départ pour prise de passe et pour être combinée : EA , EU, EA EW ou EB EW.  EB ..

Angle limite de plongée de gorge

Angle permettant de tenir compte de la géométrie du profil gorge et de l ‘angle d’attaque (K) de l’outil. Par défaut , EC perpendiculaire à l’axe d’ébauche.  ER.. Surépaisseur de finition. Valeur appliquée normale au profil . Par défaut ER=0.  Q.. Garde de positionnement Distance d’approche à vitesse travail avant le contact matière ( pour prise de passes en rapide) Par défaut Q= 0, pas de garde.  EQ..  EF..

Valeur copeau minimum Vitesse d’avance de plongée dans la matière.

Par défaut EF identique à l’avance «F » modale. 70

-Propriété de la fonction : La fonction G63 est non modale. -Révocation : La fonction G63 est révoquée en fin de bloc. -Décomposition du cycle

a- Passe d’ébauche

Phase 1 : Bloc de positionnement outil suivant Z et X Avant le départ du cycle le système tient compte du rayon d’outil déclaré Phase 2 : Prise de passe rapide sur profondeur avec « P » ( en chariotage) Phase 3 : Exécution de première passe à vitesse d’usinage Phase 4 : Dégagement suivant le profil à vitesses d’usinage 71

Phase 5 : Retour rapide au point de départ du cycle Exécution des passes suivantes de façon identique aux phases 2 à 5. Après exécution de la dernière passe d’ébauche, il y a dégagement de la facr et positionnement suivant X. b- Passe d’usinage gorge

Phase 1 : Positionnement rapide suivant X Phase 2 : Positionnement rapide suivant Z Phase 3 : Positionnement à vitesse d’usinage suivant X Phase 4 : Prise de passe à vitesse d’usinage suivant le profil gorge Phase 5 : Exécution de la passe à vitesses d’usinage Phase 6 : Dégagement à vitesse d’usinage suivant le profil gorge Phase 7 : Retour rapide au point de départ du cycle. Exécution des passes suivantes de façon identique aux phases 3 à 6. Après l’exécution de la dernière passe , il y a dégagement de la face et positionnement suivant X. - Particularités : Lorsque le cycle est programmé , le système doit être dans l’état G40 ( annulation de la correction de rayon outil « G41 ou G42 ». En fin de cycle le système est initialisé à vitesse rapide. La définition du profil fini peut être programmée avant l’appel du cycle , mais dans ce cas il est nécessaire d’utiliser la fonction G79 de saut à une séquence . Les arguments du cycle définissant des angles sont repérés selon le sens trigonométrique. La fonction de vitesse d’avance et son argument peuvent être programmés dans le bloc du cycle, par exemple : N.. G63 N.. N.. X.. Z.. EZ.. P.. EA.. EB.. ER.. Q.. EQ.. EF.. G95.. F0.3

-Exemple: Exécution d’un profil en deux ébauches extérieures par chariotage, puis finition

72

Ebauche puis finition d’un profil intérieur par chariotage

Trajectoires d’usinage extérieur

Trajectories d’usinage intérieur

73

% 163 N10 G0 G52 X.. Z..

Position de changement d’outil

$0 EBAUCHE EXTERIEURE 1 N20 T01 D01 M06 (OUTIL R0.8) N30 S900 M40 M04 N40 X126 Z5

Position de l’outil en début d’ébauche 1

N50 G92 S4000 N60 G96 S260 N70 G95 F0.3 N80 G63 N150 N300 X126 Z5 P3 EZ-85 EU16 EB170 EC-93 ER0.2 EQ1 Q1 EF0.2 N90 G0 G52 X.. Z.. G97 S900 $0 EBAUCHE EXTERIEURE 2 N100 T03 D03 M06 (OUTIL R0.8) N110 X80 Z5

Position de l’outil en début d’ébauche2

N120 G63 N150 N300 X72 Z5 P1.5 EZ-65 EU70 EB-125 EC-93 ER0.2 Q1 EF0.15 N130 G0 G52 X.. Z.. G97 S900 $0 FINITION EXTERIEURE N150 G42 G0 X16 Z5

Point a

N160 G96 S300 N170 G01 Z0 F0.08

Point b

N180 X60

Point c

N190 X70 Z-5

Point d

N200 Z-20

Point e

N210 X60 Z-25

Point f

N220 Z-30 EB-2

Point g

N230 X70 EB2

Point h

N240 Z-40 EB2

Point i

N250 G02 X70 Z-60 R15 EB2

Point j

N260 G01 Z-65

Point k

N270 X-80 Z-75

Point l

N280 Z-80

Point m

N290 X116

Point n

N300 X126 Z-85

Point o

N310 G0 G40 G52 X.. Z.. G97 S900 M05 74

$0 EBAUCHE INTERIEURE N320 T05 D05 M06 ( OUTIL A ALESER R0.8) N330 S900 M40 M03 N340 X10 Z10

Position de l’outil en début d’ébauche

N350 G92 S3000 N360 G96 S70 N370 G95 F0.1 N380 G63 N420 N520 X16 Z5 EU50 EZ-92 P2 EB110 EC70 ER0.2 Q1 EQ0.5 EF0.1 N390 G0 Z5

Dégagement de l’outil

N400 G0 G52 X.. Z.. $0 FINITION INTERIEURE N410 T07 D07 M06 (OUTIL A ALESER R0.4) N420 G41 X50 Z5

Point a’

N430 G96 S90 N440 G01 X30 Z-5 F0.07

Point b’

N450 Z-20

Point c’

N460 X40 Z-25

Point d’

N470 Z-45 EB2

Point e‘

N480 G02 X40 Z-55 I40 K-50 EB2

Point f’

N490 G01 Z-75

Point g’

N500 X30 Z-80

Point h’

N510 Z-85

Point i’

N520 X16 Z-92

Point j’

N530 G0 Z5

Point k’ , dégagement outil

N540 G40 G52 X.. Z.. G97 S900 M05 N550 M02 4 - Exercice : Faite la programmation d’usinage de la pièce suivante :

75

76

Plan de la leçon Titre : Fraisage en commande numérique Objectif général : -

Connaître la programmation en fraisage sur MOCN

Eléments de contenu : -

Les fonctions de programmation

-

Les plans d’interpolation

-

La correction

-

Les cycles de fraisages

-

Exemples

-

Exercices de synthèses

Pré requis : -Les référentiels machines -La programmation en tournage -Chronologie des opérations d’usinages -Choix des conditions de coupe Méthode pédagogique : -Exposé informel Moyens pédagogiques : -Acétates -Logiciels de simulation Evaluation : Exercices Durée : Bibliographie : Manuel de programmation NUM .

77

LES CYCLES DE FRAISAGE

I./ LES CENTRES DE FRAISAGE Les centres de fraisage ont deux architectures de base :  Centre à axe de la broche vertical  Centre à axe de la broche horizontal

Centre à axe de la broche vertical

Centre à axe de la broche horizontal

II./ LES PLANS D’INERPOLATIONS Interpolation circulaire avec correction du rayon

G17 plan

XY

G18

plan XZ

G19

plan YZ

78

III./ CORRECTION PLANE

G42 : Correction à droite du profil G41 : Correction à gauche du profil IV/. CORRECTION DE LONGUEUR ( L ).

La programmation de L dans un correcteur valide la correction de la longueur suivant l’axe Z ( ou X ou Y suivant l’orientation de l’outil ) et elle sera prise en compte à partir du premier Z rencontré dans la suite du programme.

Exemple :

N100 X10 Y60 Z100 N110 X40 Y40 D10 N120 X20 Z10 Correction du longueur D10 sur Z20

79

V/. LES CYCLES DE FRAISAGE

G81

G89

1-Syntaxe de programmation : Les cycles d’usinage sont programmés comme suit :

- G8x : cycle d’usinage suivant l’axe de l’outil - Les axes programmables avec les cycles de base : -

Primaires X, Y, Z,

-

Secondaires U, V, W,

-

Les axes rotatifs A, B ou C sont uniquement réservés au positionnement.

80

Syntaxe : Exemple : Plan XY

N..[G17]G8X[X.Y.]Z..[ER..] [EH..] G17

Choix du plan XY

G8X

Cycle d’usinage

X..Y..

Position de l’outil dans le plan

Z..

Point à atteindre sur l’axe d’usinage

ER..

Cote du plan d’approche (ou de dégagement) sur l’axe d’usinage

EH..

Cote du plan d’attaque sur l’axe d’usinage

F..

Valeur de l’avance dans le cycle

2-Propriétés des fonctions : - Les fonctions G8X sont modales. - Cote ER et EH.

a- Décomposition du cycle avec ER :

b- Décomposition du cycle avec ER et EH.

81

3- DEFINITION DES ADRESSES : X, Y, Z : Adresses des cotes suivant les axes principaux ( cotes au fond des trous ; cotes de positionnement dans le plan . U, V ; W : Adresses des cotes suivant les axes secondaires. ER : Coordonnées des plans d’approches et de retour. IJK : Cotes du centre du cercle en position circulaire modale ). R : Rayon du cercle en positionnement circulaire ( non modale ). F : Vitesse d’avance en mm/min. EF : Temporisation en seconde pour ( G82 ;G87 et G89 ). P : Profondeur de la première passe ( modale ) pour G83 et G87. Q : Profondeur de la dernière passe ( modale ) pour G83 et G87 EXEMPLES : a/ Perçage suivant Z :

82

% 2000 (PERCAGES -CENTRAGES) (CENTRAGE) N10 G X Y Z50 N20 T1 D1 M6 N30 M3 M40 S800 N40 X10 Y20 Z22

(1)

N50 G81 Z15 F200

(2)

N60 ER32

(3)

N70 X30 Y20

(4)

N80 X50 Y20 ER22 (5/6) N90 G80 Z150

N100 G X Y Z50 N110 T1 D1 M6 N120 M3 M40 S800 N130 X10 Y20 Z22

(1)

N140 G83 Z10P2Q1 F200

(2)

N150 ER32

(3)

N160 X30 Y20 Z-3

(4)

N170 X50 Y20 ER22 Z10

(5/6)

N180 G80 Z150 N190 X Y N200 M2 b/ Perçage suivant une CIRCONFERENCE :

%300 (Perçage / circonférence). N10 G X Y Z50 N20 T3 D3 M6 N30 M3 M40 S1000 N40 G83 X-30 Y ER 22 Z-5 P5Q5EF1F300 (1) N50 G2 X-21.213 Y 21.213 R30

(2)

N60 X30 Y R30

(3) 83

N70 X-21.231 Y 21.213 R30

(4)

N80 X30 Y R30

(5)

N90 G80 G Z50 N100 G52 Z50X Y N110 M5M9 N120 M2

c- Perçage – Taraudage

84

%1000 (Perçage) N10 G X Y Z50 (PERCAGE) N20 T1 D1 M6 N30 M3 M40 S500 N40 G83 X Y30 ER 22 Z-3PQ1 F300 …............ (1) N50 X30 Y30 ..............................………….. (2) N60 X60 Y30 ………………………………… (3) N70 G80 N75 G0X Y Z150 ( TARAUDAGE ) N80 T3 D3 M6 N90 M3 M40 S250 N100 G84 X Y30 ER22 Z-3 F200 …............... (1) N110 G77 N50 N70 ........................................ (2/3) N120 G0G52 XYZ N130 M2 d- Cycle de perçage-chambrage

N10 G X Y Z50 ( Chambrage) N20 T1 D1 M6 85

N30 M3 M40 S500 N40 G82 X50 Y30 ER 10 Z-15 F50 …............ (1) N50 X110 Y30 ..............................………….. (2) N60 X210 Y30 ………………………………… (3) N70 G80 N75 G0X Y Z150 e- Cycle d’alésage à l’alésoir

N10 G X Y Z50 (Alésage à l’alésoir) N20 T1 D1 M6 N30 M3 M40 S500 N40 G85 X50 Y30 ER 10 Z-15 F50 …............ (1) N50 X120 Y30 ..............................………… ...(2) N70 G80 N75 G0X Y Z150 f- Cycle d’alésage avec outil à aléser

86

N10 G X Y Z50 (Alésage ) N20 T1 D1 M6 N30 M3 M40 S500 N40 G88 X50 Y30 ER 10 Z-15 F50 N70 G80 N75 G0X Y Z150

VI /. LES CYCLES DE POCHE : G45 Cette fonction permet l’usinage des formes simples. o Poches circulaires o Poches rectangulaires o Poches oblongues o Poches carrées

1-Syntaxe (planXY)

N..[G17]G45 X..Y..Z..[ER..]EX..EY..[EB..] P.. Q.. [I..] [J..] [EG2/EG3]

G17 : Choix du plan G45 : fonction préparatoire ( non modale ). 87

X..Y..: position du centre de la poche Z.. : point à atteindre au fond de la poche EB EX EY EZ : cotes en relatif définissant les dimensions de la poche finie (rayon inclus ). EB : rayon EX : coté suivant X EY : coté suivant Y EZ : coté suivant Z

PJIQ : Prise de passes définissant les ébauches et les finitions. P : prise de passe axiale (en ébauche). Q : prise de passe latérale ( en ébauche ) I : prise de passe axiale ( en finition) J : prise de passe latérale ( en finition ) VITESSE D’USINAGE : EP : vitesse axiale d’ébauche. EQ : vitesse latérale d’ébauche EI : vitesse axiale de finition EJ : vitesse latérale de finition

2-Représentation :

88

3-DESCRIPTION DE L’USINAGE :(NUM)

89

4-EXEMPLE : Usinage d’une poche

%200 N10 G0 G52 XYZ N20 G90 N30 G95 N40 T1 D1 M6 N50 M3 M40 S2000 N60 G0 X0 Y0 Z50 N70 G45 X75 Y52 X-44 ER2 EX100 EY50 EB20 P10 Q7 EP100 EQ500 I1 J1 EI300 EJ1000 N80 G80 N90 G0 G52 XYZ N100 M5 M9 N110 M2 Exercice: Pour la même pièce faite un programme permettant d’ajouter une poche circulaire au centre de rayon R=10 ; Z= -50 90

VII/Exercices de synthèses : Faite la programmation d’usinage des pièces suivantes : Ex1 :

Ex2 :

91

Ex3 :

92

Plan de la leçon Titre : Fonctions diverses en Fraisage

Objectifs : Appliquer les fonctions de décalage d’origines

Eléments de contenu :  Décalage d’origine programme  Décalage angulaire  Miroir : G51  Facteur d’échelle : G74/G73

Pré requis : La programmation ISO

Méthode pédagogique : Exposé informel

Moyens pédagogiques :  Acétate  Logiciel de simulation  Programmation sur calculateur NUM Durée : 1h30’

Bibliographies :  Mémo Tech « Commande numérique programmation »  Manuel de programmation NUM  Guide du technicien en productique

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FONCTIONS DIVERSES DE FRAISAGE 1. Décalage d’origine programmé : G59 La fonction affectée d’un ou plusieurs arguments, axes et valeurs entraîne la translation de l’origine programme (OP). Chaque axe du système peut être affecté d’un décalage d’origine. Aucun déplacement n’est produit par la fonction et ses arguments.  Syntaxe N.. [G90/G91] G59 X.. Y.. Z..  Propriétés de la fonction La fonction G59 est non modale, les arguments axes liés à la fonction sont modaux.  Révocation Un décalage programmé G59… est annulé par : - la programmation de G59 suivie des arguments axes affectés de valeurs nulles en absolu (G90), - la fonction de fin de programme (M02), - une remise à l’état initial (RAZ).  Exemples 1. Décalages d’origine sur l’axe X en programmation absolue (G90), plan XY (G17).

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%60 N10 N.. N50 N.. N90 N.. N120 ………………….…………… N..

Décalage 1

………………….…………………

Usinage N.. N230 ………………….………………… Décalage 2 N..

………………….…………………

Usinage N.. N350 ………………….………………… Annulation N.. 2. Décalages d’origine sur l’axe X en programmation relative (G91), plan XY (G17)

%60 N10 N.. N50 N.. N90 N.. N120 ………………….……………… N..

………………….…………………

N.. 95

Décalage 1 Usinage

N230 ………………….………………… Décalage 2 N..

………………….…………………

Usinage N.. N350 ………………….………………… Annulation N.. 

Application Répétition d’une forme avec décalages d’origine, plan XY (G17)

%110 N10 G00 G52 Z0 N20 T09 D09 M06 (FRAISE DIAMETRE=5) N30 S2000 M40 M03 $0 FORME 1 N40 … N.. N.. N..

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2. Décalage angulaire : ED.. La fonction ED affectée d’une valeur définit une rotation angulaire par rapport à l’origine programme.

Le décalage angulaire affecte les axes du plan programmés dans les blocs suivant la fonction.

 Syntaxe N.. [G90/G91] ED..  Propriétés de la fonction La fonction ED est modale.  Révocation Le décalage angulaire ED.. est annulé par : - la reprogrammation de la fonction ED affectée d’une valeur nulle (ED0) en absolu (G90), - la fonction de fin de programme (M02). - une remise à l’état initial (RAZ),  Applications 1. Répétition d’une poche par décalages d’origine et décalages angulaires ED.. , plan XY.

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%61 N10 G00 G52 Z0 N20 T11 D11 M06 (FRAISE DIAMETRE=10) N30 S800 M40 M03 M08 $0 POCHE 1 N40.. N. 2.

Exécution de 3 rainures décalées angulairement, dans le plan XY (G17) Alésage diamètre 30 réalisé.

%60 N10 G00 G52 Z-60 M05 M09 N20 T06 D06 M06 (FRAISE DIAMETRE=8) N30 S800 M40 M03 N40 .. N..

3. Miroir : G51 La

fonction

permet

l’usinage

symétrique d’une partie de programme définissant le quart ou la moitié de la pièce.

Le miroir est validé ou invalidé selon les arguments

axe

et

signe

algébrique

programmés avec la fonction.  Syntaxe N.. G51 X- Y- ZAvec : -

G51 : Fonction Miroir.

-

X- Y- Z- Le signe moins (-) valide le miroir sur les axes X, Y, Z. 98

 Propriétés de la fonction La fonction G51 est non modale, les arguments axes (X, Y, Z) liés à la fonction sont modaux.  Révocation Le miroir sur le ou les axes programmés est annulé par : -

la fonction G51 suivie d’un ou plusieurs arguments X+, Y+ ou Z+ révoquant l’état G51 antérieur,

-

la fonction de fin de programme (M02),

-

une remise à l’état initial (RAZ).

 Application Exécution d’une forme affectée du miroir G51 dans le plan XY (G17)

%30 N10 G00 G52 Z0 N20 T05 D05 M06 (FRAISE DIAMETRE=5) N30 S1500 M40 M03 N40. N. 4. Facteur d’échelle : G74/G73 La fonction permet l’exécution d’une forme homothétique de la forme programmée. Le rapport de l’homothétie peut être introduit au clavier ou programmé.  Syntaxe N.. [G40] G74/G73 Avec : -

G74 : Validation du facteur d’échelle. Le rapport de l’homothétie peut être compris entre 1/1000 et 9999/1000 (0,001 et 9,999) et doit être un nombre entier.

-

G73 : Invalidation du facteur d’échelle.

99

 Propriétés de la fonction -

Les fonctions G73 et G74 sont modales.

-

La fonction G73 est initialisée à la mise sous tension.

 Révocation -

Les fonctions G73 et G74 se révoquent mutuellement.

-

La fonction G74 est révoquée par la fonction de fin de programme (M02).

 Particularités -

Le rapport de l’homothétie peut être introduit au clavier alphanumérique ou programmé par le paramètre externe E69000.

-

Les fonctions G73 et G74 doivent être programmées lorsque Le système et dans l’état G40 (Annulation de correction de rayon).

 Application Exécution de formes avec utilisation de facteurs d’échelle. -

La pièce suivante comporte trois empreintes usinées par des outils à bout hémisphérique.

-

La deuxième empreinte est obtenue à partir de la première par une homothétie de rapport 0.5 et une translation sur l’axe X.

-

La troisième est obtenue à partir de la première par une homothétie de rapport 1.5 , par une rotation autour de l’axe Z et une translation sur l’axe X.

Ecrivez le programme CN pour réaliser les trois empreintes sachant que l’on dispose de trois fraises à bout hémisphérique : -

Fraise à bout hémisphérique Ø 6mm (T1 D1) : Vc1 = 20m/min mm/dent

-

Z=4.

Fraise à bout hémisphérique Ø 3mm (T2 D2) : Vc2 = 20m/min mm/dent

f1 = 0.2

f2 = 0.15

Z=4.

Fraise à bout hémisphérique Ø 9mm (T3 D3) : Vc3 = 20m/min 0.25 mm/tr

Z=4.

100

f3 =

%300 N10 G00 G52 Z0 N20 T01 D01 M06 (FRAISE A BOUT SPHERIQUE DIAMETRE=6) N30 … N..

101

Plan de la leçon

Titre : La programmation structurée

Objectifs : Appliquer la programmation structurée pour les pièces nécessitantes une programmation complexe

Eléments de contenu : -

Définition

-

Définition du problème

-

Analyse structurée.

-

Structuration par niveaux.

-

Appel et saut

-

Exercices

Pré requis : La programmation ISO -

Tournage

-

Fraisage

Méthode pédagogique : Exposé informel

Moyens pédagogiques : -

Acétate

-

Logiciel de simulation

Durée : 1h30’

Bibliographies : - Mémo Tech « Commande numérique programmation »

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LA PROGRAMMATION STRUCTUREE

1-Définition : La programmation structurée permet de rendre apparents les mécanismes d’un programme dans sa présentation. La structuration d’un programme procède de l’analyse décendante. La démarche générale peut être schématisée comme suit :

PROBLEME

1-Définition

2-Analyse

5-Corrections

3-traduction

4-mise au point

2-Définition du problème.

-

Etape 1 : (Quoi ? , Quand ? , Comment ? ) o Quoi ? : Définir précisément ce que l’on attend du processus opératoire : - Nature de l’opération (fraisage, tournage…. - Type d’opération (ébauche, finition, …) o

Quand ? La chronologie des opérations répond à cette question.

* Comment ? - Quelles sont les conditions opératoires ? Quels outillages utiliser ?

3- Analyse structurée. o Démarche : On peut la décomposer en trois phases. 103

-

Recensement des instructions à exécuter et des conditions à respecter.

-

Identification des programmes et des niveaux

-

Mise en forme du programme.

4-Structuration par niveaux. La structure peut s’établir sur deux ou trois niveaux, elle dépend : -

des usinages à réalisés et de leurs complexités ;

-

des contraintes de programmation.

Exemple :

Structuration sur deux niveaux.

Niveaux 0 : Programme principal : -

paramètres généraux

-

appel sous programme niveau 1

Niveau 1 : Sous programmes : -

paramètres locaux

-

appel d’outils

-

conditions technologiques

5/ Appel et saut :

5.1 Appel - Les sous programmes : Un sous programme est désigné par la lettre H suivi d’un numéro.

Exemple : H 200

104

a- Appel d’une séquence INTERNE. L’appel se fait par la fonction G77 suivit du numéro de la séquence. G77 : appel in conditionnel de sous programme ou de séquence avec retour : Syntaxe : N100 G77 N70 Exemple : N300G77N100N200 Exécution des blocs de N100 jusqu’à N200 puis retour à N310 b-Appel d’un sous programme. L’appel se fait par la fonction G77 suivit du numéro du sous programme

Syntaxe : N100 G77 H200 c-Appel d’une séquence EXTERNE. L’appel se fait par la fonction G77 suivit du numéro sous programme et du numéro de la séquence.

Syntaxe : N100 G77 H200 N100 5.2 Saut : La fonction G79 permet un saut conditionnel ou inconditionnel sans retour.

a- Saut inconditionnel N90G79 N200 En arrivant au bloc N90 on aura un saut vers le bloc N200 et le programme se poursuit en exécutant les blocs N210, N220……sans retour vers le bloc N100.

b- Saut conditionnel N90G79 L1 est entièrement défini).

Ex1

N ...G01 EA..ES…

N…G01 EA…ES...

N…EA…X…Z…

N…EA… N…G02/G03...I...K…R…/X….Z…

EX2:

N..G01 Xa Za

N..G01 Xa Za

N..G01 EA..ES-

N..G01 EA..ES+

N..G02/G03 I.. K.. R../X.. Z..

N..G02/G03 I.. K.. R../X.. Z..

114

EX3:

N…G01 EA.. ES-

N…G01 EA.. ES-

N.. G02/G03 I.. K..

N.. G02/G03 I.. K..

N.. G01 EA..X.. Z..

N.. G01 EA..X.. Z..

EX4

N.. G01 EA.. ES-

N.. G01 EA.. ES-

N.. G02/G03 I..K..

N.. G02/G03 I..K..ET-

N.. G02/G03 I..K..R../X..Z..

N.. G02/G03 I..K..R../X..Z..

N.. G01 EA..

N.. G01 EA..

N.. G02/G03 I..K..

N.. G02/G03 R.. N.. G01 EA..X..Z.. 115

EX5:

N.. G01 EA..

N.. G01 EA.. ES-

N.. G02/G03 R..X..Z..

N.. G02/G03 R..X..Z..

Ex6:

N.. G01 EA.. ES-

N.. G01 EA.. ET+

N.. G02/G03 R..

N.. G02/G03 R..

N.. G02/G03 I..K..R../X..Z..R

N.. G02/G03 I..K..R../X..Z..R

EX7:

N.. G01 ET

N.. G01 ET

N.. G02/G03 I..K..R../X..Z..

N.. G02/G03 I..K.. N.. G01 EA..X..Z..

116

EX8:

N.. G01 ET

N.. G01 ET

N.. G02/G03 I..K..

N.. G02/G03 I..K..ET-

N.. G02/G03 I..K..R../X..Z..

N.. G02/G03 I..K..R../X..Z.

6-Exercices: Faite la programmation en PGP de la pièce suivante:

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%100

N100 G0G52XZ N30 T3D3M6 N40 G97 S900 M04 N50 G0 G42 X6 Z122 N60G95 F0.1 N70 G1 EA135 ES N80 EA180 X20 Z90 EB-5 N90 X40 EB3 N100EA 180 Z80 ES

118

N110A195 N120 G2X60Z50R17EB2 N130 G1 Z35 N140 X70 N150 G0G40G52 XZ N160 M2 Ex 2:

En PGP définir le profil de la pièce suivante:

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