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La commande numerique

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TSTI GMP                           Productique                          Étude des Machines Outil à C.N.

                    Machine Outil à Commande Numérique

1 Rôle : Façonner des pièces par enlèvement de matière.

2 Fonctions principales :

                Assurer le mouvement de coupe ;
                Assurer le mouvement d'avance, c'est à dire générer des trajectoires avec
                une précision spécifiée ;
                Assurer la liaison avec l'assemblé ;
                Assurer la liaison avec le porte-pièce ;
                Assurer la sécurité de l'opérateur ;
                Permettre une mise en œuvre aisée ;
                Permettre une exploitation aisée ;
                Permettre une maintenance aisée.
3 Cellule élémentaire d'usinage.



             ASSEMBLÉ
        attachement+porte-outil+outil
                                                 La MACHINE est l'élément de base de la Cellule
                                                   Élémentaire d'Usinage (C.E.U.).
MACHINE
                                                 Sa fonction est de faire décrire à l'outil des trajectoires
                                                   spécifiées par rapport à la pièce, à des vitesses
                                                   spécifiées.
           PORTE                                 Les déplacements de l'outil sont dit asservis en position
           PIÈCE                                   et en vitesse.




4 Système automatisé de production.
     Un système automatisé de production est constitué d'une partie opérative et d'une partie
       commande.
     Cette partie commande doit assurer les fonctions de commande d'axes, de calcul et de
       surveillance.




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     4.1     Système asservi ou commande d'axes.
     Un système est asservi lorsque qu'une grandeur de sortie suit la variation de la grandeur

                            SIGNAL                                          SIGNAL
                          NUMÉRIQUE                                       ANALOGIQUE

                      niveau                                            niveau




                                                  Temps                                           Temps


                        Variation par PALIERS                              Variation en CONTINU
       d'entrée (ordre ou consigne).
             Un tel système doit assurer deux fonctions :
                         Obéir aux variations de la grandeur d'entrée ;
                         S’opposer à l'influence des perturbations extérieures (frottements, efforts).
     Lorsque la grandeur de sortie est une grandeur mécanique (position, effort, vitesse, couple), le
       système asservi est appelé SERVO MÉCANISME

     Lorsque le système comporte plusieurs axes, il est dit MULTI-AXES.
     Pour un système asservi multi-axes, il est fonctionnel de maintenir la trajectoire à l'intérieur
       d'une zone de tolérance spécifiée, on parlera de suivi de trajectoire.

     4.2     Différentes structures d'asservissement :
                      ♦ Structure à chaîne ouverte ;
                      ♦ Structure à chaîne fermée. C'est la seule utilisée aujourd'hui.
       4.2.a Structure d'une commande d'axe.
                                                                           Chaîne
       P.C          Préactionneurs              Actionneurs
                                                                        cinématique
                                                                                                    Mobile


       4.2.b Structure d'une commande d'axe asservie en position.




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       4.2.c Structure d'une commande d'axe asservie en position et en vitesse.




     La mesure de la vitesse se fait au niveau de l'actionneur et non pas du mobile par
       l'intermédiaire d'un capteur de vitesse de type génératrice tachymétrique.

       4.2.d Principe d'un asservissement numérique de position.




                     ♦ Le moteur est un moteur pas à pas.
                     ♦ En comptant le nombre de pas, on détermine la position du mobile sur l'axe
                       considéré.
                     ♦ En comptant le nombre de pas par unité de temps, on détermine la vitesse
                       du mobile sur l'axe considéré.
                     ♦ La boucle de courant sert à augmenter la puissance disponible pour de
                       faibles vitesses d'avance.




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5 Modélisation géométrique de la partie opérative.

     5.1   Définition des axes principaux (direction, sens, appellation).
     Appellation des axes principaux : X, Y, Z.
       5.1.a Définition de l'axe Z.
             Machine avec broche : axe de la liaison glissière parallèle à l'axe de la broche
                                principale si la broche est susceptible de pivoter mais que son
                                amplitude de mouvement ne lui permet d'occuper qu'une position
                                parallèle à l'un des axes du trièdre de référence.
                                Si l'amplitude du mouvement permet à la broche d'occuper des
                                positions parallèles à deux ou trois axes du trièdre de référence,
                                on désignera par Z l'axe qui est perpendiculaire à la surface de
                                bridage des pièces sur la table de la machine outil.
             Machine sans broche : Axe perpendiculaire au plan de bridage des pièces.
       5.1.b Définition de l'axe X :
     Axe perpendiculaire à l'axe Z de plus grande amplitude de déplacement par rapport à l'axe
       Y.

       5.1.c Définition de l'axe Y :
     Axe perpendiculaire aux axes X et Z.

     5.2   Principe de la définition du sens des axes.
     Quelle que soit la cinématique de la partie opérative, on considère que la pièce est fixe par
       rapport au bâti et que l'outil à toutes les mobilités.
     Le sens positif de l'axe est tel que lorsque l'outil s'éloigne de la pièce, les dimensions de la
       pièce croissent. Lorsque qu'il n'est pas possible de définir le sens avec cette méthode,
       choisir le sens de travail principal. Sur les machines comportant des pièces en rotation
       (tour, rectifieuse), l'axe X de mouvement est radial et son sens positif correspond à
       l'accroissement de la distance entre l'outil et l'axe de rotation de la pièce.
     Disposant du sens de deux axes, le sens du troisième axe est tel que le repère formé soit
       direct.
       5.2.a Définition des axes de rotation (direction, sens, appellation).
     Appellation des axes de rotation : A, B, C.
                     • A correspond à une rotation possible autour de l'axe X ;
                     • B correspond à une rotation possible autour de l'axe Y ;
                     • C correspond à une rotation possible autour de l'axe Z.
     Les valeurs positives de A, B, C sont comptées de façon qu'une vis à pas à droite, tournant
       dans le sens positif, avance respectivement en direction X+, Y+ et Z+.




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       5.2.b Définition des axes de translation supplémentaires (direction, sens,
       appellation).
           Appellation des axes de translation supplémentaires : U, V, W.
                     • U est parallèle à l'axe X ;
                     • V est parallèle à l'axe Y ;
                     • W est parallèle à l'axe Z.
       5.2.c Définition des axes de rotation supplémentaires (direction, sens,
       appellation).
           Appellation des axes de rotation supplémentaires : D, E, F.
                     • D est coaxial à l'axe U ;
                     • E est coaxial à l'axe V ;
                     • F est coaxial à l'axe W.

     Remarque : lorsque le mouvement est donné à la pièce et non à l'outil, on désigne l'axe sur le
                 schéma cinématique par la lettre correspondante primée (X') et le sens sera
                 inversé.

     5.3   Origine du système normal de coordonnées.
     L'emplacement de l'origine (X=0, Y=0, Z=0) du système normal de coordonnées est arbitraire.
     Suivant le type de capteur de mesure de la position du mobile (absolu ou incrémental), cette
        origine est permanente ou volatile. Dans le second cas, l'origine système de coordonnées
        sera réinitialisée selon une procédure définie par le constructeur de la machine, à chaque
        mise sous tension.
     Cette origine correspond pour chaque machine, à une position particulière bien définie des
        différents organes mobiles.
     Cette origine est appelée : Origine mesure (Om).

   Note : il est possible d'atteindre cette origine en mode IMD --> G00 G52 X0 Y0 Z0.




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6 Mise en Œuvre d'une Machine Outil à Commande Numérique.

     6.1   Fonctionnement :
                                                                                               4
  Le rôle de la machine outil à commande numérique est de
       faire coïncider un point "Q" de la pièce avec un                               PI
       point "P" de l'outil.                                                               ÈC
                                                                                             E          2
  1. Dimensions de la machine outil ;                   3                     P   Q
  2. Dimensions du Porte-Pièce ;




                                                                         É
                                                                       BL
  3. Dimensions de l'assemblé;




                                                                     M
  4. Dimensions de la Pièce.                                                                   PORTE




                                                                   SE
  5. Position du point piloté.                                                                 PIÈCE




                                                                 AS
  Ces dimensions correspondent aux
  distances qui séparent les origines des                                    MACHINE
  différents repères.
                                                                   5                       1
  Exemple d'un centre trois axes :
  Les dimensions associées à la machine
                                                                   Om
       correspondent aux distances qui séparent l'origine du
       repère de mesure (Om) à l'origine du repère de posage du Porte-Pièce sur la table de la
       machine (Opp). Lorsque les mobiles se trouvent en Position de REFérence, l'origine du
       repère de posage de l'assemblé la machine (Opo) coïncide avec l'origine du repère de
       mesure (Om).
  Les dimensions du Porte-Pièce correspondent aux distances qui séparent l'origine du repère de
       posage du Porte-Pièce sur la machine à l'origine du repère de posage de la pièce sur le
       Porte-Pièce.
  Les dimensions de l'assemblé correspondent aux distances qui séparent le point piloté "P" à
       l'origine du repère de posage de l'assemblé sur la machine.
  Sur un directeur de commande numérique de type NUM les dimensions de la machine sont
       indiquées par les compteurs "PREF", les dimensions du Porte-Pièce sont indiquées par les
       compteurs "DEC1" ou "DEC3", les dimensions de l'assemblé (Outil + porte-outil) sont
       indiquées par les compteurs "JAUGE". La position du point piloté (POS) est accessible dans
       la page point courant. Enfin les dimensions propres à la pièce à fabriquer (DIM) sont
       indiquées dans le programme pièce (X, Y, Z).

  Si "P" coïncide avec "Q", le vecteur PQ = 0, alors :

                        PQ = JAUGE + POS + PREF + DEC + DIM = 0
  Si P n’est pas confondu avec Q, la relation devient :

                          δ = JAUGE + POS + PREF + DEC + DIM

  Il faudra donc indiquer toutes ces dimensions au directeur de commande numérique afin qu'il
        puisse calculer les valeurs des déplacements (δx, δy, δz) à faire subir à l'outil.

  Note : "DIM" correspond aux dimensions programmées.




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La commande numerique

  • 1. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. Machine Outil à Commande Numérique 1 Rôle : Façonner des pièces par enlèvement de matière. 2 Fonctions principales : Assurer le mouvement de coupe ; Assurer le mouvement d'avance, c'est à dire générer des trajectoires avec une précision spécifiée ; Assurer la liaison avec l'assemblé ; Assurer la liaison avec le porte-pièce ; Assurer la sécurité de l'opérateur ; Permettre une mise en œuvre aisée ; Permettre une exploitation aisée ; Permettre une maintenance aisée. 3 Cellule élémentaire d'usinage. ASSEMBLÉ attachement+porte-outil+outil La MACHINE est l'élément de base de la Cellule Élémentaire d'Usinage (C.E.U.). MACHINE Sa fonction est de faire décrire à l'outil des trajectoires spécifiées par rapport à la pièce, à des vitesses spécifiées. PORTE Les déplacements de l'outil sont dit asservis en position PIÈCE et en vitesse. 4 Système automatisé de production. Un système automatisé de production est constitué d'une partie opérative et d'une partie commande. Cette partie commande doit assurer les fonctions de commande d'axes, de calcul et de surveillance. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 1/17
  • 2. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 4.1 Système asservi ou commande d'axes. Un système est asservi lorsque qu'une grandeur de sortie suit la variation de la grandeur SIGNAL SIGNAL NUMÉRIQUE ANALOGIQUE niveau niveau Temps Temps Variation par PALIERS Variation en CONTINU d'entrée (ordre ou consigne). Un tel système doit assurer deux fonctions : Obéir aux variations de la grandeur d'entrée ; S’opposer à l'influence des perturbations extérieures (frottements, efforts). Lorsque la grandeur de sortie est une grandeur mécanique (position, effort, vitesse, couple), le système asservi est appelé SERVO MÉCANISME Lorsque le système comporte plusieurs axes, il est dit MULTI-AXES. Pour un système asservi multi-axes, il est fonctionnel de maintenir la trajectoire à l'intérieur d'une zone de tolérance spécifiée, on parlera de suivi de trajectoire. 4.2 Différentes structures d'asservissement : ♦ Structure à chaîne ouverte ; ♦ Structure à chaîne fermée. C'est la seule utilisée aujourd'hui. 4.2.a Structure d'une commande d'axe. Chaîne P.C Préactionneurs Actionneurs cinématique Mobile 4.2.b Structure d'une commande d'axe asservie en position. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 2/17
  • 3. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 4.2.c Structure d'une commande d'axe asservie en position et en vitesse. La mesure de la vitesse se fait au niveau de l'actionneur et non pas du mobile par l'intermédiaire d'un capteur de vitesse de type génératrice tachymétrique. 4.2.d Principe d'un asservissement numérique de position. ♦ Le moteur est un moteur pas à pas. ♦ En comptant le nombre de pas, on détermine la position du mobile sur l'axe considéré. ♦ En comptant le nombre de pas par unité de temps, on détermine la vitesse du mobile sur l'axe considéré. ♦ La boucle de courant sert à augmenter la puissance disponible pour de faibles vitesses d'avance. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 3/17
  • 4. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 5 Modélisation géométrique de la partie opérative. 5.1 Définition des axes principaux (direction, sens, appellation). Appellation des axes principaux : X, Y, Z. 5.1.a Définition de l'axe Z. Machine avec broche : axe de la liaison glissière parallèle à l'axe de la broche principale si la broche est susceptible de pivoter mais que son amplitude de mouvement ne lui permet d'occuper qu'une position parallèle à l'un des axes du trièdre de référence. Si l'amplitude du mouvement permet à la broche d'occuper des positions parallèles à deux ou trois axes du trièdre de référence, on désignera par Z l'axe qui est perpendiculaire à la surface de bridage des pièces sur la table de la machine outil. Machine sans broche : Axe perpendiculaire au plan de bridage des pièces. 5.1.b Définition de l'axe X : Axe perpendiculaire à l'axe Z de plus grande amplitude de déplacement par rapport à l'axe Y. 5.1.c Définition de l'axe Y : Axe perpendiculaire aux axes X et Z. 5.2 Principe de la définition du sens des axes. Quelle que soit la cinématique de la partie opérative, on considère que la pièce est fixe par rapport au bâti et que l'outil à toutes les mobilités. Le sens positif de l'axe est tel que lorsque l'outil s'éloigne de la pièce, les dimensions de la pièce croissent. Lorsque qu'il n'est pas possible de définir le sens avec cette méthode, choisir le sens de travail principal. Sur les machines comportant des pièces en rotation (tour, rectifieuse), l'axe X de mouvement est radial et son sens positif correspond à l'accroissement de la distance entre l'outil et l'axe de rotation de la pièce. Disposant du sens de deux axes, le sens du troisième axe est tel que le repère formé soit direct. 5.2.a Définition des axes de rotation (direction, sens, appellation). Appellation des axes de rotation : A, B, C. • A correspond à une rotation possible autour de l'axe X ; • B correspond à une rotation possible autour de l'axe Y ; • C correspond à une rotation possible autour de l'axe Z. Les valeurs positives de A, B, C sont comptées de façon qu'une vis à pas à droite, tournant dans le sens positif, avance respectivement en direction X+, Y+ et Z+. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 4/17
  • 5. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 5.2.b Définition des axes de translation supplémentaires (direction, sens, appellation). Appellation des axes de translation supplémentaires : U, V, W. • U est parallèle à l'axe X ; • V est parallèle à l'axe Y ; • W est parallèle à l'axe Z. 5.2.c Définition des axes de rotation supplémentaires (direction, sens, appellation). Appellation des axes de rotation supplémentaires : D, E, F. • D est coaxial à l'axe U ; • E est coaxial à l'axe V ; • F est coaxial à l'axe W. Remarque : lorsque le mouvement est donné à la pièce et non à l'outil, on désigne l'axe sur le schéma cinématique par la lettre correspondante primée (X') et le sens sera inversé. 5.3 Origine du système normal de coordonnées. L'emplacement de l'origine (X=0, Y=0, Z=0) du système normal de coordonnées est arbitraire. Suivant le type de capteur de mesure de la position du mobile (absolu ou incrémental), cette origine est permanente ou volatile. Dans le second cas, l'origine système de coordonnées sera réinitialisée selon une procédure définie par le constructeur de la machine, à chaque mise sous tension. Cette origine correspond pour chaque machine, à une position particulière bien définie des différents organes mobiles. Cette origine est appelée : Origine mesure (Om). Note : il est possible d'atteindre cette origine en mode IMD --> G00 G52 X0 Y0 Z0. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 5/17
  • 6. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 6 Mise en Œuvre d'une Machine Outil à Commande Numérique. 6.1 Fonctionnement : 4 Le rôle de la machine outil à commande numérique est de faire coïncider un point "Q" de la pièce avec un PI point "P" de l'outil. ÈC E 2 1. Dimensions de la machine outil ; 3 P Q 2. Dimensions du Porte-Pièce ; É BL 3. Dimensions de l'assemblé; M 4. Dimensions de la Pièce. PORTE SE 5. Position du point piloté. PIÈCE AS Ces dimensions correspondent aux distances qui séparent les origines des MACHINE différents repères. 5 1 Exemple d'un centre trois axes : Les dimensions associées à la machine Om correspondent aux distances qui séparent l'origine du repère de mesure (Om) à l'origine du repère de posage du Porte-Pièce sur la table de la machine (Opp). Lorsque les mobiles se trouvent en Position de REFérence, l'origine du repère de posage de l'assemblé la machine (Opo) coïncide avec l'origine du repère de mesure (Om). Les dimensions du Porte-Pièce correspondent aux distances qui séparent l'origine du repère de posage du Porte-Pièce sur la machine à l'origine du repère de posage de la pièce sur le Porte-Pièce. Les dimensions de l'assemblé correspondent aux distances qui séparent le point piloté "P" à l'origine du repère de posage de l'assemblé sur la machine. Sur un directeur de commande numérique de type NUM les dimensions de la machine sont indiquées par les compteurs "PREF", les dimensions du Porte-Pièce sont indiquées par les compteurs "DEC1" ou "DEC3", les dimensions de l'assemblé (Outil + porte-outil) sont indiquées par les compteurs "JAUGE". La position du point piloté (POS) est accessible dans la page point courant. Enfin les dimensions propres à la pièce à fabriquer (DIM) sont indiquées dans le programme pièce (X, Y, Z). Si "P" coïncide avec "Q", le vecteur PQ = 0, alors : PQ = JAUGE + POS + PREF + DEC + DIM = 0 Si P n’est pas confondu avec Q, la relation devient : δ = JAUGE + POS + PREF + DEC + DIM Il faudra donc indiquer toutes ces dimensions au directeur de commande numérique afin qu'il puisse calculer les valeurs des déplacements (δx, δy, δz) à faire subir à l'outil. Note : "DIM" correspond aux dimensions programmées. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 6/17
  • 7. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 6.2 Applications Numériques. • Soit à calculer le déplacement δz tel que le point piloté de l'outil coïncide avec un point de la pièce situé à 25mm de l'origine du repère de posage suivant l'axe Oz. La broche est en position de référence (Opo confondu avec le 0 mesure) ; La dimension de l'assemblé sur Oz = 99,318 mm ; La dimension intrinsèque à la machine outil sur l'axe Oz = -403,215 mm ; La dimension du Porte-Pièce sur l'axe Oz = 74.480 mm. Calculez la valeur du déplacement à effectuer suivant l'axe Oz afin que le point "P" piloté coïncide avec le point "Q". δz = 99.318 – 403.215 + 74.48 + 25 = - 204.417 mm • Soit à calculer le déplacement δz tel que le point piloté de l'outil coïncide avec un point de la pièce situé à 122 mm de l'origine du repère de programmation suivant l'axe Oz. La broche s'est déplacée de -57,415 mm suivant Oz par rapport au 0 mesure ; La dimension de l'assemblé sur Oz = 96,335 mm ; La dimension intrinsèque à la machine outil sur l'axe Oz = -403,21 mm ; La dimension du Porte-Pièce sur l'axe Oz = 81,18 mm. Calculez la valeur du déplacement à effectuer suivant l'axe Oz afin que le point "P" piloté coïncide avec le point "Q". δz = 96.335 + 57.415 – 403.21 + 81.18 + 122 = -46.28 mm 6.3 Démarche de mise en œuvre : 1. Construire le programme pièce ; 2. Rechercher les dimensions intrinsèques de la machine outil ; 3. Rechercher les dimensions intrinsèques du porte-pièce ; 4. Rechercher les dimensions intrinsèques des assemblés (attachements + porte-outils + outils) ; 5. Mettre la C.E.U. sous tension ; 6. Réaliser la prise d'origine pour les compteurs de position, si nécessaire (POM) ; 7. Mettre à jour les valeurs concernant la position de l'origine du repère de posage du Porte- Pièce sur la machine outil (PREF); 8. Mettre à jour les valeurs concernant la position de l'origine du repère de posage de la pièce sur le Porte-Pièce (DEC1 et/ou DEC3) ; 9. Mettre à jour les valeurs concernant les dimensions des assemblés (JAUGES); 10. Choisir ou télécharger le programme pièce ; 11. Installer le porte-pièce sur la machine outil ; 12. Installer les assemblés sur la machine outil ; 13. Installer la pièce ; 14. Lancer le cycle de fabrication ; 15. Effectuer le mesurage de la pièce. Modifier les valeurs des paramètres concernés afin de lancer la fabrication de la série. Note : Toutes les procédures sont décrites dans le manuel opérateur. Afin de diminuer les temps improductifs, les opérations 1, 2, 3, et 4 peuvent et doivent être réalisées en dehors de la cellule élémentaire d'usinage. 6.4 Mise au point : comment régler les valeurs de Cf. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 7/17
  • 8. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. Dans la suite, on considérera que les dimensions de la machine outil sont parfaitement connues. Il ne sera donc jamais nécessaire de modifier les valeurs des PREF. Après réalisation de la première pièce, plusieurs cas de figure peuvent se présenter. Note : en règle générale, vous devrez toujours viser la cote moyenne. 6.4.a Dimensions non conformes en tournage suivant Ox. En tournage, il est très rare d'utiliser un décalage suivant l'axe Ox. Étant donné que nous n'intervenons pas sur les PREF, seules les valeurs des jauges sont modifiables. ATTENTION : vous mesurez au diamètre mais devez corriger au rayon ! Exemple : axe de came de l'étau à serrage rapide T1 T3 Ø11.85 Ø14.09 +X Ø14 Ø12 dimensions visées dimensions obtenues +Z Les erreurs proviennent d'un mauvais mesurage des assemblés. Soit vous décidez de les re- mesurer afin de mettre en évidence les écarts constatés sur la pièce fabriquée et procéder aux corrections qui s'imposent, soit vous corrigez directement sur la machine à partir des dimensions relevées sur la première pièce. Dans ce cas, une correction de -0,045 mm sera apportée à la jauge de l'assemblé N° et de 1 +0,075 pour l'assemblé N° . 3 6.4.b Dimensions non conformes en fraisage en bout. Exemple : plateau du solitaire 24.7 +Z dimensions visées 19.7 Considérant que le programme est stabilisé, les résultats des mesures doivent indiquer des +X écarts identiques par rapport aux dimensions visées. T1 T1 L'erreur peut provenir d'un mauvais mesurage de l'assemblé ou du 24.9 +Z dimensions obtenues 19.9 porte-pièce suivant l'axe Oz. Soit vous décidez de re-mesurer afin de vérifier la qualité des valeurs +X saisies en DECz ou sur la longueur de l'assemblé et procéder aux corrections qui s'imposent, soit vous corrigez directement sur la machine à partir des dimensions relevées sur la première pièce. La solution la plus rapide étant, bien évidemment de corriger directement. Dans ce cas, une correction de -0,2 mm sera apportée soit à la jauge de l'assemblé soit à la valeur du décalage suivant Oz. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 8/17
  • 9. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 6.4.c Dimensions non conformes en fraisage en périphérie. 5.5 Exemple : plateau du solitaire Note : Il faut corriger en premier la dimension intrinsèque. L'écart constaté sur la cote de 63 provient d'un 5 63 mauvais mesurage de l'assemblé. +Y Dans ce cas, une correction de +0,1 mm sera apportée à la jauge de l'assemblé. Cette correction permettra d'obtenir la cote de 63 +X mm. Elle va entraîner aussi une modification dimensions visées 5.6 de la position des surfaces contournées. L'usinage d'une nouvelle pièce après cette seule correction placerait la surface de gauche à 5,1 mm et la surface du haut à 5,5 mm des appuis. T1 62.8 5.2 il faudra donc envisager dans ce cas, une correction de -0,1 mm sur la valeur du décalage suivant Ox et pas de correction sur la valeur du décalage suivant Oy. dimensions obtenues 6.4.d Dimensions non conformes en fraisage / perçage. dimensions visées 40 +Z En fraisage, les décalages sont toujours employés. 18 Étant donné que nous n'intervenons pas sur les PREF, les valeurs des décalages et des jauges doivent être remises en cause. Ø6.2 Exemple : butée de l'étau à serrage rapide Dans le cas du perçage le plus grand : La cote de 40 +Y positionne le perçage par rapport à une surface d'appui. dimensions obtenues L'écart constaté ne peut pas provenir de la jauge de l'assemblé (Ø). La correction à apporter le sera sur le décalage en Y : 40.21 DEC1y = DEC1y + (-0.21) 18.02 Note : L'erreur peut provenir d'une mauvaise mise en position de la pièce sur le porte-pièce. Vous devrez donc vérifier cette spécification après usinage. Ø6.35 La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 9/17
  • 10. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. Dans le cas de la position du perçage Ø6.2 : L'erreur ne peut pas provenir des dimensions des assemblés. Les deux perçages étant réalisés sans démontage et la précision en position de la machine étant de l'ordre ±2µm, vous devez remettre en cause soit votre mesurage, soit les dimensions programmées. Dans le cas du diamètre du perçage Ø6.2 : Il est impossible de corriger en intervenant sur la dimension de l'assemblé car le diamètre obtenu ne dépend que de la dimension physique du foret. Il faut prévoir le remplacement / affûtage de la partie active de l'outil. À retenir : l'erreur de position d'un perçage/alésage par rapport à une surface d'appui implique de corriger sur les valeurs des décalages. 6.4.e Dimensions non conformes en fraisage. 6.4.e.i Un perçage/alésage permet d'identifier l'erreur sur les décalages. Exemple : embase de l'étau à serrage rapide - cas N° 1 +Z dimensions visées 38 18 24 +X T2 T1 dimensions obtenues T3 38.24 24.24 18.36 En analysant l'écart rencontré pour la cote de 38, il est possible de dire que la valeur du décalage suivant l'axe Oz est incorrecte. C'est la première valeur à corriger. Dans ce cas, une correction de -0,24 mm sera apportée au décalage sur Oz. Cette modification de valeur permettra d'obtenir la cote de 38 mm. Elle va entraîner aussi une modification de la position des deux surfaces fraisées. L'usinage d'une nouvelle pièce après cette correction placerait la surface basse à 18,12 mm et la surface haute à 24 mm. La dimension de l'assemblé N°2 n'est donc pas à modifier. Il faut modifier la jauge de l'assemblé N°1, la correction a apporter dans ce cas est de -0,12 mm La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 10/17
  • 11. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 6.4.e.ii L'erreur sur le décalage n'est pas identifiable. Exemple : embase de l'étau à serrage rapide - cas N° 2 29 +Z dimensions visées 5 +X T2 T1 29.1 dimensions obtenues 5.3 Les mesures effectuées ne permettent pas de corriger avec assurance un éventuel défaut sur les décalages. Deux possibilités tout de même : Réaliser une correction de +0,1 mm sur le décalage suivant l'axe Ox et une correction de -0,3 mm sur la jauge de l'assemblé N°1. Réaliser une correction de -0,1 mm sur la jauge de l'assemblé N°2 et puis une correction de -0,4 mm sur la jauge de l'assemblé N°1. La seconde solution semble plus judicieuse mais ne permet pas la maîtrise du procédé. 7 INTERPOLER DANS L'ESPACE C'est déplacer l'outil et/ou la pièce d'un point de départ à un point d'arrivée suivant une trajectoire particulière. Le calculateur de la CN gère les différentes positions des mobiles entre ces deux points. 7.1 Comment interpoler ? En programmant le type de trajectoire (fonction G), la coordonnée du point d'arrivée (en absolu ou en relatif) et les paramètres spécifiques (vitesse , plan d'interpolation, ...). Programmation en absolu Programmation en relatif Y YB B YA A O XA XB X La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 11/17
  • 12. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 8 DÉFINIR LES ORIGINES DE TRAVAIL 8.1 Mettre en œuvre une FAO Saisie du dessin de définition (DAO). Exploitation du dessin de définition : • Trajectoires à réaliser. • Choix des origines de déplacement. • Choix des points d'approche. Création des fichiers trajectoires (mathématique). Création des fichiers sources CN : • Définition des trajectoires et cycles outils. • Définition des conditions de travail. • Simulation des trajectoires. Création des fichiers ISO : • Adaptation des fichiers sources CN à la MOCN utilisée. • Édition du fichier. Exécution du programme sur site : • Réglage des CN par le préparateur. • Test du programme. • Modification en vue de stabiliser le programme. • Contrôle. 8.2 Les différentes origines. 8.2.a Origine Mesure Om : C'est la référence absolue des déplacements. Elle sert à la machine pour calculer les déplacements des différents mobiles. 8.2.b Origine Porte-Pièce Opp : Elle situe le porte-pièce par rapport à l'origine mesure. Elle est nécessaire au régleur pour : Mesurer les dimensions du porte-pièce ; Positionner le porte-pièce sur la machine. 8.2.c Origine Porte-Outil Opo : Elle situe l’assemblé par rapport à l'origine mesure. Elle est nécessaire au régleur pour : Mesurer les dimensions de l’assemblé ; Positionner l’assemblé sur la machine. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 12/17
  • 13. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 8.2.d Origine Pièce Op : Elle situe la pièce par rapport à l'origine porte-pièce. Elle est nécessaire au régleur pour : Mesurer les dimensions du Porte-Pièce ; Positionner la pièce sur le Porte-Pièce. 8.2.e Origine Programme OP : Lie la trajectoire d'un point de référence de l'outil au trièdre de référence de la pièce. Elle sert au programmeur pour établir son programme. 8.3 Liaisons entre les différentes origines : Se reporter au schéma page 6 8.3.a Choix des origines : * Om Le régleur à l'atelier doit placer l'interface de positionnement (porte-pièce) par rapport à l'origine mesure de la MOCN, Om est fixe sur chaque MO. * Op : Nécessairement liée au repérage de la pièce dans le cadre d'une production de série, elle est fixée par le technicien du bureau des méthodes. * OP : Pour établir la trajectoire des assemblés donc du programme ; Pour obtenir des cotes directes ; Pour prendre en compte des symétries (fonction miroir). Si elle n'est pas confondue avec Op, le programmeur calcule alors le décalage existant entre l'Op et l'OP (décalage programmé). 9 PROGRAMMER ( CODE ISO ) 9.1 Comment programmer ? ♦ En organisant une suite de code ; ♦ En respectant les règles de syntaxe de ces codes : Le codage se fait sur un format fixe de 8 bits de chaque instruction élémentaire du code ISO (lettres, signes, valeurs numériques.) L'association de code donnant une instruction à la MOCN forme un MOT. Les mots débutent par une lettre adresse qui caractérise la fonction du mot (N, G, M...) L'association de mots sur une même ligne représentant une tâche à effectuer forme un BLOC. L'association de blocs représentant une suite de tâches à effectuer forme un PROGRAMME qui commence toujours par % et un numéro (4 chiffres maximum) et qui finit par M02. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 13/17
  • 14. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 9.2 Structure des programmes Ils peuvent être : • Linéaires : %10 N10 N20 N30 M02 • Avec appel de sous programme ou de tâche (G77) : On programme une seule fois la (ou les) tâche répétitive Programme principal Sous programme % 25 %125 N10 N11 N20 N21 N30 G77 H125 N31 N40 XOFF N50 M02 • Avec saut de bloc et/ou reprise de blocs %1230 N10 N20 N30 N40 N50 N60 G77 N20 N40 S2 N70 N80 M02 • Programme avec saut de blocs sans retour Il permet d'aiguiller le déroulement d'un programme vers un bloc quelconque. Ce saut peut-être conditionnel ou inconditionnel %255 N10 N20 G79 N40 (saut inconditionnel) N30 N40 N50 G79 L1>1 N30 (saut conditionnel) N60 N70 M02 La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 14/17
  • 15. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 9.3 Structure générale d'un bloc Nota : Programmer en correction de rayon: Pour ne pas lier le programme à la géométrie de l'outil dans les opérations de contournage. En effet sans correction, la trajectoire programmée est la trajectoire du centre de l'outil et le résultat dépend du rayon de l'outil ; Pour obtenir des dimensions différentes avec le même outil ; Pour compenser l'usure des outils. Début du bloc N numéro du bloc Y Y Z G18 G19 Y G00 G01 G02 X G03 X X G17 Quel est le type Avance rapide Interpolation Interpolation Interpolation Plan de travail de mouvement linéaire circulaire circulaire à programmer ? G40 G41 G42 Sans à gauche à droite G80 à G89 G90 G91 Corrections de trajectoire d'outils Cycle d'usinage Absolu Rela tif Y Y Y Quelles sont les A A A coordonnées du R point d'arrivée ? XA YA X XA YA R X XA YA IJ X Coordonnées du point d'arrivée Que déplacer? Dans quelles conditions ? T D S F Numéro d'outil Numéro du Fréquence de Vitesse d'avance correcteur rotation d'outil Changer la configuration ? M00 à M01 M02 M03 à M05 M06 M07 àM09 M40 à M45 Arrêts Fin de Sens de Changement Lubrification Gamme de programmés programme rotation de la d'outil vitesses broche Fin de bloc La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 15/17
  • 16. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. 10 FLEXIBILITÉ C'est la capacité à faire face rapidement à une situation donnée, c'est à dire sa capacité de changement rapide de fabrication. 10.1 Paramètrer les opérations. C'est une nécessité pour apporter de la flexibilité à un programme de CN. Paramétrer c'est remplacer dans un programme les valeurs numériques par des variables programmes L (cf. documentation NUM). Cela permet aussi : de réaliser avec le même programme plusieurs pièces d'une même famille. de réaliser avec un même programme une famille d'opérations anamorphosés. 10.2 Exemple : 60° Programme de perçage paramétré de trous répartis régulièrement sur un cercle. R 22 15° Programme principal %10 (PERCAGE PARAMÉTRÉ) (Perçages répartis sur un cercle) L1 = 0 coordonnée suivant X du centre du cercle L2 = 0 coordonnée suivant Y du centre du cercle L3 = 0 coordonnée suivant Z du centre du cercle L4 = 22 rayon du cercle L5 = 6 nombre de trous à percer L6 = 15 angle de départ L7 = 60 angle d'incrémentation L8 = 10 profondeur de perçage L9 = 1000 fréquence de rotation de la broche L10 =100 vitesse d'avance L11 = 10 numéro d'outil et de correcteur L12 point courant en X de l'outil L13 point courant en Y de l'outil L14 angle courant N20 G0 G52 Y Z N30 G77 H11 N40 G0 G52 Y Z N50 M2 La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 16/17
  • 17. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. Sous programme %11 N11 TL11 DL11 M6 (mise en place de l'assemblé) N21 G59 XL1 YL2 ZL3 (décalage programmé) N31 L14=L6 (initialisation de l'angle courant) N41 L12=CL14*L4 (calcul position suivant OPx) N51 L13=SL14*L4 (calcul position suivant OPy) N61 G81 XL12 YL13 ZL8 ER2 M3 M41 M8 SL9 FL10 (cycle de perçage) N71 G79 L5 = 1 N111 (saut pour fin de perçage si plus de trous) N81 L14 = L14+L7 (calcul nouvel angle courant) N91 L5 = L5-1 (décrémentation nombre de trous) N101 G79 N41 (saut au bloc 41) N111 G80 (fin de cycle de perçage) N121 G59 X Y Z (annulation décalage programmé) XOFF Remarque : Nous avons utilisé un cycle fixe prévu par le constructeur (cycle de perçage). Ces cycles fixes permettent : • de gagner du temps en programmation ; • d'améliorer la lisibilité du programme ; • de diminuer la taille du programme. 10.3 Dialoguer avec la MOCN Pour obtenir des informations ; Pour piloter et configurer la machine. On peut le faire : ♦ à partir du programme en utilisant les fonctions M ; ♦ à partir du programme objet en utilisant les paramètres externes E. Exemple : E 60000 E (adresse de la fonction E) ; 60 (type de paramètre sur 2 chiffres, ici concernant l'axe X) ; 000 (paramètre sur 3 chiffres, ici valeur de la PREF). 10.4 Gain de temps : ♦ En ne rentrant qu'une fois les PREF. Quelque soit le porte-pièce mis en place les valeurs des PREF resteront les mêmes si elles situent un point physique unique de la machine outil et que les porte-pièces se calent sur cet élément. ♦ En définissant hors machine les valeurs des DEC1 (ou DEC3) DEC = distance entre Opp et Op. La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Page 17/17
  • 18. TSTI GMP Productique Étude des Machines Outil à C.N. Exercices : La commande Numérique PG & GT 28/11/2008 Exercices