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Machines CNC Sommaire I. Introduction..........................................

Machines CNC Sommaire I. Introduction...................................................................................................................................................................3 II. Histoire de l’usinage CNC............................................................................................................................................3 III. Définition de l’usinage CNC.........................................................................................................................................4 IV. Catégories de machines.................................................................................................................................................5 V. - Domaine d’application de la CN................................................................................................................................6 VI. Poste de contrôle............................................................................................................................................................7 a. Fonction....................................................................................................................................................................7 b. Pupitre de commande..............................................................................................................................................7 VII. Carte de communication avec un PC...........................................................................................................................8 VIII. La partie opérative........................................................................................................................................................8 a. Motorisation..........................................................................................................................................................8 b. Les capteurs.....................................................................................................................................................9 IX. Guidages.......................................................................................................................................................................10 a. Vis à billes..................................................................................................................................................10 b. Mécanisme à guide linéaire......................................................................................................................11 X. Chargement d’outils....................................................................................................................................................12 XI. Pièces en séries.............................................................................................................................................................12 XII. Procedes d’usinage CNC.............................................................................................................................................12 XIII. Origines et décalage....................................................................................................................................................17 XIV. Outils et correcteurs....................................................................................................................................................18 XV. Constituant d’une machine CNC...............................................................................................................................21 XVI. Tâches effectuées.........................................................................................................................................................22 XVII. Conclusion Générale..............................................................................................................................................34 ISET DE SFAX 2 Machines CNC I. Introduction Dans le domaine de la fabrication mécanique, le terme « commande » désigne l'ensemble des matériels et logiciels ayant pour fonction de donner les instructions de mouvements à tous les éléments d'une machine-outil :  L'outil (ou les outils) d'usinage équipant la machine,  Les tables ou palettes où sont fixées les pièces,  Les systèmes de magasinage et de changement d'outil,  Les dispositifs de changement des pièces,  Les mécanismes connexes, pour le contrôle ou la sécurité, l'évacuation des copeaux … II. Histoire de l’usinage CNC L’usinage CNC utilise la technique de l’usinage qui a été développée dès le 18e siècle. En effet, en 1751 le premier ‘tour à charioter à bâti métallique’ était inventé, premier d’une longue série de machines qui auront pour but de réaliser mécaniquement des opérations plus précises qu’au moyen des techniques artisanales. C’est le début de l’industrialisation. Mais il a fallu attendre la Guerre Froide pour que l’on se penche sur le développement de l’automatisation. C’est à ce moment-là que la société Parsons Works est engagée par la Navy aux Etats-Unis pour augmenter la productivité de sa chaîne de production de pales d’hélicoptère. John T Parsons va alors motoriser les axes des machines chargées de fabriquer ces pales. En travaillant ensuite avec IBM, il va étudier les possibilités de commander par calculateur ces machines. Ce sont les prémisses de la méthode d’usinage CNC. C’est en 1952 que Richard KEGG, travaillant conjointement avec le MIT, développe la première fraiseuse à commande numérique par calculateur : la Cincinnati Milacron Hydrotel. Cinq ans après, en 1958, il dépose le brevet pour les « Motor Controlled Apparatus for Positioning Machine Tool». C’et la naissance commerciale de cette technologie. Aujourd’hui, les machines CNC permettent une production économique et rentable. Le contrôle des coûts reste une préoccupation importante. La diminution des quantités des séries ISET DE SFAX 3 Machines CNC et le raccourcissement de la longévité des produits finaux demandent des déroulements de production de plus en plus flexibles. Les dates clés dans le développement NC : III. Définition de l’usinage CNC Avec l’usinage CNC plastique, la fonction d’usinage est déterminée par un programme, qui commande les déplacements des outils sur la masse à usiner. Il définit l’axe de rotation de la fraise en fraisage, et l’axe de rotation de la pièce en tournage. La machine, une fraiseuse à trois ou cinq axes, est entièrement automatisée et contrôlée par ordinateur. Le fichier 3D entré dans l’ordinateur va indiquer le tracé de la fraise, qui va tailler dans la masse la pièce désirée. Voilà pourquoi cette technique fait partie des méthodes dites «soustractives», rapide et peu chère lorsqu’il s’agit d’une production d’une ou une dizaine de pièces. Mais les économies d’échelles étant peu importantes, cette technique n’est pas recommandée pour les moyennes et grandes séries. Elle reste adaptée aux productions jusqu’à une dizaine de pièces pour des tests visuels et fonctionnels, car les pièces sont identiques et produites dans la bonne matière. De nombreuses finitions sont également possibles. ISET DE SFAX 4 Machines CNC IV. Catégories de machines Machine de routeur de commande numérique par ordinateur Routeur De Commande Numérique Par Ordinateur Mini Machine De Publicité De Commande Numérique Par Ordinateur Routeur De Commande Numérique Par Ordinateur Pour Travailler Le Bois Routeur CNC En Métal Et Pierre Routeur Cnc Multi-Broches Routeur CNC 4 Axes Routeur CNC 5 Axes Styrofoam CNC Router Robot Machine laser CNC Tampon En Caoutchouc Faisant La Machine Acrylique, Gravure Et Découpe Laser Machine Machine De Gravure Et De Découpe Au Cuir En Cuir Machine De Découpe De Tissu Machine De Gravure Et De Découpe De Bambou Au Laser Machine De Gravure De Verre Au Laser Machine De Découpe Laser À L'éponge Machine De Gravure Laser Pour Carton À Deux Couleurs Machine De Découpe Et De Gravure De Métaux Machine De Découpe Laser Pour Métaux Et Non-Métaux Machine de découpe au plasma Plasma Portable Plasma Publicitaire Plasma Résistant Plasma Orbite Perceuse CNC Perçage CNC Et Fraiseuse Tour à bois CNC Tour À Bois Foreuse Latérale Tour à métaux cnc Tour CNC À Banc Plat Tour CNC À Banc Incliné Fraisage De Centre D’usinage CNC Pièces détachées CNC ISET DE SFAX 5 Machines CNC Traceur De Découpe CNC Machine De Polissage À La Flamme Scanner 3D En Réseau V. - Domaine d’application de la CN La CN est appliquée dans diverses familles. Dans chaque famille, les méthodes de montage et de travail sont totalement différentes, mais elles se rejoignent sur le principe de programmation, la grande majorité des machines utilisant un langage ISO. La notion de commande numérique s'étend aussi au domaine de la chaudronnerie : découpage plasma, presse plieuse. ISET DE SFAX 6 Machines CNC VI. Poste de contrôle a. Fonction Assure la communication entre l’opérateur et la machine : Saisir les programmes d’usinage, Simulation d’usinage avant réalisation, Réglage de machine. b. Pupitre de commande Composé d’un clavier et d’un écran servant d’interface avec l’opérateur pour la sélection des programmes, l’éditions des programmes, la saisie des paramètres de réglage, la visualisation graphique, la sélection des modes d’utilisation de la machine. ISET DE SFAX 7 Machines CNC VII. Carte de communication avec un PC Pour le téléchargement des programmes depuis un PC vers le DCN en utilisant la liaison série RS232. VIII. La partie opérative a. Motorisation Deux types d’actionneurs sont utilisés dans les axes numérisés :  Moteur à courant continu. Ses deux principales caractéristiques sont les suivantes: – La fréquence de rotation du rotor est proportionnelle à la tension d’alimentation. – Le courant consommé est proportionnel au couple résistant appliqué au rotor. Pour réguler sa vitesse il faut donc faire varier la tension à ses bornes tout en maintenant une alimentation en intensité suffisante pour fournir le couple mécanique nécessaire à l’entraînement du mobile.  Moteurs à courant alternatif (moteur asynchrone). Pour faire varier sa vitesse on agit sur la fréquence du courant qui l’alimente. ISET DE SFAX 8 Machines CNC b. Les capteurs Capteurs de vitesse On utilise généralement des génératrices-tachymétriques. Ces dispositifs ont la propriété de fournir une tension électrique proportionnelle à la fréquence de rotation de leur axe. Ils peuvent être intégrés au moteur à la construction. Capteurs de position On utilise généralement des codeurs incrémentaux. Un codeur incrémental possède généralement plusieurs voies :  Voie Z donnant une impulsion par tour,  Voie A donnant n impulsions par tour,  Voie B identique à voie A, mais dont les signaux sont déphasés de + ou - 90°, suivant le sens de rotation.  La lumière émise par une diode électroluminescente passe à travers un disque en rotation solidaire de l’axe du moteur comportant des marques fixes transparentes ou ISET DE SFAX 9 Machines CNC opaques. Le signal délivré se présente alors comme une succession d’impulsions (en fait un signal carré), dont la périodicité est représentative de la vitesse.  Chaque déplacement élémentaire entraîne une impulsion électrique qui est prise en compte par le calculateur (addition – soustraction d’impulsion). IX. Guidages a. Vis à billes Dans ce système, les filets de la vis et de l’écrou sont remplacés par des gorges hélicoïdales dans lesquelles circulent des billes d’acier. Elle possède plusieurs avantages :  Jeux quasiment nuls,  Diminution des frottements, Augmentation des vitesses de translation,  Augmentation de la durée de vie. ISET DE SFAX 10 Machines CNC b. Mécanisme à guide linéaire Les contacts glissants hydrostatiques, utilisés par des machines-outils conventionnelles, souffrent de glissements s’y rattachant, en raison du coefficient de friction très élevé, puisque le centre d’usinage doit résister à des mouvements de déplacement générés par des coupes importantes et par une vitesse rapide. Le guide linéaire est utilisé sur la surface de contact du guide afin d’assurer une bonne précision de l’avance à grande vitesse. Les glissières utilisées sur les MOCN interposent entre les éléments en mouvement : Des patins à aiguilles, Un chemin de billes, De la turcise (alliage de téflon et de bronze). ISET DE SFAX 11 Machines CNC X. Chargement d’outils Un changeur automatique d’outils se compose d’une réserve d’outils (ou magasin) et d’un dispositif de transfert chargé de véhiculer l’outil du magasin vers le poste de travail de la machine et vice-versa, conformément aux instructions du programme d’usinage de la CN. XI. Pièces en séries Les temps de montage et de démontage de la pièce revêtent souvent une importance non négligeable dans la productivité d’un MOCN. Sur les machines à pièces tournantes, les solutions uploads/Industriel/ compte-rendu-cnc.pdf