La CNC (contrôle numérique par ordinateur) est un moyen d’automatiser le contrôle de la machine-outil en utilisant un logiciel installé dans un micro-ordinateur connecté à l’outil. Il est souvent utilisé pour usiner des pièces en métal et en plastique dans l’industrie manufacturière.
L’unité de commande de la machine (MCU), un microcontrôleur lié à la machine, stocke et exécute un programme informatique sur mesure pour chaque objet à fabriquer, qui est généralement écrit dans un langage standard international appelé G-code.
Le programme spécifie les instructions et les paramètres qui seront suivis par la machine-outil, tels que la vitesse d’avance du matériau et l’emplacement et la vitesse des composants de l’outil.
Une machine CNC peut convertir la matière première en un modèle final de diverses manières, notamment en ajoutant (additif) ou en soustrayant (soustractif) de la matière. Les approches disponibles sont déterminées par le type de machine.
Les machines CNC additives, telles que les imprimantes 3D, et les machines CNC soustractives, telles que les fraiseuses CNC, sont d’excellents exemples.
Quels sont les avantages de l’usinage CNC ?
Productivité
Vous pouvez souvent vous éloigner d’une fraiseuse CNC ou d’une autre machine pendant qu’elle exécute un ensemble complexe d’activités, car vous pouvez la programmer pour le faire.
Dans des configurations particulières, cela peut incorporer un usinage automatisé en dehors des heures de travail, améliorant considérablement votre productivité et votre rythme de sortie. Cela est particulièrement vrai pour les ingénieurs de précision qui gèrent de nombreux centres CNC, comme Oracle Precision.
Cohérence
Les machines CNC sont extrêmement cohérentes et précises dans le travail qu’elles créent, donnant aux clients des résultats uniformes et irréprochables, car elles éliminent presque les erreurs humaines.
C’est pourquoi l’usinage CNC est si important dans les domaines où la qualité est essentielle, car le travail produit a un niveau de fiabilité et de qualité considérablement meilleur.
Efficacité en termes de coût
Avec un taux de production élevé et un plus petit nombre d’erreurs dans les composants finaux, les machines CNC font plus que compenser leurs dépenses initiales.
Les opérateurs ont également besoin de moins de formation et peuvent apprendre à faire fonctionner une machine CNC dans un environnement virtuel, ce qui réduit les besoins de formation des pièces. Le coût de ces machines continuera de diminuer à mesure qu’elles deviendront de plus en plus populaires et largement utilisées.
Sécurité
Contrairement à l’usinage conventionnel à protection ouverte, tout problème de sécurité dangereux, tel qu’un bourrage ou une autre erreur d’usinage, endommage uniquement la machine et ne constitue pas un risque pour la sécurité de l’opérateur.
Polyvalence
Les machines CNC sont idéales pour les séries de production courtes et longues, car elles peuvent être reprogrammées en peu de temps pour générer un produit complètement nouveau. Vous pouvez modifier la programmation sans que cela prenne trop de temps ou coûte trop cher.
Comment fonctionne l’usinage CNC ?
L’usinage CNC est un processus de fabrication soustractif, ce qui signifie que le produit final est créé en éliminant sélectivement le matériau supplémentaire de la pièce. Une procédure de production en quatre étapes est suivie par chaque opération d’usinage CNC de bout en bout.
Voici les quatre étapes de fabrication :
Conception de pièces
Un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) est utilisé pour créer les conceptions de base des pièces usinées CNC. Les ingénieurs prennent en compte tous les aspects du produit final souhaité tout au long de la phase de conception, y compris les critères de performances optimales, les conditions de fonctionnement de la pièce finale et les niveaux de variation de tolérance acceptables.
Conversion de conception
Le modèle CAO doit être transformé en un programme CNC fonctionnel à l’aide d’un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO) une fois le processus de conception d’origine terminé.
Le logiciel de FAO extrait les exigences géométriques du fichier d’origine du modèle CAO et les convertit en un langage de programmation compatible CNC (tel que le code G ou le code M) qui contrôle les opérations mécaniques de la machine.
Configuration de la machine
La machine CNC doit être prête à fonctionner avant que l’opérateur puisse exécuter le logiciel CNC. La fixation de l’outillage nécessaire, tels que les forets et les fraises en bout, aux composants appropriés de la machine, ainsi que la fixation de la pièce directement dans la machine, sur les broches de la machine ou dans des étaux de machine ou des dispositifs de maintien de travail similaires, sont des exemples de ces préparations.
L’opérateur peut démarrer le programme CNC une fois que la machine est correctement configurée.
Exécution de l’opération programmée
Enfin, l’opérateur de la machine CNC exécute les processus mécaniques qui ont été programmés. Le programme CNC régule avec précision les mouvements de la machine-outil pendant le fonctionnement.
Types de machines CNC
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Les machines CNC sont disponibles dans une variété de formes et de tailles. Toutes ces machines remplissent les mêmes fonctions de base. C’est ce qui les distingue des autres systèmes de commande numérique par ordinateur.
Chaque machine fonctionne de manière distincte par la suite. Le fonctionnement d’une machine CNC est déterminé par l’usage prévu de la machine. Certaines des machines CNC les plus courantes sont présentées ici.
Fraiseuses CNC
Ceux-ci peuvent être déclenchés par des programmes qui utilisent à la fois des chiffres et des lettres comme déclencheurs. La programmation oriente les nombreux composants de la machine sur des distances diverses.
Un système à trois axes est utilisé dans les broyeurs les plus basiques. La complexité des nouveaux modèles a augmenté. Ils ont la capacité de contrôler jusqu’à un système à six axes.
Tours CNC
Une latte est une scie circulaire qui coupe des pièces dans un mouvement circulaire. Cette procédure est réalisée à l’aide d’outils d’indexation. Toutes les coupes sont effectuées avec une précision et une vitesse extrêmes.
Les tours CNC sont utilisés pour créer des conceptions trop compliquées pour les équipements à commande manuelle. Les tours ne sont souvent pas des machines sophistiquées, malgré le fait qu’ils réalisent des conceptions complexes. Le système le plus populaire est un système à deux axes.
Machines de découpe plasma
La plupart du temps, nous utilisons des machines CNC de découpe plasma pour découper des produits métalliques. La coupe de précision du métal nécessite beaucoup de vitesse et de chaleur. Le gaz à air comprimé est couplé à des arcs électriques pour aider à atteindre cet objectif.
Machines à décharge électrique
Les EDM à fil sont un autre nom pour les EDM à fil. Des étincelles électriques sont utilisées pour mouler des objets dans des formes spécifiées dans ces machines.
L’érosion par étincelles est une technique permettant d’éliminer des parties de matériaux naturellement conducteurs.
Machines à décharge électrique
Les EDM à lest sont un autre nom pour les EDM à lest. Ceux-ci fonctionnent de la même manière que les EDM à fil. La différence réside dans la façon dont les pièces sont retirées à l’aide de l’électricité.
Les matériaux de travail sont trempés dans un fluide diélectrique pour conduire l’électricité dans un lest EDM. C’est ainsi que des formes spécifiques sont formées à partir de composants.
Coupe-jets d’eau
Ces machines utilisent de l’eau à haute pression pour couper des matériaux durs. Avec le granit et le métal, nous utilisons fréquemment des machines CNC de découpe au jet d’eau.
Du sable ou un matériau abrasif similaire est parfois ajouté à l’eau. Cela fournit une puissance de coupe et de mise en forme supplémentaire sans avoir besoin de chaleur.
Perceuses CNC
Pour faire des trous circulaires dans la pièce, des forets multipoints sont utilisés. Pour faire des trous verticaux, nous alimentons normalement les forets perpendiculairement à la surface de la pièce. La procédure peut également être programmée pour faire des trous inclinés.
Logiciel d’usinage CNC
Le processus d’usinage CNC utilise des applications logicielles pour garantir que l’article ou le produit conçu sur mesure est optimisé, précis et exact. Parmi les applications logicielles utilisées figurent :
GOUJAT
Un logiciel de CAO est utilisé pour créer des rendus vectoriels 2D ou 3D de pièces et de surfaces solides, ainsi que la documentation technique et les spécifications pertinentes pour la pièce.
Un programme de FAO utilise les plans et les modèles créés dans une application de CAO pour développer le programme de machine nécessaire pour fabriquer l’article à l’aide d’une méthode d’usinage CNC.
De plus, un logiciel de CAO peut être utilisé pour rechercher et définir des qualités de pièces optimales, analyser et vérifier les conceptions de pièces, simuler des produits sans prototype et fournir des données de conception aux fabricants et aux ateliers de travail.
CAME
Le logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO) extrait les données techniques d’un modèle CAO et génère le programme machine nécessaire pour faire fonctionner la machine CNC et manipuler l’outillage pour créer le produit conçu sur mesure.
Le logiciel de FAO permet à la machine CNC de fonctionner sans intervention de l’utilisateur et peut aider à l’évaluation automatisée des produits fabriqués.
TOMBER
Les logiciels d’ingénierie assistée par ordinateur (IAO) sont utilisés par les ingénieurs pendant les phases de pré-traitement, d’analyse et de post-traitement du processus de développement.
Le logiciel CAE est utilisé pour faciliter l’évaluation et la modification de la conception de produits dans les applications d’analyse technique telles que la conception, la simulation, la planification, la production, les diagnostics et la réparation.
Les logiciels d’analyse par éléments finis (FEA), de dynamique des fluides computationnelle (CFD) et de dynamique multicorps (MDB) sont tous des exemples de logiciels CAE.
Foire aux questions (FAQ)
Sur une machine CNC, quels sont les 5 axes ?
Le nombre de directions dans lesquelles l’outil de coupe peut se déplacer est appelé « 5 axes ». Pour approcher la pièce dans n’importe quelle direction, l’outil de coupe sur un centre d’usinage à 5 axes se déplace sur les axes linéaires X, Y et Z ainsi que sur les axes A et B.
De quoi sont responsables les machinistes CNC ?
Les machinistes CNC installent et exploitent de la machinerie lourde à commande numérique par ordinateur (CNC) pour fabriquer des composants et des outils à partir de métal, de plastique et d’autres matériaux. Les machines de précision qui coupent, rectifient ou perforent le matériau sont connues sous le nom d’équipement à commande numérique par ordinateur.
Quel est le langage des machines CNC ?
G-Code est devenu l’ensemble standard de codes de machine CNC de l’industrie. G-Code est le langage de programmation le plus utilisé pour les machines CNC.
Qu’est-ce qu’un programme pièce et comment fonctionne-t-il ?
Le programme pièce est un ensemble d’instructions qui définissent le travail qui doit être effectué sur une pièce dans le format requis par un ordinateur utilisant un logiciel de commande numérique par ordinateur (CNC). C’est le processus de conversion d’une feuille de dessin en une feuille de programme. Un format uniforme est utilisé pour alimenter toutes les données dans le système CNC.
Conclusion
Les industries manufacturières ont grandement bénéficié des technologies de commande numérique par ordinateur. Cette technologie permet des applications conviviales en permettant le contrôle des machines.
Même sur un ordinateur conventionnel, vous pouvez simplement le gérer. Les machines CNC sont utilisées pour diverses tâches, notamment le meulage, le fraisage, le perçage et le routage de divers matériaux. Les appareils peuvent également être utilisés pour une variété d’autres projets nécessitant des mouvements mécaniques précis.
