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Informations essentielles à connaître avant de comprendre ou d'apprendre la programmation CNC

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Programmation CNC dans la commande

Avant de comprendre ou d'apprendre la programmation CNC, nous devons d'abord clarifier les connaissances que nous devons maîtriser.

Quelles sont les compétences ou les connaissances à acquérir avant de comprendre ou d'apprendre la programmation CNC ?

1. Il peut être utile d'avoir des bases en mécanique et de connaître la structure des moules, car cela permet de mieux comprendre les processus d'usinage et les composants programmés.

2. La programmation de la CNC englobe à la fois la programmation manuelle et la programmation automatique. La programmation manuelle implique souvent l'écriture directe d'un code, ce qui nécessite des connaissances de base en mathématiques et une bonne compréhension des directions des coordonnées (X, -X, Y, -Y). Ces connaissances sont essentielles pour une programmation précise.

3. Si l'apprentissage du dessin rapide en 2D et de la conception en 3D peut aider à comprendre les aspects visuels de la programmation CNC, il ne s'agit pas nécessairement d'un prérequis. Cela dépend des objectifs et des projets spécifiques.

4. La passion pour les machines et l'intérêt pour les performances et le fonctionnement de marques de machines spécifiques (telles que Sanling, FANUC, Siemens et HASS) peuvent renforcer la motivation et l'engagement dans la programmation CNC. Néanmoins, la compréhension ou la maîtrise de la programmation elle-même n'est pas une condition obligatoire.

5. L'observation du fonctionnement réel des machines CNC sur site, y compris des aspects tels que la vitesse de l'outil, la vitesse d'avance et la profondeur de coupe, peut fournir des informations précieuses et des connaissances pratiques susceptibles d'améliorer les compétences en matière de programmation CNC.

6. L'apprentissage diligent, la pensée critique, la prise de notes approfondie et l'apprentissage à partir des erreurs sont essentiels pour un apprentissage efficace et la maîtrise de la programmation CNC ou de toute autre compétence.

Quels sont les outils logiciels utilisés dans la programmation des commandes numériques ?

Catégorie de logicielsNom du logiciel
Conception assistée par ordinateur (CAO)AutoCAD, SolidWorks, Fusion 360, CATIA, Siemens NX
Fabrication assistée par ordinateur (FAO)Mastercam, CAMWorks, PowerMill, GibbsCAM, Edgecam
Éditeurs de code GNotepad++, Visual Studio Code, Gedit, Sublime Text
Simulation et vérificationVericut, NCSIMUL, CAMotics, MachineWorks
Contrôle des machines et communicationFanuc CNC Guide, Siemens Sinumerik Operate, Haas Control Simulator, Mach3

Programmation manuelle et programmation automatique dans la programmation CNC

Comme nous l'avons déjà mentionné, il existe deux approches principales de la programmation CNC : la programmation manuelle et la programmation automatique.

Programmation manuelle :

La programmation manuelle consiste à écrire directement le code du programme de la CNC à l'aide d'un éditeur de texte ou d'un logiciel spécialisé. Le programmeur doit comprendre les capacités de la machine CNC, le langage G-code et la syntaxe spécifique requise par le contrôleur de la machine.

Le processus de programmation manuelle implique généralement

L'écriture de lignes individuelles d'instructions de code G pour définir les mouvements d'outils, les vitesses de broche, les vitesses d'avance et d'autres paramètres.

Calculer les coordonnées précises des trajectoires d'outils en fonction de la géométrie de la pièce à l'aide de calculs mathématiques et de la trigonométrie.

Tenir compte des changements d'outils, de la configuration de la pièce, des décalages d'outils et d'autres facteurs pour garantir la précision et l'efficacité des opérations d'usinage.

La programmation manuelle permet un contrôle précis du processus d'usinage, ce qui permet de personnaliser et d'affiner le code. Elle est souvent utilisée dans des applications d'usinage complexes ou uniques pour lesquelles la programmation automatique n'est pas toujours adaptée ou efficace.

Programmation automatique :

La programmation automatique, ou programmation assistée par ordinateur (FAO), consiste à utiliser un logiciel spécialisé pour générer automatiquement des programmes CNC. Le logiciel génère le code du programme en utilisant des données telles que la géométrie de la pièce, les informations sur l'outillage, les opérations d'usinage et d'autres paramètres.

Le processus de programmation automatique comprend généralement les éléments suivants :

Importation ou création d'un modèle 3D ou d'un fichier CAO de la pièce à usiner.

Définir les opérations d'usinage, l'outillage et les paramètres d'usinage dans le logiciel de FAO.

Le logiciel génère automatiquement le code du programme CNC, y compris les trajectoires d'outils, les vitesses, les avances et autres instructions.

La programmation automatique offre plusieurs avantages, notamment une productivité accrue, une réduction du temps de programmation et la possibilité de simuler et d'optimiser les trajectoires d'outils avant l'usinage. Elle est couramment utilisée dans les industries produisant de grands volumes ou effectuant des tâches d'usinage répétitives.

La programmation manuelle et la programmation automatique ont toutes deux leurs mérites. Elles sont utilisées en fonction des exigences spécifiques du projet, de la complexité de la pièce, de l'expertise du programmeur et d'autres facteurs. De nombreux programmeurs de CNC utilisent des techniques de programmation manuelle et automatique pour obtenir les meilleurs résultats.

Étapes de la programmation CNC

Déroulement de la programmation manuelle

1. Analyse du dessin de la pièce et planification du processus : Il s'agit d'analyser le dessin de la pièce, de comprendre les dimensions et les exigences techniques, de déterminer le plan de traitement, de séquencer les opérations, de concevoir des montages si nécessaire, de sélectionner les outils appropriés et de planifier la trajectoire de l'outil et les paramètres de coupe.

2. Traitement mathématique : Un système de coordonnées de la pièce est établi sur la base des caractéristiques géométriques de la pièce. La trajectoire de l'outil est calculée dans ce système de coordonnées, en tenant compte des points de départ et d'arrivée des éléments géométriques, des centres des arcs de cercle et des intersections ou des points tangents entre les éléments géométriques. Pour les formes complexes, des points discrets sur la surface ou la courbe sont calculés et des lignes droites ou des approximations d'arc sont utilisées pour relier ces points.

3. Rédaction de la liste du programme de la pièce : L'itinéraire de traitement et les paramètres de traitement déterminés sont traduits en code de commande du système CNC et en format de segment de programme. Le programme de pièces est écrit ligne par ligne, en suivant la syntaxe et les conventions de programmation spécifiées.

4. Entrée du programme : Dans le passé, l'entrée du programme se faisait à l'aide d'une bande de papier perforée, mais les machines CNC modernes utilisent généralement des claviers ou des interfaces informatiques pour entrer le code du programme dans le système CNC.

5. Vérification du programme et première coupe d'essai : Le programme écrit doit être vérifié et testé avant l'usinage. La vérification consiste à contrôler la trajectoire du mouvement de la machine en exécutant le programme sans couper la pièce, souvent en utilisant un stylo pour tracer la trajectoire de l'outil sur le papier. Si la machine CNC dispose de capacités d'affichage graphique, la simulation peut être utilisée pour visualiser le processus d'usinage. Toutefois, le premier essai de coupe sur la pièce réelle est crucial pour évaluer la précision des pièces usinées et apporter les ajustements nécessaires aux paramètres de coupe et aux trajectoires de l'outil.

Déroulement de la programmation automatique

1. Importation ou création d'un modèle CAO

La première étape consiste à importer un modèle 3D de la pièce à usiner dans le logiciel de FAO. Le modèle 3D peut être importé d'un logiciel de CAO ou créé directement dans le logiciel de FAO.

2. Définir les opérations d'usinage

Ensuite, le programmeur définit les opérations d'usinage à effectuer sur la pièce. Il s'agit de spécifier des opérations telles que l'ébauche, la finition, le perçage, le contournage, l'alésage, etc. Chaque opération comporte des paramètres spécifiques tels que la sélection de l'outil, les vitesses de coupe et les avances, les profondeurs de coupe, les surépaisseurs et les surépaisseurs.

3. Génération de parcours d'outils

Sur la base des opérations d'usinage définies, le logiciel de FAO génère un parcours d'outil représentant le mouvement de l'outil et la stratégie d'usinage sur les surfaces de la pièce. Les parcours d'outils sont calculés en tenant compte de facteurs tels que la géométrie de l'outil, l'orientation de l'outil, la prévention des collisions et les algorithmes d'optimisation.

4. Simulation et vérification

Une fois les parcours d'outils générés, le programmeur peut simuler le processus d'usinage dans le logiciel de FAO. Cette simulation permet de visualiser le mouvement de l'outil, de détecter toute collision ou erreur potentielle et de s'assurer que le parcours d'outil est optimisé et adapté à la pièce.

5. Post-traitement

Une fois le parcours d'outil finalisé et vérifié, le logiciel de FAO effectue un post-traitement. Il s'agit de convertir le parcours d'outil en instructions G-code spécifiques à la machine, que la machine CNC peut comprendre. Le post-processeur adapte le code G aux exigences particulières de syntaxe et de formatage du contrôleur de la machine CNC cible.

6. Transfert vers la machine CNC

Le programme de code G généré est transféré à la machine CNC par le biais d'une connexion directe ou d'un support de stockage externe tel qu'une clé USB ou des transferts en réseau. Le programme est chargé dans le contrôleur de la machine, prêt à être exécuté.

7. Configuration et exécution de la machine

Avant d'exécuter le programme CNC, la machine est réglée avec les dispositifs de maintien au travail, les outils de coupe et l'alignement de la pièce à usiner appropriés. Une fois que tout est en place, le programme CNC est exécuté et la machine effectue les opérations d'usinage programmées sur la pièce.

code différent dans la programmation de la CNC

Codes G (codes préparatoires)

Les codes G sont utilisés pour définir diverses fonctions et opérations préparatoires. Ces codes spécifient le mouvement de l'outil, les modes d'usinage, les systèmes de coordonnées et d'autres paramètres. Les codes G les plus courants sont G00 (positionnement rapide), G01 (interpolation linéaire), G02/G03 (interpolation circulaire), G17/G18/G19 (sélection de plan) et G90/G91 (positionnement absolu/incrémental).

Codes M (codes divers)

M-codes are used to control miscellaneous machine functions, such as spindle operation, coolant on/off, tool changes, and machine stops. They vary depending on the machine’s make and model. Examples of M-codes include M03/M04 (spindle on clockwise/counter-clockwise), M05 (spindle stop), M06 (tool change), and M08/M09 (coolant on/off).

Codes T (sélection d'outils)

Les codes T sont utilisés pour spécifier le numéro d'outil ou le décalage d'outil à utiliser pour l'usinage. Ces codes indiquent quel outil du magasin d'outils ou du porte-outil doit être engagé pour une opération particulière. Par exemple, T01 sélectionne l'outil numéro 1, T03 l'outil numéro 3, etc.

Code S (vitesse de la broche)

Le code S est utilisé pour définir la vitesse de broche souhaitée pour l'opération d'usinage. La valeur qui suit le code S représente la vitesse de la broche en tours par minute (RPM). Par exemple, S1000 définit la vitesse de la broche à 1000 tours par minute.

Code F (vitesse d'avance)

Le code F est utilisé pour spécifier la vitesse d'avance à laquelle l'outil se déplace le long de la trajectoire programmée. La valeur qui suit le code F représente la vitesse d'avance en unités par minute. Par exemple, F200 définit la vitesse d'avance à 200 unités par minute.

Codes des axes X, Y, Z et autres

Ces codes spécifient les coordonnées et les positions de l'outil le long de différents axes. Le code X représente la position le long de l'axe X, le code Y représente la position le long de l'axe Y et le code Z représente la position le long de l'axe Z. Des codes d'axes supplémentaires peuvent être utilisés pour les machines comportant plusieurs axes, tels que A, B, C, etc.

Codes Dwell

Les codes de temporisation mettent la machine en pause à un endroit ou pour une durée spécifique. Le temps d'arrêt est spécifié à l'aide du code P, qui représente le temps d'arrêt en secondes. Par exemple, le code G04 P2 permet à la machine de s'arrêter pendant 2 secondes.

Parmi les différents codes utilisés dans la programmation CNC, le code G est le plus couramment utilisé. Les codes G sont fondamentaux pour la programmation CNC car ils définissent le mouvement de la machine et contrôlent divers aspects du processus d'usinage.

Le mot de la fin

La programmation CNC implique de nombreuses considérations cruciales qui méritent une attention particulière. Si l'occasion se présente, j'ai l'intention de consacrer un article à l'avenir pour discuter de manière exhaustive des aspects clés qui requièrent une attention particulière dans la programmation CNC.

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