CNC BOOK - A. APPRENDRE La Programmation Par La Pratique ...

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1 1/21 CNC BOOK - A APPRENDRE La programmation par la pratique avec SIMUL CNC Ce document est distribué par l entreprise ANGE SOFTS en tant que complément des logiciels Simul CNC et de l atelier permanent Usinage CNC

2 2/21 SOMMAIRE 1. Commencer à programmer en 5 minutes Programmer, c'est quoi? Mon premier programme avec SIMUL CNC Résumé de fonctions utilisées dans ce programme Etapes pour écrire un programme Organisation d un programme Les origines et les déplacements dans l espace Le concept d origine Origine Machine Origine Pièce Origines Pièces Multiples Les fonctions G courantes G00 Positionnement rapide G01 Avance travail G02 G03 Interpolation circulaire sens horaire G41 G42 Interpolation circulaire sens horaire Les fonctions M M6 Changement d outil M3M4 mise en route de la broche ou du mandrin Autres fonctions courantes Exercices pratiques Exercice fonctions G en tournage Exercices fonctions G en fraisage Exercices interpolations en fraisage Exercices interpolations en tournage Optimiser un programme CNC Optimiser un programme CNC Fanuc... 20

3 3/21 1. Commencer à programmer en 5 minutes 1.1. Programmer, c'est quoi? On considère dans ce chapitre que vous ne connaissez pas la programmation commande numérique. On commence donc par la question la plus simple la plus basique qui soit : Programmez c est quoi? Un programme qu il soit informatique ou commande numérique permet de communiquer avec une machine. A l aide d un vocabulaire, nous allons écrire les actions que devra réaliser la machine Commande numérique Dans notre cas nous allons utiliser le langage ISO appelé communément G-Code Il existe aujourd hui des langages conversationnels : ce sont en fait des commandes numériques qui grâce à une série de questions ou d interfaces se rapproche du langage humain. C est pourquoi ces langages donnent l impression d être plus simple que le langage ISO, ce qui est erroné car le programme est aussi complexe une fois traduit.

4 4/ Mon premier programme avec SIMUL CNC Comme vous débutez, nous n'allons pas commencer par un programme très dur. Ouvrez le programme SIMUL CNC (Noter que vous pouvez également utiliser FAST CNC, Notepad ou un autre éditeur de programme) Régler le filtre en mode Fraisage et auto GCODE. Le mode auto G-CODE va reconnaître automatiquement le langage utilisé. Faite un copier coller dans la zone d édition du programme (à gauche) le programme suivant : N10 M6 T1 D1 N20 M3 S3000 N30 G0 X0 Y0 N40 G0 Z5 N50 X-100 F100 N60 M2 Puis appuyer sur départ du cycle (Bouton Vert) Les traits en bleus pointillés représentent les déplacements rapides. Les traits noirs représentent les déplacements en avance usinage.

5 5/21 Pour comprendre à quoi servent les différentes fonctions vous pouvez directement double-cliquer ou sélectionner une fonction dans SIMUL-CNC et appuyer sur l onglet aide.

6 6/ Résumé de fonctions utilisées dans ce programme. Note : les chiffres N10, N20 etc. sont à titres indicatifs et facultatifs dans le programme. Ils peuvent être toutefois demandé par des fonctions spéciales il est donc recommandé de les mettre à chaque début de ligne Première ligne La première ligne sert a appelé et chargé un outil. Cette ligne est obligatoire. M6 est la fonction de chargement d outil. T1 est le paramètre du numéro d outil D1 représente les valeurs de longueur et de diamètre de l outil souvent le même que le paramètre T Deuxième ligne La deuxième ligne sert à démarrer la rotation de l outil. M6 est la fonction de rotation de l outil. S est le paramètre du nombre de rotation par minute de la broche Troisième et quatrième ligne La troisième ligne est un déplacement rapide de l outil. G0 est la fonction de déplacement rapide. XYZ sont des paramètres d un emplacement dans l espace. Pourquoi deux ligne? Car la plongé en Z est dangereuse ont la fait une fois le déplacement en XY effectué pour éviter les collisions Cinquième ligne La troisième ligne est un déplacement rapide de l outil. G1 est la fonction de déplacement usinage (travail). XYZ sont des paramètres d un emplacement dans l espace Sixième ligne La troisième ligne est un déplacement rapide de l outil. M2 est la fonction de fin de programme XYZ sont des paramètres d un emplacement dans l espace.

7 7/21 2. Etapes pour écrire un programme L écriture d un programme se décompose en 6 étapes : Etape 1 - Analyse du plan de la pièce à réaliser Etape 2 - Rédaction de la suite logique des opérations (Gamme d usinage) Etape 3 - Ecriture du programme ISO CNC Etape 4 - Réglage de la machine et des outils (Voir cours CNC N1) Etape 5 - Mise au point Réglage - Usinage de la pièce Etape 6 - Sauvegarde du programme et lancement de la série 3. Organisation d un programme Un programme CNC se compose d un ou de plusieurs blocs de programmation. Un bloc correspond à une ligne de texte. Les blocs se finissent généralement par un point virgule. Note : Ce dernier est également appelé EOB (end of bloc). Une ligne de texte est composée de mots. Un bloc peut être numéroté à l'aide du Mot N Note : Le mot N devient indispensable pour certaines fonctionnalités prenez l habitude de l ajouter systématiquement lors de l écriture de votre programme.

8 8/21 4. Les origines et les déplacements dans l espace 4.1. Le concept d origine Une origine est un point commun aux différents axes d'un système de coordonnées. Une origine représente un point de référence dans l'espace. Ces coordonnées sont toutes égales à zéro. Sur une commande numérique un point dans l'espace est définit par ses trois axes X Y Z. A l'aide de 3 règles graduées et des moteurs : la machine CNC se déplace dans l'espace. En tournage il n'y a que deux axes X et Z. En effet en tournage nous travaillons sur deux dimensions.

9 9/ Origine Machine L'origine machine est le point de référence de la machine. L'origine machine est toujours enregistrée dans la variable G53. Elle est représentée avec ce symbole : Une origine machine est le point de référence de la machine il est définit par le constructeur de la machine. On peut se représenter l'origine mesure comme des repères sur chaque règle représentant un axe de la machine. Avant toute mise en service, une machine à commande numérique doit être initialisée. Le plus souvent cette opération consiste à déplacer les chariots vers un point défini par des butées. Cette opération se nomme les prises d origine machine (POM). Certain robots CN n ont pas besoins de prise d origine machines car elles ont un système de positionnement sur la règle par magnétisme.

10 10/ Origine Pièce L origine pièce est une origine placée par rapport à l origine machine grâce aux décalages d origine : - elle représente la distance entre l origine pièce et l origine machine. L origine pièce permet une programmation beaucoup plus simple et plus lisible car elle est située directement sur la pièce elle sert de référence au programme. On représente une origine pièce de cette manière : L origine pièce est un décalage par rapport à l'origine machine : L origine pièce G54 sera donc représenté sous la forme de 3 décalages XYZ par rapport à l'origine machine G53. C est ce décalage qui va permettre de représenter un point virtuel par rapport à ce décalage ce qui permettra a l opérateur d avoir une e origine compréhensible sur la pièce usiné Lorsque que la position de l outil sera à la position X350 Y350 Z152 L opérateur verra donc : X = Y = Z = Soit la position X0 Y0 Z0 de l origine pièce Il existe six systèmes de coordonnées pièces prédéfinis. Les systèmes de coordonnées sont prédéfinis par l utilisateur, et peuvent être appelés dans le programme à tout moment. Comme expliqué précédemment chaque origine pièce représente un décalage de l origine machine A la mise sous tension de la machine, le système de coordonnés pièce G54 est actif. Exemple : X-350 Y-350 Z-152

11 11/ Origines Pièces Multiples G54 : Par défaut G55 : Système de coordonnées N 2 G56 : Système de coordonnées N 3 G57 : Système de coordonnées N 4 G58 : Système de coordonnées N 5 G59 : Système de coordonnées N 6

12 12/21 5. Les fonctions G courantes 5.1. G00 Positionnement rapide La fonction G0 est associée à tous les déplacements rapides qui n ont pas une vocation d'usinage. Cette fonction réduit considérablement les temps d usinage d une pièce G01 Avance travail La fonction G1 est associée à tous les déplacements d usinage en ligne droite. Cette fonction est associée à la variable F qui définit l avance: - en millimètres/minute pour le fraisage - en millimètres/tours pour le tournage 5.3. G02 G03 Interpolation circulaire sens horaire G02 : interpolation circulaire dans le sens horaire G03 : interpolation circulaire dans le sens trigonométrique. Une interpolation circulaire est composée de : - Son sens G2 ou G3 - Son point d'arrivée X Y - Son rayon d'interpolation R ou la position du centre du rayon I J I = position en X en relatif par rapport au départ de l'arc J = position en Y en relatif par rapport au départ de l'arc 5.4. G41 G42 Interpolation circulaire sens horaire Permet de corriger le rayon d'un outil par rapport à une trajectoire. Cette fonction est annulée par la fonction G40

13 13/21 6. Les fonctions M 6.1. M6 Changement d outil Un outil est appelé par le programme grâce à la fonction M6 associée à la variablet (Tools = Outils) qui représente le numéro de l'outil et la variable D (Data = Données) qui charge les données relatives à l'outil M3M4 mise en route de la broche ou du mandrin Le sens de rotation et la mise en route de la broche sont définis à l aide de ces deux fonctions: - M03 : rotation sens horaire. - M04 : rotation sens trigonométrique. Le paramètre S indique la valeur en tour/min la vitesse de rotation Autres fonctions courantes M7 M8 : J'allume la lubrification! M9 : J éteins la lubrification En fonction du type de langage et d armoire, M2 ou M30 marque la fin d un programme. La machine retourne vers son point initial de changement d'outil et stoppe toute activité.

14 14/21 7. Exercices pratiques 7.1. Exercice fonctions G en tournage Complétez ce programme de tournage avec les fonctions G courantes N05 T1 D1 N07 G0 Z80 X60 N10 G96 S1200 N15 Z80 X45 N20 X40 Z70 F0.2 N25 G1 X40 $Z40 N30 X50 Z35 R5 N35 G1 X50 Z0 N40 G1 X60 N45 G0 X60 Z80 N50 M30 Recopier le programme dans SIMUL CNC pour voir la correction

15 15/ Exercices fonctions G en fraisage Complétez ce programme de tournage avec les fonctions G courantes N05 T1 D1 N07 G0 X-20 Y-20 N10 S1000 M8 N15 G42 Y0 N20 X100 F200 N25 Y41 N30 G3 Y50 X91 N35 X59 N40 G2 X50 Y59 R9 N45 G1 Y61 N50 G3 X41 Y70 R9 N55 G1 X9 N60 G3 X41 Y70 R9 N65 G1 Y-20 N70 G1 G40 N75 M30 Recopier le programme dans SIMUL CNC pour voir la correction

16 16/ Exercices interpolations en fraisage Complétez le programme ci après puis recopier le programme dans SIMUL CNC pour voir la correction.

17 17/21 %202 M6 T4 D4 M3 S1590 F954 G0 X-12 Y0 G1 G41 X-12 Y0 G1 X57 Y0 G3 X70 Y13 R G1 X70 Y57 X83 Y70 R13 G1 X92 Y70 G3 X105 Y83 R13 G1 X105 Y107 X92 Y120 R G1 X48 Y120 G3 X35 Y107 R13 G1 X35 Y83 G2 X22 Y70 R13 G1 X13 Y70 G3 X0 Y57 R13 G1 X0 Y0 G1 X0 Y-12 G80 T1 D1 M3 S2544 F5597 G0 X70 Y95 G81 Z-10 ER2 X70 Y95 X35 Y35 G80 M6 T2 D2 M3 S2993 F1796 G0 X70 Y95 G83 Z-10 P3 ER2 X70 Y95 X35 Y35 G80 M02

18 18/ Exercices interpolations en tournage Complétez le programme ci après puis recopier le programme dans SIMUL CNC pour voir la correction.

19 19/21 %202 M6 T1 D1 M3 S1590 F0.15 G1 Z180 X80 G1 Z160 X80 G1 Z160 X126 G3 Z143 X160 R G1 Z87 X160 Z70 X194 R17 G1 Z70 X246 G3 Z53 R17 G1 Z0 X280 G1 Z0 X325 G80 M02

20 20/21 8. Optimiser un programme CNC 8.1. Optimiser un programme CNC Fanuc Au delà du programme FAO qui produit un programme linéaire qui reproduit des lignes de code à l'infini. Un programme moderne se doit d'être optimisé. Pour cela le programmateur peut utiliser des fonctions ou des semblant de fonctions. Exemple de programme non optimisé Fanuc : M6 T1 D1; M3 S1500; G1 Z-10; G1 X10 Y50; G1 X25 Y35; G1 X10 Y55; G0 X0 Y0; G1 Z-15; G1 X10 Y50; G1 X25 Y35; G1 X10 Y55; [ ] [suite] G0 X0 Y0; G1 Z-20; G1 X10 Y50; G1 X25 Y35; G1 X10 Y55; G0 X0 Y0; G1 Z-25; G1 X10 Y50; G1 X25 Y35; G1 X10 Y55; G0 X0 Y0; M02; Comme on peut le constater le bloc suivant est répété avec une évolution en Z: G1 Z-[Avec une évolution du Z] G1 X10 Y50 G1 X25 Y35 G1 X10 Y55 G0 X0 Y0 Nous allons pour optimiser ce programme transformer le Z an paramètre : #1 Puis nous allons encapsuler ce morceau de code dans un sous programme. 0:201; G1 Z-#1; G1 X10 Y50; G1 X25 Y35; G1 X10 Y55; G0 X0 Y0; M99;

21 21/21 0:200; M6 T1 D1; M3 S1500; #1 = 10; M98 P201; #1 = 15; M98 P201; #1 = 20; M98 P201; #1 = 25; M98 P201; M02; [ ] [suite] 0:201 G1 Z-#1; G1 X10 Y50; G1 X25 Y35; G1 X10 Y55; G0 X0 Y0; M99; ; Voila le programme est maintenant optimisé.