Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite)

En collège, nous utilisons une fraiseuse-perceuse à commande numérique composée de deux parties. La structure de cette machine s ’apparente à celle des systèmes automatisés avec une partie commande et une partie opérative.

Micro-fraiseuse, Charly Robot piloté par un ordinateur avec le

logiciel GRAAL

La partie commande

- l ’ordinateur (unité centrale et ses périphériques) ou l ’automate programmable

- le logiciel de C.F.A.O servant à créer le fichier d ’usinage

La partie opérative

C ’est la machine avec ses actionneurs (moteurs), ses capteurs et ses organes de sécurité (carter et bouton d ’arrêt d ’urgence).

La C.F.A.O est un procédé qui permet à l ’aide d ’un système automatisé de concevoir, programmer les formes de la pièce à usiner et de réaliser les différentes opérations d ’usinage sans interrompre la chaîne de transmission des informations.Les machines utilisées en C.F.A.O sont des machines à commande numérique.

Définition de la C.F.A.O

Les différentes parties du système

Conception, Fabrication,Assistées par Ordinateur (CFAO)

Le principe : La commande numérique avec calculateur va gérer et déterminer tous les déplacements. Il suffit de lui préciser les coordonnées des points :

- position de départ (origine)- position à atteindre (arrivée)- changement de direction (horaire et anti-horaire)- dégagement (point de sortie)

- la vitesse

Le système utilise un langage : c ’est le langage machine ISO, il traduit, transpose les données que nous lui avons imposées.

La Machine-Outil à Commande Numérique

La MOCN forme un ensemble comprenant une MO aux mouvements animés par :- des capteurs de mesures contrôlant les déplacements- un automate (élément électrique)- une armoire électrique de réglage - un pupitre de commande (par exemple le clavier de l ’ordinateur)

Remarque : les machines à commande numérique sont essentiellement utilisées pour la production de pièces en moyenne et grande séries, car leur coût de mise en œuvre et de programmation est élevé.

La commande numérique

Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite)

Centre d ’usinage CU60

Les principales machines à commande numérique

- la fraiseuse sur laquelle on peut réaliser des opérations de fraisage, de perçage et de gravage

- le tour sur lequel on peut réaliser des opérations de tournage mais aussi de perçage

- le centre d ’usinage qui est une machine polyvalente pouvant réaliser une vingtaine d ’opérations d ’usinage sur une même pièce sans démontage de celle-ci grâce au magasin d ’outils qu ’il contient.

Les domaines d ’applications Ce sont essentiellement la mécanique, l ’électronique et le domaine de la gravure

Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite)

La sécurité

Les machines sont équipées de systèmes de sécurité afin de prévenir tout risque d ’accident durant les opérations de préparation et de fabrication (voir micro-tour : la machine).

Ces sécurités permettent :

- de protéger l ’opérateur (carter de sécurité, bouton d ’arrêt d ’urgence = bouton coup de poing, capteur d ’ouverture du carter)

- de protéger la machine (bouton d ’arrêt d ’urgence, capteurs de fin de course)

Des exemples de fabrication en collège

Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite)

Le cycle d ’usinage On appelle cycle d ’usinage l ’évolution de l ’usinage depuis la situation de départ jusqu ’au retour à sa situation de départ.

Exemple : le cycle de perçage d ’un circuit imprimé comprenant 31 trous de diamètre 0.8 mm à percer

* Départ du cycle

* Déplacement du foret jusqu ’à la position du premier trou

* Descente du foret de 0.8 mm

* Remontée du foret

* Déplacement du foret jusqu ’à la position du deuxième trou

* Etc

* Remontée du foret après le perçage du 31e trou

* Retour du foret à son point d ’origine

Les repères dans l ’espaceLa machine à commande numérique peut effectuer un déplacement horizontal longitudinal (axe x), un déplacement horizontal transversal (axe y), un déplacement vertical (axe z).

Selon la machine, certains déplacements sont donnés à l ’outil ou à la pièce.

Pratiquement, on distingue :

- l ’origine machine Om. C ’est la position de la machine en butée arrière.

- l ’origine pièce Op, elle est définie par l ’opérateur. Souvent, c ’est l ’angle supérieur gauche de la pièce.

Zone de travail de l ’outilCapacité des courses : X = 300mm, Y = 210mm, Z = 99mm

Micro-fraiseuse

La machineUsinage d’une pièce

L ’usinage se fait par enlèvement de matière. La pièce est fixe avec déplacement de la table (X et Y) et l ’outil a un mouvement de rotation avec une translation en Z

Le poste de travail

L’outil

L’ordinateurC’est lui qui pilote la machine

Les boutons marche-arrêt

Conduit d ’aspiration des copeaux

Mandrin et pince

de serrage d ’outils

La machine

Gravure d ’une pièce

Fraisage, découpage, contournage, d ’une pièce

Autre possibilité : le perçage

Une poche

Usinage d ’une pièce

Micro-tour

La machine

Les pièces

Usinage par enlèvement de matière. La pièce a un mouvement de rotation. L ’outil a un mouvement transversal (X) et longitudinal (Z). Certaines machines sont équipées d  ’une tourelle révolver automatique à 4 outils

2 moteurs permettant les déplacements (longitudinal-Z et transversal-X)

Capot de sécurité

Bouton d ’arrêt d ’urgence

Pièce tenue par un mandrin 3 mors

chariot porte-outils, avec 3 vis de fixation

La machine

La sécurité

L’outil et lesconditions decoupe

Les pièces réalisées

avec le micro-tourPions pour solitaire

Quille porte-clé

Les pièces réalisées avec le tour sont cylindriques, côniques voire partiellement sphériques.

Table traçante

La machine

Production d’un document

(Possibilité d ’utiliser le

format A3 ou A4)

Dessin Assisté par Ordinateur (D.A.O)

Les logiciels de D.A.O permettent de réaliser des dessins en 2D.

Exemples : DMT 20, Auto-sketch

Dessin Assisté par Ordinateur (Suite)

La machineLa table traçante permet le traçage d ’un document technique avec déplacement du bras en XY (7 couleurs nous sont proposées)

feutre

Dessin Assisté par Ordinateur

Dessin technique avec cotation, cartouche et échelle.

L’épaisseur des traits et l ’écriture sont normalisés.

Utilisation de la DAO avec le logiciel DMT20

Dessin Assisté par Ordinateur (Suite)

Production d ’un document

Les outils coupants

Les fraises de Ø1 à Ø6 Les outils à graver

Pointe javelot

Foret de Ø0,8 à 3

Fraise2 tailles,

coupe au centre

Outils permettant la réalisation de surfaçages, contournages, rainurages et poches

Conditions de coupe:-Vitesse de broche 6 à 10 000 tours/min en fonction des matériaux

- Avance en mm/s

Arête tranchante

Les outils coupants

Exercices

Question 1 : Qu ’est-ce que la C.F.A.O ?

Question 2 : Citer 3 machines à commande numérique ?

Question 3 : Quels sont les domaines d ’application des machines à commande numérique ?

Question 4 : Quels sont les organes de sécurité sur les machines à commande numérique ?

Question 5 : Qu ’appelle-t-on un cycle d ’usinage ?

Question 6 : Quelles sont les deux parties de la fraiseuse à commande numérique ? Donner la composition de chacune de ces deux parties.

Question 7 : Citer 3 outils coupants utilisés sur la micro-fraiseuse ?

BESANCON - POUILLEY LES VIGNES - SAONE - CHATILLON LE DUC

BESANCON - SAONE - PIERREFONTAINE -

ST-VIT - Notre Dame