Atelier de fabrication communautaire
de Polytechnique Montréal

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Formation CNC

De PolyFab Normand Brais
Révision datée du 7 août 2017 à 16:24 par Bellyson (discussion | contributions)
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Réponses aux questions courantes:

  • Qu'est-ce que l'usinage à commande numérique?
L'usinage à commande numérique comprend toute surte d'équipement tel les fraiseuses, tours, découpe à plasma, laser et jet d'eau ainsi qu'une panoplies d'autre équipement. Cette catvégorie englobe toute machine d'usine où un programme automatisé effectue l'usinage d'une pièce plutôt qu'un opérateur. Ce genre d'opération permet la réalisation de géométries plus complexes.
  • Quel type de projet puis-je réaliser avec l'équipement disponible à PolyFab?
PolyFab possède un tour (Tormach Slant-Pro Lathe) et une fraiseuse 3-axes (Tormach PCNC 1100). Le site du manufacturier vous renseignera sur les dimensions et la puissance des machines.
  • Combien de temps dois-je prévoir pour apprendre à réaliser mon projet?
Tout dépend dela compléxité du projet à réaliser. Pour des étudiants n'ayant jamais usiner à l'aide de machine outil auparavant, vous devez prévoir au minimum 20h de familiarisation avec les méthodes d'usinage, la programmation et l'utilisation de la machine. Pour des étudiants familier avec l'usinage (par exemple, ceux ayant fait de l'usinage lors d'une technique au CÉGEP), vous devez prévoir environ 5h pour vous familiariser avec l'équipement.
  • Dois-je apporter mes propres outils?
PolyFab fourni l'outillage de base tel fraise en bout (principalement HSS mais quelques outils en carbure) ainsi que les outils de tour de base. Vous devrez apporter vos outils spécialisés si requis ou encore adapter votre projet. Passer nous voir pour connaître notre inventaire!
  • Quel matériaux puis-je usiner?
Les machines disponibles sont capable d'usiner le plastique, l'aluminium ou les acier doux sans problèmes. Pour des matériaux plus exotique tel le titane, il est possible de les usiner mais vous devrez vous armer de patience!

Introduction à l'outillage

Fraiseuse

Tour

Vidéo Tormach: Outillage tour

Introduction à la commande numérique

Le code G

Afin de simplifier l'effort de programmation, un langage spécial existe pour la commande de robot. Ce code, appelé code-G, consiste en une série de commande et de paramètre indiquant les déplacements que la machine doit effectuer. Ce code prend son nom des commandes qui le constitue: elles commencent majoritairement pas la lettre G. Par exemple, une commande de déplacement linéaire est G01.

Référence:Liste de codes supportés par PathPilot

Système de coordonnées

Chaque machine d'usinage ;a commande numérique possède une origine de ses axes de déplacements: souvent appelé "zéro machine". Or il serait très peu pratique de créer une routine en utilisant ce point. Il faudrait connaitre la position exacte de la pièce à usiner dans la machine et le code ne pourrait pas être réutiliser dans une machine différente! On a plutôt recourt à un système de coordonnée local. En fait même, lors de technique avancée d'usinage, on pourra avoir recours à plus d'un système de coordonnées. Ces systèmes de coordonnées sont appelé "Work Coordinate Systems" (WCS) ou système de coordonnées de la pièce. Il sont activé au moyen des commandes G54, G55, G56, etc. La position de l'origine du système localpar rapport à la pièce est au choix de l'utilisateur. Il sera sélectionner lors de la programmation de la routine d'usinage.

Example de différentes longueurs d'outils

Le code sera écrit en prend toujour en considération que les coordonnées fournies sont celle du bout de l'outil. Par contre, la longueurs des différents outils utilisés dans une routine n'est pas constante. Il faut donc compenser en fonction des différentes longueurs d'outils utilisés. Pour ce faire, le controlleur incorpore une table où la longueur des outils utilisés est répertoriée. Il est donc primordial de s'assurer que les numéros d'outils dans le g-code corresponde à la bonne longueur dans le tableau d'outillage. Une mauvaise longueur pourrait causer un bris de l'outil utilisé voir la mort de l'opérateur!


Le vidéo de Tormach suivant élabore un peu plus sur le sujet:

Le vidéo suivant explique différentes méthodes afin de calibrer les longueurs d'outils.

Introduction aux machines Tormach

Procédure de mise en marche

  1. Demander la clée à l'animateur afin de retirer le cadenas du disjoncteur principal
  2. Inspecter visuellement la machine afin de repérer tout bris potentiel ou autres défectuosités (huile au sol, panneau de maintenance ouvert, etc)
  3. Retirer le cadenas du disjoncteur principal et tourner celui-ci sur la position "On"
  4. Dans le cas du tour, l'ordinateur démarrera automatiquement. Pour la fraiseuse, simplement mettre en marche l'ordinateur à l'aide de l'interrupteur "Computer" situé sur le panneau intérieur de la machine
  5. Attendre le démarrage complet de l'interface PathPilot
  6. Désenclencher les deux boutons d'arrêt d'urgence de la machine
  7. Appuyer sur le bouton vert de démarrage de la machine
  8. Appuyer sur le bouton "Reset" dans l'interface PathPilot afin de connecter le contrôleur et la machine. Vous devriez voir la DEL "Computer" s'illumer sur la machine.
  9. Vous êtes maintenant prêt à usiner

Procédure complète pour débuter un programme d'usinage

Les premières étapes avant de lancer un programme :

  1. Décadenassé le breaker et l’allumé et allumer la tension sur le 110V au-dessus du bâti;
  2. Réarmé tous les E-stop (intérieur de l’enclos et extérieur);
  3. Mettre la machine à ON avec le start button (bouton vert dans l’enclos);
  4. Attendre que l’ordinateur allume et boot le OS;
  5. Faire le Reset et vérifier que l’ordinateur communique avec la machine en vérifiant le témoin « computer » sur le panel de la machine;
  6. Faire la référence X, Y et Z avec les bouton « REF X », « REF Y » et « REF Z » sur le MAIN tab de l’ordinateur;
  7. Fixer le Brut;
  8. Vérifier que le spindle lockout est désactivé;
  9. Installer le probe dans la broche, connecter le fil dans le port accessoire et indiquer le Tool 99 dans le MAIN de l’ordinateur;
  10. S’assurer d’indiquer que le passive probe est sélectionné dans le menu settings et s’assurer que le feedrate est en dessous de 10
  11. Déplacer l’outil afin d’être près de la surface de référence (1 cm) et faire le zéro en X et en Y à l’aide des boutons "probe and set work offset" dans l’onglet Probe;
  12. Remonter la broche et désinstaller le probe (n’oubliant pas de le débrancher). Il est important de faire attention au probe, car c’est un instrument de précision très fragile et sensible;
  13. Charger le programme dans le MAIN de l’ordinateur et vérifier le numéro des outils ainsi que leur description. Il est aussi fortement recommandé de s’assurer que le programme est correct et sans erreurs à ce point-ci;
  14. Installer le senseur de offset (ETS) sur la surface de référence en Z et le brancher dans le port accessoire;
  15. S’assurer de sélectionner le tool setter dans l’onglet settings;
  16. Indiquer que le Tool 0 (broche vide) est installer dans le MAIN de l’ordinateur;
  17. Faire le Z0 avec la broche vide (T0) dans l’onglet OFFSET, sous-onglet WORK, dans l’ordinateur (déplacer la broche pour qu’elle soit à environ 1 cm du senseur et décentré);
  18. Faire le Z0 avec chacun des outils en s’assurant de changer le numéro de l’outil dans le MAIN de l’ordinateur et d’indiquer une description de l’outil ainsi que son diamètre dans l’onglet TOOL du l’ordinateur;
  19. Vérifier manuellement l’origine en Z en installant un des outils (n'oubliez pas d'indiquer le bon tool number dans le MAIN) et le déplaçant à Z0 loin de la pièce et des éléments de fixation. Cette étape est cruciale pour s’assurer que l’usinage procédera sans collision en mouvement rapide IMPORTANT : On ne doit jamais faire de déplacement rapide (G0) pour l’origine en Z;
  20. Vérifier manuellement l’origine en X et en Y en déplaçant l’outil près de l’origine (XY) au dessus de la pièce. Cette étape est cruciale pour s’assurer que l’usinage procédera sans collision en mouvement rapide IMPORTANT : On doit faire très attention lorsqu’on commande un déplacement rapide (G0) pour l’origine en X ou en Y afin d’éviter une collision ;
  21. Insérer le premier outil utilisé dans le programme;
  22. Ajuster le nozzle de coolant pour être certain que le jet de fluide touche l’outil et testé la position en faisant coulé un peu de fluide avec le bouton coolant du MAIN;
  23. Appuyer sur cycle start et rester alerte afin de réduire le max velocity ou faire un E-stop si le programme ne semble pas fonctionner ou s’enligner pour une collision;
  24. Il faut être prêt à réduire/augmenter le feed ou le rpm afin d’optimiser l’effort de coupe de l’outil.


Procédure d'arrêt

  1. Appuyer sur le bouton d'arrêt d'urgence afin de mettre l'appareil hors tension
  2. Nettoyer de fond en comble l'intérieur de la machine. Ce doit être plus propre à votre départ qu'à votre arrivée!
  3. Éteindre le controlleur à l'aide du bouton "Exit"
  4. Mettre hors tension le disjonteur principal
  5. Cadenasser le disjonteur

Points important lors de l'usinage

  1. Garder un œil sur l’unité de lubrification des slides afin de s’assurer que l’alimentation en huile est fonctionnel et suffisante
  2. Rester alerte à l’écoulement de coolant sur l’outil. Si jamais il en manque dans le réservoir, il faut préparer un sceau en diluant du fluide concentré à 1 :20 dans de l’eau, puis verser le tout dans le drain de l’habitacle de la machine. Il se peut aussi que le retour de coolant soit bloquer dans le « chip tray » pour vérifier cela, il faut vérifier l’écoulement du coolant depuis le chiptray vers le réservoir. L’assemblage se trouve derrière la porte qui est en bas du bâti à gauche ( côté X négatif). Il suffit de vérifier avec le doigt s’il y a blocage du drain.

Points importants lors d'un changement d'outil

Lors de changement d’outils :

  1. Il est important d’attendre que la CNC finisse le mouvement du G30 et affiche le message de changer l’outil sur l’écran MAIN de l’ordinateur
  2. Ouvrir les portes et changer l’outil en vérifiant de bien mettre l’outil indiqué à l’écran
  3. Peser sur Cycle Start deux fois pour démarrer la prochaine opération
  4. Rester alerte afin de réduire le max velocity ou faire un E-stop si le programme ne semble pas fonctionner
  5. Il faut être prêt à réduire/augment le feed ou le rpm afin d’optimiser l’effort de coupe de l’outil.


Systèmes de coordonnées machine, travail et longueur d'outil

Interface PathPilot

Introduction à PathPilot

Écran Principal

Écran principal de l'interface PathPilot
1. Contrôle de routine
Cycle Start: Démarre la routine sélectionnée
Single Block
Feedhold
Coolant
M01 Break
Stop
Reset
2. Coordonnées et Paramètres
3. Contrôle Manuel
4. Affichage de la routine sélectionnée
5. Routine sélectionnée
6. Entrée de commandes manuelles

Aides Mémoire et Procédures

Tormach ETS Toolsetter

  1. Dans l'onglet "Settings" de PathPilot, sélectionner le bon type d'accessoire, dans ce cas-ci, "Tormach ETS"
  2. Brancher l'accessoire dans le port prévu à cet effet. Celui-ci se trouve sur le panneau à l'intérieur de la cabine.
  3. Déposer doucement l'accessoire sur une surface propre et plate.
  4. Lorsque vous avez terminer, ranger l'outil dans son coffret. NE PAS LE LAISSER TRAÎNER.

Pour configurer le zéro de l'axe z

  1. Sélectionner l'outil "0" et valider le changement d'outils
  2. Inscrire une vitesse d'avance d'environ 20in/min
  3. Position la broche (vide, sans outil) au dessus de l'accessoire.
  4. Dans l'onglet "Offsets", sous "Work" sélection "Move and set Z axis"

Pour configurer les longueurs d'outils

  1. Installer l'accessoire sur le plan z zéro. Configurer celui-ci avec la procédure dans le paragraphe précédant au besoin.
  2. Installer l'outil à configurer dans la broche
  3. Sélectioner le numéro d'outil associé et confirmer le changement d'outil
  4. Dans l'onglet "Offsets", sous "Tools", sélectionner "Move and set tool length".

Passive Probe

  1. Dans l'onglet "Settings" de PathPilot, sélectionner le bon type d'accessoire, dans ce cas-ci, "Passive Probe"
  2. Brancher l'accessoire dans le port prévu à cet effet. Celui-ci se trouve sur le panneau à l'intérieur de la cabine.
  3. Installer l'accessoire dans la broche.
  4. Inscrire une vitesse d'avance d'au plus 20 in/min
  5. Sélectionner l'outil 99 et valider le changement d'outil
  6. Vérifier que la longueur d'outil est dans la bonne plage de valeur. Si jamais la longueur de l'outil n'est pas bonne, avertir un responsable. Celui-ci vous guidera dans la procédure à suivre.
  7. Sélectionner l'onglet "Probe" puis trouver la routine souhaitée.
  8. Positionner la sonde tel qu'indiqué sur l'image correspondant à la routine souhaitée

Document aide-mémoire sur l'usinage

Fraisage: manuel de principe de fraisage

Tournage: manuel de principes de tournage

Référence d'entraînement pour machiniste en anglais: Virtual machine shop