Dans cette quatrième section, nous allons aborder les systèmes de coordonnées de la machine et des pièces à usiner.
Introduction
Chaque machine d’usinage à commande numérique possède une origine, 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 dans la machine, de plus le code ne pourrait pas être réutilisé dans un montage différent! On a plutôt recourt à un système de coordonnée local, qui permet d’avoir un zéro directement sur la pièce. En fait, lors de techniques avancées 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 local par rapport à la pièce est au choix de l’utilisateur. Il sera sélectionné lors de la programmation de la routine d’usinage.
Voici la vidéo d’introduction à l’usinage CNC:
Système de coordonnées
Les axes de la machine sont en fonction du déplacement de l’outil. Dans la fraiseuse, l’outil se déplace de haut en bas (axe Z) mais est fixe pour les axes X et Y. C’est le plateau qui se déplace en X et Y. Par contre, pour le positionnement, il faut s’imaginer que le plateau est fixe et que c’est l’outil qui bouge. Ainsi, lorsque l’outil monte, il se déplace en Z positif. Lorsque le plateau avance vers l’avant de la machine, le déplacement relatif de l’outil correspond au Y positif (vers l’arrière de la machine). Lorsque le plateau se déplace vers la gauche de la machine, le déplacement relatif de l’outil correspond au X positif (vers la droite de la machine).
Dans le tour, l’axe Z correspond à l’axe de la pièce (de la broche) et l’axe X correspond au diamètre [D] de la pièce. Ainsi, si l’outil est à 2 pouces de l’axe de la broche (rayon [R] de la pièce ), sa position en X correspondra à 4 pouces (D=2*R).
Zéro Machine
Lorsque vous ouvrez le tour ou la fraiseuse, vous devez cliquer sur REF Z, REF X et REF Y (voir figure ci-dessous). Le plateau ou l’outil se déplace ensuite a ces références. Ceux-ci correspondent au zéro machine, c’est le zéro absolu. À partir de ce zéro absolu, la machine peut se positionner dans l’espace. Comme mentionné plus haut, il serait possible possible d’usiner à partir du zéro machine, par contre ce n’est pas une pratique courante. En effet, il est très difficile de calculer précisément la pièce par rapport au zéro machine.
Longueur d'outil
Lors de l’usinage, les coordonnées correspondent à la position du bout de l’outil. Par contre, plusieurs outils de longueurs différentes sont utilisés dans un même programme d’usinage. Il faut donc compenser en fonction des différentes longueurs d’outils utilisés. Pour ce faire, le contrôleur incorpore une table où la longueur des outils utilisés est répertoriée selon leur numéro. Il est donc primordial de s’assurer que les numéros d’outils dans le programme correspondent à la bonne longueur dans le tableau d’outillage. Une mauvaise longueur d’outil est une des principales causes de collisions !
Zéro pièce
Le zéro pièce correspond à une position (souvent un coin) sur la pièce ou l’on veut positionner l’origine. Ainsi, à partir de cette position les coordonnées du bout de l’outil seront (0,0,0) et tous les déplacements auront ce point comme référence. De plus, puisque les longueurs d’outils sont spécifiées, le contrôleur va automatiquement ajuster la position de l’embout de l’outil. On a donc un seul zéro pour plusieurs outils. L’emplacement du zéro pièce est déterminé par la personne qui crée le programme d’usinage. Il faut donc entrer les bonnes dimensions du bloc à usiner ainsi que la direction des axes dans le logiciel de CAM. Le sens et la direction des axes dans la fraiseuse et le tour ne peuvent pas être modifiés ! Il faut donc positionner nous-même les axes dans le programme d’usinage selon les axes de la machine.
Voici un exemple de zéro dans un logiciel d’usinage (Fusion 360) ainsi que sa position sur la pièce réelle dans la fraiseuse:
Il existe plusieurs techniques pour faire un zéro sur la fraiseuse ou le tour. Voici les principales:
Fraiseuse
Le vidéo suivant présente la technique pour faire un zéro sur la fraiseuse, de façon traditionnelle. C’est la technique à utiliser au Polyfab lors de la formation.
Tour
Voici la technique sur le tour:
Aides Mémoire et Procédures
Tormach ETS Toolsetter
- Dans l’onglet « Settings » de PathPilot, sélectionner le bon type d’accessoire, dans ce cas-ci, « Tormach ETS »
- Brancher l’accessoire dans le port prévu à cet effet. Celui-ci se trouve sur le panneau à l’intérieur de la cabine.
- Déposer doucement l’accessoire sur une surface propre et plate.
- Lorsque vous avez terminer, ranger l’outil dans son coffret. NE PAS LE LAISSER TRAÎNER.
Pour configurer le zéro de l’axe z
- Sélectionner l’outil « 0 » et valider le changement d’outils
- Inscrire une vitesse d’avance d’environ 20in/min
- Position la broche (vide, sans outil) au dessus de l’accessoire.
- Dans l’onglet « Offsets », sous « Work » sélection « Move and set Z axis »
Pour configurer les longueurs d’outils
- Installer l’accessoire sur le plan z zéro. Configurer celui-ci avec la procédure dans le paragraphe précédant au besoin.
- Installer l’outil à configurer dans la broche
- Sélectioner le numéro d’outil associé et confirmer le changement d’outil
- Dans l’onglet « Offsets », sous « Tools », sélectionner « Move and set tool length ».
Passive Probe
- Dans l’onglet « Settings » de PathPilot, sélectionner le bon type d’accessoire, dans ce cas-ci, « Passive Probe »
- Brancher l’accessoire dans le port prévu à cet effet. Celui-ci se trouve sur le panneau à l’intérieur de la cabine.
- Installer l’accessoire dans la broche.
- Inscrire une vitesse d’avance d’au plus 20 in/min
- Sélectionner l’outil 99 et valider le changement d’outil
- 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.
- Sélectionner l’onglet « Probe » puis trouver la routine souhaitée.
- Positionner la sonde tel qu’indiqué sur l’image correspondant à la routine souhaitée
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