La formation se déroule en 3 étapes:

  1. Partie théorique: Comme le reste des formations d’équipement, la formation théorique pour l’usinage CNC est entièrement autodidacte à l’aide de matériel éducatif fournis par PolyFab. La formation proposée se divise en 8 modules décrit ci-bas. Les pages de ce wiki ainsi que les vidéos de formation disponibles servent à vous guider dans votre apprentissage de l’usinage à commande numérique. Le matériel disponible n’est en aucun cas exhaustif. Rappelez-vous que machiniste est un métier qui requiert plusieurs années de formations et d’expériences! Cette formation n’a pour but que de vous fournir les outils de base vous permettant de réaliser votre projet. Il est fortement recommandé de pousser votre apprentissage au-delà du matériel fournis par le PolyFab.
  2. Tests pratiques: Prendre rendez-vous avec l’animateur en charge pour réaliser les tests pratiques afin de vous familiariser avec l’équipement. Les tests pratiques vous permettent de poser des questions et de vous familiariser avec l’équipement. Par contre, si vous n’êtes pas assez préparé, vous pouvez échouer le test. Si vous échouez 2 fois un test pratique, il vous sera impossible d’obtenir l’accréditation. Pour les deux derniers tests pratiques, un fichier 3D vous sera fourni. Vous devrez réaliser la programmation par vous même avec les outils disponibles dans le kit de départ vendu au PolyFab. Vous devrez ensuite réaliser l’usinage de cette pièce en aluminium sous la supervision d’une animateur.
  3. Supervision du premier usinage: Votre premier usinage de projet personnel doit être supervisé par un animateur. Si cet usinage ce déroule bien, vous obtiendriez votre accréditation pour usiner sans supervision.

Pour passer vos tests pratiques, vous devez réserver une formation par l’intermédiaire de notre plateforme Polysafe

Le calendrier de réservation présente les disponibilités des animateurs pour donner la formation et les disponibilités des équipements pour l’usinage. Vous devez avoir complété et réussi les six moodlequiz théoriques avant de pouvoir réaliser les tests pratiques. 

Qu’est-ce que l’usinage

Le principe de l’usinage consiste à enlever de la matière, à partir d’un brute, pour créer la forme désirée. Il existe plusieurs procédés d’usinage, par exemple le découpage, le sciage et le roulage. Par contre, cette formation vise seulement le tournage et le fraisage.

Le tournage

Le tournage est réalisé à l’aide d’un tour. Ce type d’usinage est utile pour obtenir des solides de révolution. Le brute (préférablement des tiges cylindriques) tourne sur lui-même selon la vitesse désirée. L’outil fait un mouvement indépendant en translation, selon deux axes. La combinaison de la rotation et des deux translations forme la pièce.

Voici une vidéo de démonstration du tour utilisé au Polyfab:

Le tour utilisé au Polyfab est un Tormach 15L Slant-Pro.

Le fraisage

Le fraisage est réalisé à l’aide d’une fraiseuse. Le bloc de matériau (le brute) est fixé et c’est un outil de coupe rotatif qui se déplace par rapport à la pièce. L’outil de coupe se déplace selon un minimum de 3 axes (XYZ) ce qui permet de faire une multitude de géométries. Les fraiseuses ayant 4 ou 5 axes sont en mesure de faire tourner la pièce sur elle-même pour augmenter la complexité d’une pièce.

La fraiseuse utilisée au Polyfab a 3 axes de base et on peut ajouter un 4e axe.

Voici une vidéo de la fraiseuse utilisée au Polyfab (Tormach PCNC 1100) en mode 3 axes:

Voici une vidéo de la fraiseuse Tormach PCNC 1100 avec sa 4e axe:

Pour augmenter la complexité des pièces, les fraiseuses, 5 axes sont largement utilisés en entreprise. Le laboratoire d’usinage de Polytechnique utilise notamment ceux-ci. Par contre, Polyfab n’a pas de tel équipement.

Voici une démonstration de fraiseuse 5 axes:

L’usinage conventionnel

L’usinage conventionnel est encore très utilisé de nos jours. C’est l’utilisateur qui contrôle entièrement le parcours de l’outil. Ce type d’usinage est utile pour tourner ou fraiser des pièces qui nécessitent des géométries simples avec des tolérances dimensionnelles moins critiques. L’usinage conventionnel est également une bonne façon d’apprendre, puisque les erreurs sont moins propices. En effet, parce que l’utilisateur contrôle entièrement le parcours d’outils, le risque de collision est réduit. Les machines d’usinage conventionnel sont en général moins dispendieuses que les machines à commande numérique.

L’usinage CNC

L’usinage CNC est maintenant omniprésent dans les procédés de fabrication. Elle permet de fabriquer des géométries extrêmement complexes avec une très grande précision. Le principe des commandes numériques par calculateur (computer numerical control) est de créer un parcours d’outils sur un ordinateur, pour que la machine puisse le suivre. À l’aide d’un programme d’usinage, par exemple Fusion 360, et du fichier 3D de la pièce, l’utilisateur établit les références (zéros), les vitesses de coupe, les outils et les parcours d’outils. Ce processus crée un CAM (Computer-aided manufacturing), qui est en réalité un usinage virtuel. Une fois le CAM terminé, le logiciel crée un Code-g, qui est le langage de la machine. Ce code-g est en fait un langage de programmation qui permet à la machine de faire les actions demandées par l’utilisateur dans son CAM. Bien que les machines d’usinages CNC sont très répandues, ils restent dispendieux et leur utilisation est plus risquée en effet, si l’utilisateur a fait une mauvaise programmation, la machine-outil va tout de même exécuter l’action. Ces erreurs peuvent donc créer des bris importants de machines avant que l’utilisateur puisse réagir. Finalement, les machines-outils CNC sont également très utilisées puisqu’ils permettent de produire des pièces à très haute cadence et en série.

Voici une vidéo qui compare l’usinage CNC et l’usinage conventionnel:

Utilisation sécuritaire de l’équipement

Santé et sécurité

Les machines-outils à commande numérique comportent plusieurs risques, il est donc primordial de respecter les consignes de santé et sécurité.

Les points suivants sont valables pour le tour et la fraiseuse. Le non-respect d’un de ces règlements engendre la révocation du permis d’usinage du Polyfab.

  • Lunettes de sécurités en tout temps
  • Aucun bijou
  • Manches courtes
  • Toujours présent et attentif lors de l’usinage
  • Chaussures de sécurité lors du transport de charge de plus de 10 kg (disponibles au Polyfab)
  • Cheveux attachés
  • Toujours cadenasser l’équipement après l’utilisation

Matériaux

Permis:

  • Acier et acier inoxydable
  • Cuivre
  • Laiton
  • Alliages d’aluminium
  • Mousse
  • Plastiques

Interdits:

  • Bois
  • Fibre de verre
  • Fibre de carbone
  • Kevlar
  • Magnésium
  • Fonte
  • Verre
  • Pierre

Le tour

Vidéo de santé et sécurité sur le tour au Polyfab:

La fraiseuse

Vidéo de santé et sécurité sur la fraiseuse au Polyfab:

Procédure de mise en marche

Aide-mémoire pour le tour et la fraiseuse:

  1. Demander la clé à l’animateur afin de retirer le cadenas du disjoncteur principal ;
  2. Inspecter visuellement la machine afin de repérer un bris potentiel ou autre défectuosité (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 lumière DEL « Computer » s’allumer sur la machine ;
  9. Faire les références en X,Y et Z (X, Z sur le tour) ;
  10. Vous êtes maintenant prêt à usiner.

Il est obligatoire de remplir le logbook d’usinage et d’enlever tous les copeaux après chaque utilisation.

Le tour

Vidéo de mise en marche et de fermeture du tour:

La fraiseuse

Vidéo de mise en marche et de fermeture de la fraiseuse:

Terminologie et organes principaux des machines-outils

Le tour

La CNC

Documents aide-mémoire sur l’usinage

Voici quelques documents sur la base de l’usinage:

Fraisage: manuel de principe de fraisage

Tournage: manuel de principes de tournage

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

OpérationIllustrationDescription

Le fraisage en bout

Le fraisage en bout est l’opération la plus utilisée sur une fraiseuse. Elle consiste à retirer de la matière… avec le bout de la fraise! La fraise ressemble alors beaucoup à un forêt à bout plat. En combinant des déplacements axiaux et radiaux, il est alors possible de créer toute sorte de géométrie. Une routine d’usinage utilisera généralement plus grandeur de fraise différente afin de créer la géométrie finale.

Plonger avec une fraise?

Contrairement au forêt utilisé pour percer, il n’est pas toujours possible de « plonger » dans la pièce à usiner (illustré en (a) ci-contre). La raison derrière ce comportement est que le centre de la fraise peut ou non être muni de surface coupante. L’image de gauche illustre la différence entre un fraise à centre coupant ou non. Une fraise à centre non-coupant ne peut être utilisé dans un mouvement purement axial. Il faudra alors avoir recours à un déplacement combiné (axial et radial) comme une rampe (illustré en (b)) ou encore une hélice (illustré en (c)).

Le fraisage en surface

Le fraisage en surface utilise généralement ou outil beaucoup plus large mais restreint à des profondeurs de coupe peu profondes afin de retirer de la matière sur une grande surface. Ce type d’opération est souvent utilisé au début d’une routine d’usinage afin de ramener la forme brut de la matière à des dimensions connues.

Le perçage

Le perçage est l’opération la plus efficace afin de retirer de la matière en terme de volume de matière retiré par période de temps. Elle consiste en un simple déplacement axial de l’outil. Lors d’une utilisation sur une fraiseuse, l’outil sera en rotation et la pièce fixe mais dans le cas d’une utilisation sur un tour, l’inverse se produira. Plusieurs longueur et diamètre de forêt existe mais leur utilisation en reste la même. Afin de maximiser la qualité du trou produit, on choisira de percer par coupe interrompue (peck drilling) afin de faciliter l’éjection de copeaux à une profondeur de plus de 3 diamètres (D/L>3). Il est typiquement possible de percer avec un forêt standard jusqu’à un ratio diamètre/longueur de 10. Au-delà de ce ratio, de l’équipement spécialisé sera nécessaire.

Forêt à pointer

Un forêt à pointer sert typiquement à augmenter la précision de la position du trou à percer. Ceci est spécialement vrai avec les forêts de plus grand diamètre. Contrairement à la croyance populaire, la pointe d’un forêt n’est pas… pointue mais plutôt plate. Lorsque le forêt entre en contact avec la pièce à usiner, celle-ci a tendance à glisser sur la surface avant de s’enfoncer dans la matière. Ce phénomène cause donc une certaine incertitude sur la position du trou ainsi créé. Le déplacement initial du forêt est d’autant plus exacerbé avec la longueur de l’outil. Ainsi, deux solutions sont disponibles afin de réduire ce déplacement de l’outil:

  1. Réduire la longueur du forêt en utilisant un outil extra-court
  2. Pointer la surface avant de percer

En quoi pointer la surface améliore la position du trou? Un forêt à pointer possède typiquement un angle de pointe de 90° est une très faible longueur Il ne défléchi alors que très peu. Un forêt à percer standard possède un angle de pointe de 118°. Alors lorsque-celui entre en contact avec la matière, il le fait via les surface coupantes plutôt qu’avec la pointe. On évite alors le glissement discuté plus haut!

Forêt à centrer ou à pointer?

Attention de ne pas confondre le forêt à pointer et celui à centrer! Le forêt à centrer possède une pointe de faible diamètre et un angle typiquement de 60°. il est plutôt utilisé sur un tour afin de créer une surface sur laquelle appuyer la pointe de la poupée. Il est aussi possible de l’utiliser comme forêt à centrer mais la courte pointe en fait un outil plus fragile!

Chariotage, dressage et profilage

Ces trois opération consiste à retirer de la matière par l’extérieur (par opposition aux opération de type alésage). L’opération de chariotage retire de la matière sur le rayon tandis que l’opération de dressage en retire sur la face avant. L’opération de profilage consiste à créer un profil complexe et est donc une opération combinant des déplacement radiaux et axiaux. Il est parfois possible d’utiliser un seul et même outil pour effectuer ces trois opérations. La seule limitation est le profile à réaliser qui obstrue parfois l’accès à l’outil de coupe.

Rainurage et tronçonnage

 

 

 

Le rainurage est typique utilisé afin de créer des profiles profond et étroits. L’outil se déplace vers l’axe de rotation de la pièce pour retirer de la matière. Dans certains cas, il est aussi possible d’utiliser un outil à rainurer afin de retirer de la matière avec des déplacements axiaux. ATTENTION: Ce ne sont pas tout les outils à rainurer qui permettent une telle utilisation. Vérifier avant afin de ne pas endommager l’outil! Lorsqu’on couper la pièce à une certaine longueur, un outil à rainurer sera aussi utilisé. En revanche, on parlera alors de tronçonnage plutôt que de rainurage. Conseil d’expérience, il est fortement recommandé de réduire la vitesse de rotation de la pièce avant de retirer les derniers millimètres la rattachant au reste du matériel. Cela évitera qu’elle ne s’envole et s’abîme! 

 

Alésage

 

L’alésage est une opération très similaire au chariotage mais celle-ci s’effectue à l’intérieur de la pièce. L’outil requis afin d’effectuer cette opération est donc très différent! On parlera alors d’une barre à aléser puisque l’outil est très long et en porte-à-faux. Pour cette raison, la profondeur de coupe effectuée est relativement faible puisque l’outil est long et donc sujet à une déflexion et des vibrations.

Il est aussi possible d’aléser sur une fraiseuse à l’aide d’un alésoir ou d’une tète à aléser.

Chanfrein

Un chanfrein est une petite surface oblique utilisée pour joindre ou relier deux autres surfaces. Un chanfrein peut être extérieur ou intérieur, et dépend de deux paramètres a et b (ou une longueur plus un angle) et permet notamment de supprimer une arête vive.

Filetage

 

Tout les filets ne sont pas créés égaux! Il est d’une importance capitale de connaître la géométrie des filets que vous souhaitez usiner (UNC, ACME, NPT, etc). De plus, lors de la programmation, garder en tête que plus la pastille se rapproche de la profondeur finalement, plus l’engagement de l’outil augmentera. La figure illustre ce concept. Cela aura pour effet d’augmenter la frictions sur l’outil résultants en de plus grands efforts de coupe et plus de chaleur. Attention à ne pas briser cette fragile pointe! Plutôt que d’augmenter le nombres de passages de l’outil, il est recommandé de:

  • Réduire la progression de l’outil entre chaque passage
  • Alterner le côté d’avance
  • Donner un angle à l’avance de l’outil.

Vous un article intéressant discutant de ce sujet sur Modern Machine Shop

Caractéristiques des outils de coupe

Fraise

Les fraises, qu’elles soient en bout ou à surfacer, peut-être fondamentalement définie par 3 caractéristiques: diamètre, longueur et nombre de dents. Décortiquons l’effet de ces caractéristiques sur les performances de l’outil

Nombre de dent

Le nombre de dents, ou plutôt de surfaces coupantes de l’outil, affecte directement les performance de l’outil sur deux fronts. Dans un premier temps, un plus faible nombre de dent augmente l’espace disponible entre celles-ci. Cette espace, souvent appelé « flûte », sert comme convoyeur afin d’évacuer les copeaux formés. Dans des cas où un matériau gommant serait usiné, par exemple de l’aluminium ou du plastique, il est recommandé de diminuer le nombre de dents afin d’éviter de remplir les flûtes de l’outil. Ce phénomène, appelé aussi chip welding, empêche l’évacuer adéquate des copeaux et amène donc à une défaillance prématurée de l’outil de coupe.

D’un autre côté, un faible nombre de flûtes dans une fraise impliquera généralement une aire de section réduite. Ainsi la rigidité de l’outil s’en trouvera réduite. On souhaite donc avoir le plus grand nombre de dents afin de maximiser la rigidité de l’outil utilisé. un outil trop souple sera généralement plus prompt à vibrer ou défléchir lors de l’usinage. On observera alors un fini de surface médiocre ou des pièces hors-tolérances.

Le tableau ci-après donne quelques recommandations sur le nombre de dents d’une fraise en fonction du matériau à usiner.

Nombre de dents suggéré
Matériaun
Plastique1-2
Aluminium2-3
Acier4 et +

Dimensions

Il est possible de ramener les dimensions de l’outil en un seul ratio: le facteur de forme (longueur/diamètre). Les outils allongés (facteur de forme > 10) seront beaucoup plus flexible et donc susceptibles à vibrer et fléchir que les outils courts. Il est donc préférable de minimiser la longueur de l’outil afin de d’éviter les désagréments expliqués plus haut. Dans le cas où il n’est pas possible d’utiliser un outil plus court, il faudra alors ajuster les paramètres de coupe. De manière générale, on choisira de réduire la largeur de coupe, réduire la vitesse d’avance, augmenter la vitesse de rotation ou une combinaisons de ces facteurs.

Forme de la tête

On retrouve typiquement 3 formes de tête tel qu’illustré ci-contre soient plate (Flat), sphérique (Ball) et arrondie (Bull nose).

La fraise plate est la plus classique et la plus utilisée. La fraise sphérique est généralement utilisée afin de créer des contours complexes en 3D.On cherchera à utiliser les côtés de la sphère plutôt que le bout puisque la vitesse de rotation y est plus importante. La fraise arrondie est un outil plus robuste que la fraise plate traditionnelle notamment en raison de l’absence de bout pointu et donc fragile. Elle pourra être utilisée de manière plus agressive ou simplement afin d’usiner un arrondi sans avoir recours à une fraise sphérique de petite dimension.

Flutes acérées

Les dents acérées permettent de réduire la taille des copeaux produit. Cela à pour effet de faciliter leur évacuation et de réduire le couple associé. Ce type de fraise laisse un fini de surface médiocre et est donc généralement réservé aux opérations de dégrossissage (roughing).

Outil à point-unique

Les outils typiques utilisés sur un tour sont dits à point-unique. C’est à dire qu’ils n’entrent en contact avec la pièce que sur un seul point. On pourrait aussi dire qu’ils n’ont qu’une seule « dent ». La seule exception à cette règle est l’utilisation de forêts qui eux ont deux surfaces de coupe. Celle-ci est présentée dans la sectio nsur la fraiseuse mais le concept reste le même. Les sections suivantes illustrent les différentes opérations classiquement effectuées sur un tour.

Matériaux et revêtements

Matériaux d’outils

Voici un tableau résumant les caractéristiques des matériaux d’outils les plus communs. Il existe plusieurs autres matériaux d’outils, par contre ils sont utilisés pour des matériaux exotiques ou très abrasifs qui ne sont pas permis au Polyfab.

Avantages et inconvénients des différents matériaux d’outil
MatériauAvantagesInconvénients
Acier Rapide (HSS)
  • Coût
  • Résilience aux impacts
  • Affûtage possible
  • Vitesse de coupe limitée
  • Durée de vie plus faible
Acier au cobalt
  • Similaire à HSS
  • Résistance à l’abrasion accrue
  • Résitance en température accrue
  • Plus dispendieux que le HSS régulier
  • Application particulière (titane, acier inoxydable, fonte)
Carbure
  • Vitesse de coupe élevée
  • Longue durée
  • Duretée
  • Coût
  • Faible résilience aux impacts

Revêtements

Voici un tableau résumant les caractéristiques des principaux revêtements d’outils:

RevêtementAvantageApplicationCouleur

Brunissage

(Black oxide)

 Application généraleNoir
TiN Alliages fereeuxDoré
AlTin Alliages dur et exotiquesGris Foncé

Porte outil

  • Porte outil à vis (A)
  • Porte outil à collet (B)
  • Mandrin  (C)

Vidéos Suggérés

Références

[1] Churchill, W., & Roosevelt, P. (1941). Basic Definitions and Cutting Tool Geometry , Single Point Cutting Tools. URL

[2] Vidéo sur les outils de coupe par la compagnie Tormach

Paramètres de coupe

Les bons paramètres de coupe sont primordiaux pour obtenir une pièce de qualité. Si ceux-ci sont trop agressifs, vous risquez de briser votre outil, votre pièce ou bien la machine. À l’inverse, si les paramètres sont trop conservateurs, l’usinage sera très long. Ainsi, il est très important d’obtenir un juste milieu. Ce module vous aidera donc à obtenir des paramètres de coupe appropriés en couvrant les points suivants:

  • Vitesse d’avance
  • Vitesse de rotation
  • Épaisseur de passe
  • Épaisseur de copeaux
  • Force de la machine
  • Parcours d’outils
  • Vibrations et bruits

Vitesses d’avance et de rotation

La vidéo suivante est utile pour calculer les vitesses de rotation et d’avance, selon le matériau à usiner, le type d’outil et l’opération d’usinage. Il concerne autant le tour que la fraiseuse.

Voici un autre vidéo d’introduction aux vitesses de coupe:

La fraiseuse

  • Vitesse de rotation

Formule pour obtenir le RPM selon le diamètre de l’outil et la vitesse linéaire (SFM) recommandé par le fabricant:

 

où  est la vitesse de rotation de l’outil (RPM),  la vitesse de coupe (pieds/min) et   le diamètre de l’outil (pouce).

  • Vitesse d’avance

Formule pour obtenir l’avance en fonction du nombre de dents de l’outil, de la vitesse de rotation et de la vitesse d’avance par dent recommandé par le fabricant:

 

  est la vitesse d’avance (pouce/min), la vitesse d’avance par dent (pouce/dent),  la vitesse de rotation (RPM) et le nombre de dent de l’outil.

Voici les paramètres de coupe recommandés pour les outils de votre ensemble d’usinage:

À venir

Le tour

Puisque le RPM dépend du diamètre de la pièce à usiner et que celui-ci varie selon l’étape de tournage, on entre directement la vitesse linéaire (SFM) dans le programme d’usinage. Ainsi, le RPM variera entre chaque passe de l’outil.

Pour ce qui est de l’avance de l’outil, on l’exprime en avance par révolution (po/rev.). Comme mentionné plus haut, le RPM est variable sur un tour, ainsi on doit donner l’avance par révolution dans le programme d’usinage.

Voici les paramètres de coupe recommandés pour les outils de l’ensemble d’usinage:

À venir

Épaisseur de passe et de copeaux, puissance et couple

Pour déterminer si les paramètres de coupe sont appropriés pour la machine, il est impératif de vérifier l’épaisseur de passe et de copeaux ainsi que la puissance et le couple nécessaire à l’usinage.


La vidéo suivante vous introduit à ces notions:

Pour obtenir les meilleurs paramètres possible, vous avez accès au logiciel G Wizard au Polyfab. Voici un tutoriel sur ce logiciel:

Spécifications techniques

Le tour

Voici les spécifications techniques du tour:

  • Puissance maximale: 3HP

NE PAS DÉPASSER 1,5 HP

  • RPM maximale: 3500

NE PAS DÉPASSER 2000 RPM LORSQUE LE MANDRIN EST INSTALLÉ

  • Avance maximale en X: 60 pouces/min.
  • Avance maximale en Z: 60 pouces/min.

La fraiseuse

  • Puissance maximale: 1,5HP

NE PAS DÉPASSER 0,75 HP

  • RPM HI range: 250 à 5140
  • RPM LO range: 100 à 2000
  • Couple HI range: 1,50 à 3,50 lbf-ft
  • Couple LO range: 4,00 à 9,00 lbf-ft
  • Avance maximale en X: 110 pouces/min.
  • Avance maximale en Y: 110 pouces/min.
  • Avance maximale en Z: 90 pouces/min.

Engagements

Fraiseuse

Sur la fraiseuse, il existe deux principaux types d’usinage: Le HEM (High Efficiency Milling) et le conventionnel. Voici donc un résumé de ceux-ci.

 

 

 

 

Avantages et inconvénients des différents parcours d’outils
ParcoursAvantagesInconvénients
HEM
  • Réduit les vibrations
  • Meilleure dissipation de la chaleur
  • Réduit l’usure des dents
  • Réduit la déflexion d’outil
  • Nécessite un contrôleur évolué
  • beaucoup d’accélération et de décélération
  • Le mouvement trochoïdale peut faire perdre du temps puisque l’outil ne coupe pas toujours de matière
Conventionnel
  • L’outil coupe toujours de la matière
  • Vitesse d’avance constante
  • Usure localisée sur le bout de l’outil
  • Chaleur localisée sur le bout de l’outil

Vibrations et bruits

De bons paramètres de coupe acompagés d’un bon montage ne devraient pas produire de vibrations ou de bruits désagréables. Voici donc une vidéo pour vous aider à éviter ces phénomèmes:

Vibrations et bruits

De bons paramètres de coupe acompagés d’un bon montage ne devraient pas produire de vibrations ou de bruits désagréables. Voici donc une vidéo pour vous aider à éviter ces phénomèmes:

 
 

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

 
Exemple de différentes longueurs d’outils

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.

Voici la technique avec les outils électroniques:

Tour

Voici la technique sur le tour:

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

(page en construction)

Contenu du module

  • Les différents montages
  • Limitation de l’espace de travail
  • Outils inspection (palpeur, linear gage, etc)
  • Tour bar feeder et collets
  • Collet block fraiseuse
  • Longueur critique tour (3D)

Montage sur une fraiseuse

Montage sur un tour

 
 

 

Introduction

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.

La vidéo suivante est une introduction au code-g:

Structure d’une routine en code G

Commandes

Commandes non-modales

Commandes modales

Cycles de perçage

Références

Liste de codes acceptés par Pathpilot :Liste de codes supportés par PathPilot