L'usinage CNC est un processus de fabrication dans lequel un logiciel informatique préprogrammé dicte le mouvement des outils et des machines d'usine.Le processus peut être utilisé pour contrôler une gamme de machines complexes, des meuleuses et tours aux fraiseuses et défonceuses.Avec l'usinage CNC, les tâches de coupe en trois dimensions peuvent être accomplies en un seul ensemble d'invites.
Abréviation de "commande numérique par ordinateur", le processus CNC va à l'encontre - et donc remplace - les limites de la commande manuelle, où des opérateurs en direct sont nécessaires pour demander et guider les commandes des outils d'usinage via des leviers, des boutons et des roues.Pour le spectateur, un système CNC peut ressembler à un ensemble régulier de composants informatiques, mais les logiciels et les consoles utilisés dans l'usinage CNC le distinguent de toutes les autres formes de calcul.
Comment fonctionne l'usinage CNC ?
Lorsqu'un système CNC est activé, les coupes souhaitées sont programmées dans le logiciel et dictées aux outils et machines correspondants, qui effectuent les tâches dimensionnelles spécifiées, un peu comme un robot.
Dans la programmation CNC, le générateur de code dans le système numérique supposera souvent que les mécanismes sont sans défaut, malgré la possibilité d'erreurs, ce qui est plus important chaque fois qu'une machine CNC est dirigée pour couper dans plus d'une direction simultanément.Le placement d'un outil dans un système de commande numérique est décrit par une série d'entrées appelées programme de pièce.
Avec une machine à commande numérique, les programmes sont entrés via des cartes perforées.En revanche, les programmes des machines CNC sont transmis aux ordinateurs via de petits claviers.La programmation CNC est conservée dans la mémoire d'un ordinateur.Le code lui-même est écrit et édité par des programmeurs.Par conséquent, les systèmes CNC offrent une capacité de calcul beaucoup plus étendue.Mieux encore, les systèmes CNC ne sont en aucun cas statiques, car de nouvelles invites peuvent être ajoutées aux programmes préexistants via un code révisé.
PROGRAMMATION DES MACHINES CNC
Dans la CNC, les machines sont actionnées via une commande numérique, dans laquelle un programme logiciel est désigné pour contrôler un objet.Le langage derrière l'usinage CNC est alternativement appelé code G, et il est écrit pour contrôler les différents comportements d'une machine correspondante, tels que la vitesse, l'avance et la coordination.
Fondamentalement, l'usinage CNC permet de préprogrammer la vitesse et la position des fonctions de la machine-outil et de les exécuter via un logiciel dans des cycles répétitifs et prévisibles, le tout avec une faible implication des opérateurs humains.En raison de ces capacités, le processus a été adopté dans tous les coins du secteur manufacturier et est particulièrement vital dans les domaines de la production de métal et de plastique.
Pour commencer, un dessin CAO 2D ou 3D est conçu, qui est ensuite traduit en code informatique pour que le système CNC s'exécute.Une fois le programme entré, l'opérateur lui donne un essai pour s'assurer qu'aucune erreur n'est présente dans le codage.
Systèmes d'usinage en boucle ouverte/fermée
Le contrôle de position est déterminé par un système en boucle ouverte ou en boucle fermée.Avec le premier, la signalisation fonctionne dans une seule direction entre le contrôleur et le moteur.Avec un système en boucle fermée, le contrôleur est capable de recevoir une rétroaction, ce qui rend possible la correction des erreurs.Ainsi, un système en boucle fermée peut rectifier les irrégularités de vitesse et de position.
Dans l'usinage CNC, le mouvement est généralement dirigé sur les axes X et Y.L'outil, à son tour, est positionné et guidé via des moteurs pas à pas ou des servomoteurs, qui reproduisent les mouvements exacts déterminés par le code G.Si la force et la vitesse sont minimales, le processus peut être exécuté via un contrôle en boucle ouverte.Pour tout le reste, un contrôle en boucle fermée est nécessaire pour assurer la vitesse, la cohérence et la précision requises pour les applications industrielles, telles que la métallurgie.
L'usinage CNC est entièrement automatisé
Dans les protocoles CNC d'aujourd'hui, la production de pièces via un logiciel préprogrammé est en grande partie automatisée.Les dimensions d'une pièce donnée sont mises en place avec un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO), puis converties en un produit fini réel avec un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO).
Toute pièce à usiner donnée peut nécessiter une variété de machines-outils, telles que des perceuses et des fraises.Afin de répondre à ces besoins, de nombreuses machines d'aujourd'hui combinent plusieurs fonctions différentes dans une seule cellule.Alternativement, une installation peut être composée de plusieurs machines et d'un ensemble de mains robotiques qui transfèrent des pièces d'une application à une autre, mais avec tout contrôlé par le même programme.Quelle que soit la configuration, le processus CNC permet une cohérence dans la production de pièces qu'il serait difficile, voire impossible, de reproduire manuellement.
LES DIFFÉRENTS TYPES DE MACHINES CNC
Les premières machines à commande numérique datent des années 1940, lorsque des moteurs ont été utilisés pour la première fois pour contrôler le mouvement d'outils préexistants.Au fur et à mesure que les technologies progressaient, les mécanismes ont été améliorés avec des ordinateurs analogiques, et finalement avec des ordinateurs numériques, ce qui a conduit à l'essor de l'usinage CNC.
La grande majorité des arsenaux CNC d'aujourd'hui sont entièrement électroniques.Certains des processus CNC les plus courants comprennent le soudage par ultrasons, le poinçonnage et la découpe au laser.Les machines les plus fréquemment utilisées dans les systèmes CNC sont les suivantes :
Fraiseuses CNC
Les fraiseuses CNC sont capables de fonctionner sur des programmes composés d'invites basées sur des chiffres et des lettres, qui guident les pièces sur différentes distances.La programmation utilisée pour une machine de fraisage peut être basée sur le code G ou sur un langage unique développé par une équipe de fabrication.Les fraiseuses de base consistent en un système à trois axes (X, Y et Z), bien que la plupart des fraiseuses plus récentes puissent accueillir trois axes supplémentaires.
Tours
Dans les machines de tour, les pièces sont coupées dans une direction circulaire avec des outils indexables.Grâce à la technologie CNC, les coupes utilisées par les tours sont effectuées avec précision et à grande vitesse.Les tours CNC sont utilisés pour produire des conceptions complexes qui ne seraient pas possibles sur les versions manuelles de la machine.Dans l'ensemble, les fonctions de contrôle des fraiseuses et des tours à commande numérique sont similaires.Comme pour les premiers, les tours peuvent être dirigés par un code G ou un code propriétaire unique.Cependant, la plupart des tours CNC se composent de deux axes - X et Z.
Découpeurs au plasma
Dans un découpeur au plasma, le matériau est coupé avec une torche à plasma.Le procédé s'applique avant tout aux matériaux métalliques mais peut également être employé sur d'autres surfaces.Afin de produire la vitesse et la chaleur nécessaires pour couper le métal, le plasma est généré par une combinaison de gaz d'air comprimé et d'arcs électriques.
Machines à décharge électrique
L'usinage par décharge électrique (EDM) - alternativement appelé usinage par enfonçage et usinage par étincelles - est un processus qui moule des pièces dans des formes particulières avec des étincelles électriques.Avec l'EDM, des décharges de courant se produisent entre deux électrodes, ce qui supprime des sections d'une pièce à usiner donnée.
Lorsque l'espace entre les électrodes devient plus petit, le champ électrique devient plus intense et donc plus fort que le diélectrique.Cela permet à un courant de passer entre les deux électrodes.Par conséquent, des parties d'une pièce à usiner sont retirées par chaque électrode.Les sous-types d'EDM comprennent :
● Fil EDM, où l'électroérosion est utilisée pour enlever des parties d'un matériau électroniquement conducteur.
● EDM par enfonçage, où une électrode et une pièce sont trempées dans un fluide diélectrique dans le but de former la pièce.
Dans un processus connu sous le nom de rinçage, les débris de chaque pièce finie sont emportés par un diélectrique liquide, qui apparaît une fois que le courant entre les deux électrodes s'est arrêté et est destiné à éliminer toute autre charge électrique.
Découpeurs au jet d'eau
Dans l'usinage CNC, les jets d'eau sont des outils qui coupent des matériaux durs, tels que le granit et le métal, avec des applications d'eau à haute pression.Dans certains cas, l'eau est mélangée avec du sable ou une autre substance abrasive forte.Les pièces de machines d'usine sont souvent façonnées par ce processus.
Les jets d'eau sont utilisés comme alternative plus froide pour les matériaux qui ne peuvent pas supporter les processus à forte intensité de chaleur des autres machines CNC.En tant que tels, les jets d'eau sont utilisés dans une gamme de secteurs, tels que l'aérospatiale et les industries minières, où le processus est puissant pour la sculpture et la découpe, entre autres fonctions.Les découpeuses à jet d'eau sont également utilisées pour les applications qui nécessitent des coupes très complexes dans le matériau, car le manque de chaleur empêche toute modification des propriétés intrinsèques des matériaux pouvant résulter de la découpe métal sur métal.
LES DIFFÉRENTS TYPES DE MACHINES CNC
Comme l'ont montré de nombreuses démonstrations vidéo de machines CNC, le système est utilisé pour effectuer des découpes très détaillées de pièces métalliques pour les produits de quincaillerie industrielle.En plus des machines susmentionnées, d'autres outils et composants utilisés dans les systèmes CNC comprennent :
● Machines à broder
● Défonceuses à bois
● Poinçonneuses à tourelle
● Machines à plier les fils
● Coupe-mousse
● Découpeurs laser
● Rectifieuses cylindriques
● Imprimantes 3D
● Coupe-verre
Lorsque des coupes compliquées doivent être effectuées à différents niveaux et angles sur une pièce, tout peut être effectué en quelques minutes sur une machine CNC.Tant que la machine est programmée avec le bon code, les fonctions de la machine exécuteront les étapes dictées par le logiciel.À condition que tout soit codé selon la conception, un produit de détail et de valeur technologique devrait émerger une fois le processus terminé.
Heure de publication : 01 janvier 2022
