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Les outils d'usinage reçoivent des instructions par le biais de la programmation de la commande numérique par ordinateur (CNC). Le plus souvent, les codes CNC sont utilisés pour automatiser le processus de génération de pièces sophistiquées, telles que les imprimantes 3D, les générateurs ou même les moteurs, en plus de couper et de façonner différents matériaux.
En premier lieu, les programmeurs CNC créent et saisissent des commandes pour qu'un ordinateur fasse fonctionner les machines CNC. Le code de la machine peut être tapé à la main ou généré par un post-processeur à partir d'un programme de fabrication assistée par ordinateur (FAO).
Cet article traite de l'importance du codage CNC pour les machines CNC et de la manière dont l'automatisation des commandes numériques par ordinateur (CNC) rend la procédure rapide, adaptable, reproductible et très fiable.
Qu'est-ce que la programmation CNC ?
La programmation de la commande numérique par ordinateur (CNC) est une séquence de codes et de données qui automatise et dirige les fonctions de la machine CNC. Dans la fabrication conventionnelle, les machines CNC reçoivent des trajectoires d'outils en code G pour que la CNC puisse percer ou découper le matériau d'une pièce afin d'obtenir la forme souhaitée.
Les machines CNC et la programmation reposent sur un type de code particulier. Les codes G et les codes M régissent principalement le processus d'usinage CNC. Toutefois, la plupart des lignes de programmation sont constituées de brèves séries d'instructions et de coordonnées, dont la plupart commencent par la lettre "G", tandis que les codes M régissent la rotation des outils et d'autres techniques.
Une programmation CNC précise est essentielle au bon fonctionnement des machines CNC, car une mauvaise programmation peut entraîner des désastres tels qu'une défaillance prématurée de l'outil ou des problèmes de tolérance. L'apprentissage de la programmation CNC est donc essentiel en raison de la grande complexité des outils et de leurs réactions variables aux différents programmes.
Quel est le rôle de la programmation CNC dans le contrôle des machines CNC ?
La mise en œuvre de l'ensemble des instructions qu'une machine CNC doit suivre est connue sous le nom de programmation CNC. L'ordinateur connecté à des capteurs et à des pilotes électriques transmet ces instructions à une machine motorisée, telle qu'une fraiseuse, une défonceuse, une meuleuse ou un tour, pour fabriquer le produit souhaité.
Ensuite, le logiciel lit ces instructions et les convertit en actions pour faire fonctionner les machines CNC. Le programme indique généralement à la machine quel outil utiliser, à quelle vitesse le faire tourner, où se déplacer et à quelle profondeur couper dans le matériau.
Le logiciel de programmation de la CNC est utilisé pour créer des programmes en code G. La machine est commandée à l'aide du langage de programmation standard des machines à commande numérique (CN) connu sous le nom de G-code. Une fois créé, le programme est sauvegardé sous la forme d'un fichier texte portant l'extension .nc ou .cnc.
En outre, le programme de base en code G est envoyé de l'ordinateur à la machine CNC via un port USB, Ethernet ou une disquette. L'appareil lit le logiciel et exécute les directives.
Quelles sont les différentes méthodes de codage CNC ?
Il existe trois méthodes différentes de programmation CNC, chacune d'entre elles revêtant une importance significative pour le bon fonctionnement des machines CNC. Elles sont les suivantes :
1. Programmation manuelle de la CNC
La programmation manuelle de la CNC est le type de programmation le plus fastidieux et le plus difficile à mettre en œuvre. Le programmeur de la CNC doit créer une séquence de commandes dans le même langage que celui utilisé par les machines CNC, tout en anticipant les résultats du programme.
La programmation manuelle est idéale pour créer un parcours d'outil extrêmement précis pour les machines à commande numérique et pour appliquer efficacement les stratégies de programmation paramétrique.
2. Programmation CAM CNC
La programmation CAM CNC traduit la conception CAO dans le langage de programmation de la CNC. Cette programmation est une alternative plausible au niveau d'expertise requis pour la programmation manuelle et à l'extrême simplicité de la programmation conversationnelle.
Le logiciel de programmation CNC CAM offre davantage de possibilités en automatisant la génération de tutoriels de code G pour les machines à langage CNC. Mais il exige de l'opérateur qu'il fournisse les mêmes données fondamentales, notamment le nom et le numéro de la pièce, la géométrie de la pièce et l'opération d'usinage utilisée.
3. Programmation CNC conversationnelle ou instantanée
Les machines CNC à programmation conversationnelle disposent d'un mode "assistant" qui masque la programmation en code G ou évite de l'utiliser, ce qui les rend idéales pour les opérateurs débutants. Toutefois, pour garantir la précision de la conception, la stratégie de programmation conversationnelle permet à l'opérateur de vérifier les mouvements de l'outil avant d'exécuter le programme.
Il est également facile d'éditer des programmes en programmation conversationnelle, car il suffit de se souvenir du cycle et de changer la variable.
Que sont les G-Codes et les M-Codes ?
Les codes G et les codes M sont indispensables au bon fonctionnement des machines CNC, car ces deux codes sont nécessaires pour que le système effectue les opérations souhaitées. Nous examinerons la fonction des codes G et M et la manière dont ils dictent les fonctions des machines CNC.
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Codes G
Les commandes largement utilisées pour faire fonctionner les codes G de la CNC sont écrites dans un style alphanumérique, le plus logiquement possible. Un groupe central de codes G est présent sur chaque machine-outil, même si les fabricants peuvent les utiliser différemment. Ces codes sont utilisés par les imprimantes 3D, les tours CNC, les fraiseuses et les défonceuses.
Bien que le fonctionnement des codes G puisse être compliqué, les machines CNC interprètent le code différemment et les erreurs de commande peuvent entraîner de graves complications dans le processus de fabrication.
La plupart des exemples de code G commencent par la lettre "G", mais certaines commandes commencent par d'autres lettres, telles que A, R, X, Y, Z, N, I et J.
A : Il joue un rôle dans l'orientation de l'outil autour de l'axe des x.
X, Y, Z : Ces lettres représentent l'orientation de l'outil en trois dimensions.
N : Il indique le numéro de ligne.
R : R indique le rayon des arcs de la machine.
I et J : Ces valeurs permettent de repérer le centre incrémental des arcs réalisés par la machine.
Voici la liste de quelques codes G de base et leur signification.
Liste des codes G pour les tours CNC
| Code G | Description |
| G00 | Traversée rapide |
| G01 | Interpolation linéaire |
| G02 | Interpolation circulaire CW |
| G03 | Interpolation circulaire CCW |
| G04 | Dwell |
| G09 | Arrêt exact |
| G10 | Entrée de données programmables |
| G20 | Entrée en pouces |
| G21 | Entrée en mm |
| G22 | Fonction de vérification de la course mémorisée activée |
| G23 | Fonction de vérification de la course mémorisée désactivée |
Code G pour la liste de fraisage CNC
| Codes G | Description |
| G00 | Traversée rapide |
| G01 | Interpolation linéaire |
| G02 | Interpolation circulaire CW |
| G03 | Interpolation circulaire CCW |
| G04 | Dwell |
| G17 | Sélection du plan X Y |
| G18 | Sélection du plan Z X |
| G19 | Sélection du plan Y Z |
| G28 | Retour à la position de référence |
| G30 | Retour des 2e, 3e et 4e positions de référence |
| G40 | Annulation de la compensation de la coupe |
Qu'est-ce qu'un code M ?
Les codes M sont des fonctions non géométriques de la machine et, tout comme les codes G, les codes M commencent par la lettre "M". Ces codes contrôlent des fonctions diverses, ou plutôt des fonctions particulières de l'équipement, telles que l'activation et la désactivation du liquide de refroidissement, la gestion de la rotation de la broche et les changements de palettes.
Les codes M sont un ensemble de commandes auxiliaires et, par rapport aux bases de programmation des codes G, ils peuvent être plus spécialisés pour différentes machines et sont plus adaptables et personnalisables. Lors de la configuration des commandes pour les machines CNC utilisant des programmes de lettres, les codes M ne peuvent comporter qu'une seule commande par bloc, car l'utilisation de plusieurs commandes dans un même bloc peut entraîner des problèmes de programmation.
Voici la liste de quelques codes M de base et ce qu'ils signifient :
Liste des codes M du tour CNC
| Codes M | Description |
| M00 | Arrêt du programme |
| M01 | Arrêt du programme en option |
| M02 | Fin du programme |
| M03 | La broche commence à avancer dans le sens inverse des aiguilles d'une montre |
| M04 | Démarrage de la broche en sens inverse CCW |
| M05 | Arrêt de la broche |
| M08 | Liquide de refroidissement sur |
| M09 | Arrêt du liquide de refroidissement |
| M29 | Mode robinet rigide |
| M30 | Réinitialisation de la fin du programme |
| M40 | Engrenage de la broche au milieu |
Liste des codes M de fraisage CNC
| Codes M | Description |
| M00 | Arrêt du programme |
| M01 | Arrêt du programme en option |
| M02 | Fin du programme |
| M03 | La broche commence à avancer dans le sens inverse des aiguilles d'une montre |
| M04 | Démarrage de la broche en sens inverse CCW |
| M05 | Arrêt de la broche |
| M06 | Trop de changement |
| M07 | Liquide de refroidissement ON - Liquide de refroidissement par brumisation / Liquide de refroidissement à travers la broche |
| M08 | Liquide de refroidissement ON - Injection de liquide de refroidissement |
| M09 | Liquide de refroidissement OFF |
| M19 | Orientation de la broche |
Conseils de pro pour les programmeurs de CNC
Voici quelques conseils à l'intention des programmeurs CNC débutants pour apprendre la programmation sans adopter une approche d'apprentissage trop longue et pour maîtriser la programmation CNC en un rien de temps.
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Maîtriser les fondamentaux
La maîtrise de la programmation de base de la CNC est inévitable pour tous les programmeurs et opérateurs débutants, car le logiciel de programmation de la CNC n'est pas infaillible au stade initial.
La précision de la machine CNC dépend des données d'entrée ; les mécaniciens ou les programmeurs doivent vérifier qu'ils introduisent les spécifications appropriées dans la machine CNC.
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Personnaliser les vitesses d'avance des machines CNC
Les programmeurs investissent beaucoup d'efforts pour que les programmes CNC fonctionnent de manière fluide, efficace et cohérente afin d'optimiser le processus de fabrication au fil du temps. Il est essentiel de personnaliser la programmation de la machine CNC ou les vitesses d'avance du code G en fonction des résultats du produit final.
Par exemple, une machine CNC demande une vitesse et une avance pour chaque ligne de code qu'elle exécute. La machine revient souvent par défaut à la dernière vitesse réglée lorsqu'un opérateur CNC demande une broche sans donner d'instructions de vitesse.
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Comprendre les types de compensation d'une machine CNC
La précision de la programmation CNC ne peut être vérifiée qu'une fois la phase d'usinage terminée, car des facteurs imprévus peuvent affecter les résultats, quelle que soit la précision des codes de programmation de la machine CNC. C'est pourquoi la compensation des machines CNC consiste à tenir compte des écarts inévitables.
La compensation est principalement programmée dans la machine CNC manuellement ou à l'aide d'outils de préréglage automatiques.
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Essayer de simplifier la programmation des machines CNC
Les codes G sont la pratique standard pour la programmation des machines CNC, mais ils sont très sophistiqués et prennent beaucoup de temps. C'est la raison pour laquelle les Cycles Canalisés ont été introduits pour réduire le temps de programmation des processus d'usinage de trous et simplifier la programmation des machines CNC.
L'introduction de cycles fixes dans le logiciel de programmation CNC peut automatiser le processus de création de trous. Par exemple, des codes tels que G83 rationalisent la programmation des machines CNC en réduisant les erreurs, en faisant gagner du temps et en rationalisant le flux de travail.
Applications de la programmation CNC dans différentes industries
La programmation CNC est largement utilisée dans les industries du monde entier, notamment
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Médical
L'usinage et la programmation CNC permettent de créer des machines IRM, des orthèses et même des imprimantes 3D pour l'industrie médicale qui génèrent des pièces anatomiques artificielles, notamment des prothèses articulaires, des implants crâniens et des restaurations dentaires.
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Aérospatiale
L'aérospatiale est une autre industrie importante qui utilise la programmation CNC. Des produits tels que les moteurs d'avion, les composants de trains d'atterrissage, les connecteurs électriques et les hélices sont fabriqués par des programmeurs CNC.
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Automobile
Les programmeurs CNC créent des pièces de moteurs automobiles telles que des vilebrequins, des supports, des soupapes, des composants de porte-voitures ou des têtes cylindriques.
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Défense
La programmation CNC peut contribuer à la création d'équipements militaires, tels que des pièces de missiles spécialisés, des pièces d'avions et des équipements de communication, tout en respectant les exigences strictes du gouvernement.
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La construction
Les machines CNC à code permettent de construire diverses maisons ou bâtiments résidentiels. Les programmeurs CNC créent des pièces véritablement carrées qui s'adaptent parfaitement au processus d'assemblage afin d'aider les ouvriers à construire des fondations solides.
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Production d'électricité
La programmation CNC permet de créer des composants pour les éoliennes, les turbines à gaz, les générateurs, les turbines à vapeur, les chaudières et d'autres équipements de production d'énergie.
Dernières paroles
L'industrie de production a connu un essor considérable dans l'utilisation du codage et de l'usinage CNC. Grâce à ses machines sophistiquées et à sa grande précision, vous pouvez créer n'importe quelle pièce avec des formes géométriques et des valeurs de tolérance diverses. Ce guide ultime sur le codage CNC vous aidera à comprendre comment fonctionne le codage CNC et comment il dicte les fonctions des machines CNC.
