Généralités sur la CAO/FAO/CN

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1 Généralités sur la CAO/FAO/CN 2 Généralités sur la CAO/FAO/CN Bienvenue dans le monde de la CAO/FAO (Conception Assistée par Ordinateur/Fabrication Assistée par Ordinateur). Les systèmes de CAO/FAO ont révolutionné les techniques de conception et de fabrication. Les concepteurs n ont désormais plus à résoudre d équations mathématiques pour calculer des tangences, des intersections, des positions, ou des surfaces complexes. L utilisation d ordinateurs pour la conception géométrique et la génération de programmes de commande numérique (CN) procure une réalisation et des modifications quasi-immédiates. La C.A.O/F.A.O fait gagner du temps, des ressources, et des coûts de production grâce à sa souplesse et à sa précision. Manuel d auto-formation Mastercam Version 8 2-1

2 Chapitre 2 Définitions Avant de commencer, il est important de bien comprendre ce qu'est la CAO, la FAO et la CN. La CAO (Conception assistée par ordinateur) consiste à dessiner sur un ordinateur une géométrie 2D ou 3D, et d en sortir des plans de détail. La FAO (Conception assistée par ordinateur) consiste à définir des parcours d outil (usinages) sur une géométrie créée en CAO, en précisant les outils et paramètres d usinage nécessaires. L avantage de cette méthode est d éliminer la plupart des erreurs de programmation grâce aux fonctions évoluées de vérification des usinages (simulation, vérification solide). La CN (Commande numérique) utilise le programme d usinage généré par le système de CAO/FAO pour usiner la pièce sur une Machine Outil. 2-2 Manuel d auto-formation Mastercam Version 8

3 CAO Généralités sur la CAO/FAO/CN Quand vous créez des géométries dans Mastercam, il faut leur donner un nom. L extension MC8 est ajoutée automatiquement. Si vous avez nommé la pièce "PIECE1", elle sera stockée sous le nom PIECE1.MC8 sur le disque dur. Les dimensions de la pièce sont ensuite automatiquement reconnuess par le système de FAO. Géométrie CAO FAO La géométrie sert à définir des formes, ou à définir des profils que l outil devra suivre. Le fait de sélectionner une géométrie s appelle le chaînage, parce que la plupart du temps il s agit d entités liées les unes aux autres. Dans l exemple ci-dessous, seul le rectangle intérieur est chaîné. Toutes les autres lignes ne sont pas utilisées pour l instant, même si elles sont affichées à l écran. Seules les lignes chaînées sont utilisées pour calculer le chemin d outil. Pièce avec géométrie chaînée Quand le chaînage est terminé, il faut encore indiquer à l'ordinateur les paramètres de l'outil utilisé et les conditions de coupe nécessaires (vitesse d'avance, rotation de la broche, ). Toutes ces informations seront utilisées pour créer le parcours d'outil. Manuel d auto-formation Mastercam Version 8 2-3

4 Chapitre 2 Parcours d outil dans Mastercam Le parcours d'outil est constitué de lignes et d'arcs, qui représentent le déplacement de l'outil. Voir ci-dessous dans quel sens l outil se déplace. Déplacement d outil constitué de lignes Vous pouvez observer qu'il y a un mouvement d'entrée et un mouvement de rétraction. Le parcours d'outil commence au dessus de la pièce, et descend à la profondeur du contour. La fraise usine alors le contour proprement dit (la géométrie chaînée) puis remonte en avance rapide. Un mouvement en avance rapide est un mouvement effectué à la vitesse maximum possible par la machine. Dans Mastercam, les parcours d'outil portent l'extension NCI. En général, ils sont appelés des fichiers NCI. Dans le cas du fichier PIECE1.MC8, le fichier NCI serait PIECE1.NCI. Il se peut que la profondeur de la pièce soit trop importante et que l'usinage en une seule passe détèriore l'outil où la pièce. Dans ce cas, il faut réaliser cet usinage en plusieurs passes et/ou avec plusieurs outils. Pour que la machine-outil de fraisage puisse utiliser le parcours d'outil issu du fichier NCI, celui-ci doit être traduit dans un langage compréhensible par la machine-outil. Dans Mastercam, cette traduction est réalisée par un post processeur. Un post processeur est un programme qui convertit un fichier NCI en fichier de commande numérique. (Fichier CN). Chaque post processeur est adapté spécifiquement à chaque machine-outil du fait de la grande variété de commandes numériques existantes. Dans le cas du fichier PIECE1.NCI, le fichier CN obtenu serait PIECE1.NC. 2-4 Manuel d auto-formation Mastercam Version 8

5 Généralités sur la CAO/FAO/CN Voici quatre exemples de fichiers CN différents obtenus à partir du même fichier NCI, selon le post processeur utilisé. Notez les différences : D&M G90 G70 G00 SPEED 2000 FEED 10 MOVE X0.85 Y0.375 RAPID ABS Z0.6 FEED ABS MOVE Z-0.1 FEED ABS Y2.125 FEED ABS X1.475 FEED ABS Y0.375 FEED ABS X0.85 FEED ABS MOVE Z0.6 RAPID ABS MOVE X0. Y0. Z0. RAPID ABS SPEED 0 M30 DYNA MECHTRONICS 001 START INS FR XY = SETUP>ZCXYU 004 SPINDLE ON S FR XYZ = GO X GO Y GO Z FR Z = GO Z FR XY = GO Y GO X GO Y GO X FR XYZ = GO Z SPINDLE OFF 019 END NEWPART FANUC %% N001G90G80G40G00 N002M06T1H1 N003M03 N004G0X.85Y.375 N005G43H1Z.6 N006G1Z-.1F5. N007Y2.125F10. N008X1.475 N009Y.375 N010X.85 N011G0Z.6 N012G28M05 N013M30 % LIGHT N001G90G00M03 N002Z.6 N003G0X.85Y.375 N004G1Z-.1F5. N005Y2.125F10. N006X1.475 N007Y.375 N008X.85 N009G0Z.6 N010M05 N011X0.Y0. N012M02 En Résumé: Fichier de géométrie *******.MC8 Parcours d outil *******.NCI Fichier CN *******.NC Le fichier CN obtenu est maintenant prêt à être envoyé à la machine-outil. CN L'appareil qui pilote la machine-outil à commande numérique est appelée une armoire CN. Cet appareil analyse les données CN et les transforme en signaux électriques qui coordonnent les moteurs pour chaque mouvement sur la machine. En bref, la machine-outil reçoit des ordres lui indiquant de se déplacer d'une position à une autre à une vitesse donnée. Par exemple, si la machine reçoit un code Z-5, elle va l analyser et faire en sorte que le moteur de déplacement selon Z provoque une descente de 5 mm (programmation relative). La machine-outil va suivre ce processus pour tous les mouvements contenus dans le fichier CN jusqu'à ce que la pièce soit entièrement usinée. Passage de la CAO à la CN Manuel d auto-formation Mastercam Version 8 2-5

6 Chapitre 2 Utilisation d une fraiseuse à commande numérique Afin d'obtenir des fichiers CN corrects, il est important de connaître les règles de fonctionnement d'une machine-outil à commande numérique. Chaque axe de la machine-outil est piloté par un moteur. Il faut donc indiquer à la machine-outil dans quel sens, à quelle vitesse et pendant combien de temps chaque moteur doit travailler. C'est «l'armoire CN» de la machine-outil qui va synchroniser et faire parvenir aux moteurs toutes ces informations pour obtenir finalement la pièce usinée. Systè me de coordonnées de la machine-outil Comme indiqué sur l'illustration ci-dessus, la machine-outil utilise un repère de coordonnées cartésiennes, identique à celui de Mastercam. Il ne reste donc plus qu'à faire coïncider l'origine de Mastercam avec l'origine de la machine-outil. C est cette correspondance entre le repère de Mastercam et le repère de la machine outil qui permet d effectuer des simulations correctes. Les mouvements d'outil sont définis au moyen de coordonnées XYZ. Pour une machine à broche verticale, un mouvement X est un mouvement horizontal. Un mouvement Z est un mouvement vertical. 2-6 Manuel d auto-formation Mastercam Version 8

7 Origine du programme Voici des exemples de déplacement depuis l origine : Généralités sur la CAO/FAO/CN Depuis X0,Y0 déplacement de X50 mm Origine 50 Déplacement Y37.5 mm Origine 37.5 Déplacement X-50 mm 50 Origine Déplacement Y-37.5 mm 37.5 Origine Parcours d outil terminé. Voici le listing des coordonnées utilisées, en supposant que la profondeur de départ soit de 5mm : Z-5 X50 Y37.5 X0 Y0 Z.2 Manuel d auto-formation Mastercam Version 8 2-7

8 Chapitre 2 Le post processeur transforme les coordonnées dans le langage propre à la machine-outil. Voir un exemple de listing de code CN ci-contre (post processeur FANUC). Il est constitué de plusieurs parties. La première ligne est constituée de deux signes % qui indiquent le début du programme. La dernière ligne est constituée d'un signe % qui indique la fin du programme Les autres lignes sont constituées d un numéro de ligne et de codes correspondant à la compensation d'outil, aux déplacements XYZ et aux vitesses de broche et d'avance. %% N001G91G40G00 N002M06T1H1 N003M03 N004G0X0.Y0. N005G1Z-5F125 N006X50F250 N007Y37.5 N008X-50 N009Y-37.5 N010G0Z5 N011M30 % Définition de l origine Une fois le programme CN chargé dans la machine, il faut régler l'origine programme. Cette origine doit se trouver au même endroit que dans le logiciel de FAO, par exemple au coin inférieur gauche de la pièce. 2-8 Manuel d auto-formation Mastercam Version 8

9 Types d outils Généralités sur la CAO/FAO/CN Vous pouvez définir trois différents types d outil dans Mastercam, ou même créer vos outils spéciaux. R0 R3 R1.5 Exemple de fraise deux tailles, fraise sphérique et fraise torique. Le rayon de bout d outil d une fraise deux tailles est zéro. Compensation d outil Manuel d auto-formation Mastercam Version 8 2-9

10 Chapitre 2 Sens de rotation de l outil Selon le sens de chaînage de la géométrie, la direction de compensation et le sens de rotation de l outil, vous n obtenez pas les mêmes résultas d usinage, notamment l état de surface. Vous devez donc tenir compte de ces paramètres lors de la programmation de la pièce Manuel d auto-formation Mastercam Version 8

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