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tomie d'une machine CNC

Anatomie de la machine CNC expliquée

Les machinistes et les superviseurs d'atelier de production adorent les machines CNC. Une machine CNC peut remplacer entre trois et une douzaine de postes de travail dans une ligne de production. Le temps, l'argent, l'amélioration de la production, les chiffres et la qualité font d'une machine CNC les rêves de tous les fabricants. Alors, qu'est-ce qu'une machine CNC, que fait-elle et comment obtient-elle d'aussi bons résultats ?

Une technologie du XXIe siècle fondée sur des idées du XVIe siècle

Il y a des siècles, les artisans ont trouvé un moyen de rendre leurs meubles, outils, ustensiles et autres outils couramment utilisés plus faciles à construire et plus uniformes une fois terminés. Ils fabriquaient des « gabarits » qui maintenaient le matériel de travail en place pendant que l'artisan effectuait ses tâches. Les tours, les perceuses et les défonceuses primitives ont produit des tailles cohérentes et des pièces de meilleure qualité encore et encore. Au fil du temps, la technologie et la puissance sont entrées en jeu et l'évolution des machines CNC modernes s'est produite. Consultez notre article précédent pour un aperçu plus approfondi de l'histoire des machines CNC.

Définition de la CNC

Le terme « CNC » est un acronyme pour « Computer Numeric Control ». Les ordinateurs en étaient à leurs balbutiements lorsqu'un ingénieur du MIT a inventé la première machine contrôlée par des signaux informatiques au début des années 1950. Ce prototype de machine CNC a été rapidement adapté aux tours, perceuses, routeurs et autres appareils d'atelier d'usinage à fonction unique pour produire des pièces de fabrication uniforme sans contrôle humain. Au fur et à mesure que les ordinateurs sont devenus plus sophistiqués, les programmes qui exécutaient les machines de production ont fait de même. Avec l'avènement des programmes de conception assistée par ordinateur (CAO) et de fabrication assistée par ordinateur (FAO), la technologie derrière les machines CNC a fait un pas de géant.

Axe par axe :comment les capacités CNC ont augmenté

Chaque direction dans laquelle un outil se déplace sur une pièce est appelée un « axe ». Chaque direction d'axe est désignée par une lettre. Un outil se déplaçant de l'avant de la zone de travail vers l'arrière est appelé « axe X ». Le mouvement latéral est l'« axe Y ». Les mouvements de haut en bas sont appelés « axe Z ». Les premières machines CNC modernes fonctionnaient avec ces directions à trois axes en incorporant un ordinateur contrôlant le mouvement de la machine-outil sur une pièce.

Jusqu'à il y a quelques années, une machine CNC à trois axes était tout ce qui était disponible jusqu'à ce que des machines à quatre et cinq axes soient développées. Soudain, les capacités CNC ont été multipliées par dix. Les opérations d'usinage ne se limitaient plus à travailler sur les surfaces extérieures d'une pièce. Au 21e siècle, une machine CNC peut effectuer des travaux à l'intérieur d'une pièce.

Anatomie d'une machine CNC :de quelles pièces ont-elles ?

Les pièces requises pour le fonctionnement des machines CNC sont un mélange d'ancienne terminologie utilisée aux côtés de la technologie moderne. Une machine CNC a des attributs spécifiques qui la font fonctionner comme une seule unité, notamment :

Système d'entraînement

Chaque machine CNC est équipée de moteurs, de courroies d'entraînement, de bras pneumatiques et d'autres dispositifs utilisés pour alimenter les outils, les localiser à l'emplacement exact où l'usinage doit être effectué, faire transiter les outils sur les surfaces de travail et remettre l'outil dans le bac à outils avant le prochain outil est mis au travail.

Broche

L'endroit où un outil est attaché à l'entraînement de travail tournant l'outil s'appelle la « broche ». Pas exactement la même broche que votre grand-père connaissait dans le passé, mais le nom est resté comme point de connexion électrique de l'outil. Le travail qu'un machiniste effectuait autrefois pour connecter et déconnecter chaque outil à la broche a été automatisé, éliminant ainsi le besoin d'un ouvrier et augmentant la productivité et la sécurité.

Lit

Le « banc » est le support auquel une pièce est attachée qui localise la pièce de manière précise pour que l'usinage ait lieu. Une pièce est fixée au banc de manière à ce qu'elle ne bouge pas pendant l'usinage.

CAD

Le « Part Program », le langage de codage informatique qui indique à la machine quel outil utiliser et comment l'utiliser est le résultat du programme de conception assistée par ordinateur ( CAO ) qui construit la pièce sur un ordinateur. Les spécifications et les mesures de la conception CAO indiquent à la machine CNC où et comment exécuter ses fonctions.

Entrée du programme

Les instructions qui contrôlent les fonctions d'une machine CNC sont un programme informatique qui est introduit dans l'unité de commande de machine (MCU) de la CNC. Le programme détermine quels outils exécutent les fonctions nécessaires pour produire la pièce de production spécifiée.

Unité de contrôle de la machine

Le cerveau qui interprète les commandes de l'ordinateur et transforme ces commandes en fonctions spécifiques de la machine s'appelle l'unité de commande de la machine ou MCU. Les conceptions d'entrée combinées au programme de pièce deviennent les instructions de la machine CNC pour utiliser le bon outil pour accomplir les coupes souhaitées sur la pièce.

La technologie CNC progresse constamment

Alors que de plus en plus d'attention est accordée aux capacités de l'usinage CNC dans les environnements de production, une plus grande productivité et une plus grande sophistication sont incorporées dans les fonctions de la machine. La possibilité de se déplacer à l'intérieur et à l'extérieur d'une pièce dans n'importe quelle direction et avec n'importe quel composant d'outillage a fait de la technologie CNC le point de mire de nombreux fabricants de CNC.

Le bois, le plastique, le métal et les nouveaux matériaux composites peuvent être configurés dans n'importe quelle conception. Tout comme les imprimantes 3D modernes, les fonctionnalités avancées des machines CNC font de ce qui était autrefois considéré comme impossible à fabriquer une réalité. Vous ne savez pas si vous avez besoin d'une machine CNC ou d'une imprimante 3D pour réaliser un projet ? Consultez cet article comparant les imprimantes 3D aux machines CNC !

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