Qu'est-ce que l'usinage CN ? - Définition et guide de base

Qu'est-ce que l'usinage CN ?

La commande numérique (également commande numérique par ordinateur, et communément appelée CNC) est le contrôle automatisé des outils d'usinage (tels que les perceuses, les tours, les fraiseuses et les imprimantes 3D) au moyen d'un ordinateur.

Une machine CNC traite une pièce de matériau (métal, plastique, bois, céramique ou composite) pour répondre aux spécifications en suivant une instruction programmée codée et sans opérateur manuel contrôlant directement l'opération d'usinage.

Une machine CNC est un outil maniable motorisé et souvent une plate-forme maniable motorisée, qui sont tous deux contrôlés par un ordinateur, selon des instructions d'entrée spécifiques. Les instructions sont transmises à une machine CNC sous la forme d'un programme séquentiel d'instructions de commande de la machine telles que le code G et le code M, puis exécutées.

Le programme peut être écrit par une personne ou, bien plus souvent, généré par un logiciel graphique de conception assistée par ordinateur (CAO) et/ou un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO). Dans le cas des imprimantes 3D, la pièce à imprimer est « découpée », avant que les instructions (ou le programme) ne soient générées. Les imprimantes 3D utilisent également le G-Code.

La CNC est une grande amélioration par rapport à l'usinage non informatisé qui doit être contrôlé manuellement (par exemple à l'aide de dispositifs tels que des volants ou des leviers) ou contrôlé mécaniquement par des guides de modèle préfabriqués (cames). Dans les systèmes CNC modernes, la conception d'une pièce mécanique et son programme de fabrication sont hautement automatisés.

Les dimensions mécaniques de la pièce sont définies à l'aide d'un logiciel de CAO, puis traduites en directives de fabrication par un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO). Les directives qui en résultent sont transformées (par un logiciel de "post-processeur") en commandes spécifiques nécessaires à une machine particulière pour produire le composant, puis sont chargées dans la machine CNC.

Étant donné qu'un composant particulier peut nécessiter l'utilisation d'un certain nombre d'outils différents - perceuses, scies, etc. - les machines modernes combinent souvent plusieurs outils en une seule "cellule". Dans d'autres installations, un certain nombre de machines différentes sont utilisées avec un contrôleur externe et des opérateurs humains ou robotiques qui déplacent le composant d'une machine à l'autre.

Dans les deux cas, la série d'étapes nécessaires pour produire une pièce est hautement automatisée et produit une pièce qui correspond étroitement au dessin CAO d'origine.

Qu'est-ce qu'une machine CN ?

La commande numérique est définie comme la forme d'automatisation programmable dans laquelle les chiffres, les lettres et les symboles contrôlent l'opération. Cette instruction est conçue pour faire un travail particulier. Les machines à commande numérique ont la capacité de modifier le programme pour chaque travail, c'est-à-dire que lorsque le travail change, l'instruction du programme est également modifiée. Il est plus facile de changer l'instruction du programme que de modifier l'équipement de production. Cette flexibilité réduit le coût global de production.

Types de systèmes CN

Les deux principaux types de systèmes CN sont :

1. Système point à point (PTP),

PTP est un système NC, qui contrôle uniquement la position des composants. Dans ce système, la trajectoire du mouvement du composant par rapport à la pièce n'est pas contrôlée. Le déplacement entre les différentes positions s'effectue à la vitesse de déplacement admissible pour la machine-outil et en suivant le chemin le plus court.

2. Système de contournage.

Les systèmes CN de contournage sont capables de contrôler non seulement les positions, mais également le mouvement des composants, c'est-à-dire la vitesse de déplacement et la trajectoire programmée entre les positions souhaitées.

Applications de la technologie de commande numérique

La technologie de commande numérique trouve une application dans une grande variété d'opérations de production telles que la coupe des métaux, le dessin automatique, le soudage par points, le travail à la presse, l'assemblage, l'inspection, etc. Cependant, la CN trouve sa principale application dans les opérations d'usinage des métaux. Il est conçu pour effectuer pratiquement tout le processus d'enlèvement de métal. (Exemple pour le travail des métaux Tournage, Sciage, Rectification, Fraisage, Perçage, Alésage).

Les travaux de production où les machines à commande numérique sont les plus appropriées sont listés ci-dessous.

• La technologie NC convient aux séquences/séries de processus d'usinage.
• La géométrie des tâches est complexe et coûteuse. Les erreurs dans le processus entraînent des pertes élevées.
• Des modifications de conception technique sont prévues à l'avenir.
• Un haut niveau d'enlèvement de métal est nécessaire.
• La pièce à usiner nécessitait une inspection à 100 %.
• Il doit y avoir une tolérance étroite sur la pièce de travail.
• Lorsque de nombreuses opérations doivent être effectuées lors du traitement. Il est fréquemment traité par lots de petites tailles.

Avantages de la machine NC

• Plus grande flexibilité de fabrication. NC peut facilement s'adapter aux modifications de conception technique et à une modification du calendrier de production.
• Réduction des délais de fabrication. Le travail peut être configuré facilement et rapidement avec NC.
• Réduction du temps non productif. En cas d'usinage complexe, la CN semble utile pour réduire le temps non productif. En raison du changement d'outil rapide/automatique, de la configuration rapide et de la réduction du temps de manipulation des pièces.
• Modification réduite. Le montage requis dans le fonctionnement NC est plus simple et moins coûteux car la bande NC se positionne au lieu du gabarit et du montage.
• Inventaire réduit. C'est le résultat d'un délai de mise en place réduit.
• Contrôle qualité amélioré. Aucun risque d'erreur humaine. Il produit la pièce avec une grande précision. Cela réduit également le nombre d'heures de travail consacrées à l'inspection.
• Plus grande sécurité de l'opérateur.
• Réduire les rebuts. la haute précision de la machine NC aide à réduire les rebuts.
• Espace au sol réduit. puisqu'une seule commande numérique peut effectuer une variété d'opérations, elle remplace plusieurs machines conventionnelles.

Inconvénients de la machine NC

• Coût d'investissement et coût de maintenance élevés. La technologie la plus complexe et sophistiquée coûte plus cher que la machine conventionnelle.
• Nécessite un opérateur qualifié. La recherche et la formation du personnel du CN doivent être envisagées.
• Déchirement et usure du ruban perforé et composant moins fiable du ruban perforé.
• Erreur de programmation de pièce dans la bande perforée.
• Pas d'alimentation et de vitesse optimales. Les machines CN conventionnelles ne permettent pas de modifier la vitesse de coupe et l'avance pendant l'opération.