Choisir la bonne stratégie 5 axes : guide pratique

Tout comme la pléthore de paramètres de contrôle d'axe d'outil et d'évitement de collision que nous avons discutés dans l'article de blog de la semaine dernière, les systèmes FAO ont aussi une sélection diversifiée de stratégies de trajectoire d'outil à choisir, et chacune a sa place appropriée en 5 axes. Mais comme tout le reste en programmation multi-axes, l'expérience du programmeur et la configuration réelle de la machine joueront un grand rôle dans le choix de la trajectoire appropriée pour une application particulière. Comme je l'ai mentionné avant, si vous demandiez à dix programmeurs différents de programmer la même pièce, le résultat serait probablement dix stratégies d'usinage complètement différentes. D'autres facteurs, comme le nombre de pièces à usiner, le temps alloué pour terminer le projet, le matériau spécifié et l'outillage disponible peuvent aussi jouer un rôle significatif dans le processus de sélection de la trajectoire ; mais le niveau de compétence et l'expérience du programmeur auront toujours le plus grand impact.

Courbe multi-axes, coupe en ébauche (swarf), ligne de flux (flow line), multi-surfaces, port, rotatif... quelle trajectoire est la bonne ? Bien que chacune de ces options ait quelque chose de substantiel à offrir, la plupart des programmeurs – encore une fois, basé sur leur niveau d'expérience et les leçons apprises de projets passés – graviteront vers une ou plusieurs de ces options comme leurs solutions « favorites » pour la programmation 5 axes. Cependant, peu importe la pièce que vous programmez, ou l'industrie dans laquelle vous travaillez, une règle sonne presque toujours vrai lors du choix d'une stratégie d'usinage... K.I.S.S. Cet acronyme peut s'appliquer à beaucoup de choses dans la vie, et la sélection de stratégies de programmation NC en est certainement une, surtout les stratégies 5 axes ! Pour ceux qui ne le sauraient pas, cet acronyme signifie... Keep It Simple Stupid (Gardez-le simple, idiot).

Bien que le mouvement simultané 5 axes complexe soit vraiment cool et excitant à regarder – et est généralement ce que les gens imaginent automatiquement quand on mentionne l'usinage 5 axes – vous êtes généralement mieux servi de l'éviter si possible. Avec les cinq axes bougeant en même temps, alors que la pointe de l'outil est enfoncée profondément dans les fonctions de la pièce, et que le corps et le porte-outil s'inclinent et se rapprochent de plus en plus du dispositif de bridage et de la structure de la machine à chaque passe, vous pouvez voir à quel point le niveau de stress peut monter en flèche pour le pauvre opérateur qui a tiré la courte paille et est chargé de valider la première exécution de ce processus effrayant, tout en entendant la voix du patron dans sa tête criant : « N'osez pas crasher ma nouvelle machine ! ». Maintenant, vous pourriez vous demander : si le 5 axes simultané n'est pas la réponse, alors quelle est la réponse ? La réponse est l'usinage 5 faces, ou la programmation 3+2.

Bien qu'il y ait définitivement certains produits, comme les aubes par exemple, qui nécessitent simplement un mouvement simultané pour permettre à l'outil d'atteindre des fonctions compliquées sur la pièce, la grande majorité des pièces peuvent être usinées avec succès en utilisant simplement les deux axes rotatifs supplémentaires pour positionner la pièce à une orientation angulaire désignée, et ensuite employer une simple trajectoire d'outil 3 axes pour usiner les caractéristiques nécessaires. Non seulement cette approche est plus simple et plus sûre, mais le temps de cycle résultant sera aussi plus court. Quand on programme des processus 5 axes simultanés, le mouvement de la machine est toujours limité par la vitesse de l'axe rotatif le plus lent. Cependant, quand les axes rotatifs sont seulement utilisés pour orienter la pièce en position, les axes linéaires restants de la machine sont capables de couper à l'avance maximale la plus rapide autorisée par la commande, sans tenir compte des limitations des axes rotatifs.

Maintenant, à ce stade, je pense qu'il vaut aussi la peine de mentionner que juste parce que vous n'utilisez pas de stratégies simultanées et n'employez que la technologie de trajectoire d'outil 3 axes simple, vous pouvez toujours profiter de l'évidente réduction des mises en place multiples, et bénéficier de nombreuses autres caractéristiques associées à l'usinage 5 axes. Par exemple... quand on utilise les axes rotatifs juste pour positionner la pièce pour l'usinage, rien ne dicte que l'angle de l'axe de l'outil doit être perpendiculaire à la surface en cours d'usinage. Se positionner à une orientation non perpendiculaire vous permettra de couper sur le rayon de coin d'une fraise hémisphérique ou torique, et donc d'obtenir la finition de surface et le contrôle de l'épaisseur de copeau désirés, qui est le plus souvent un résultat recherché quand on passe à une machine 5 axes.

Comme je l'ai mentionné dans un de mes récents articles de blog (5 axes... ce n'est pas si effrayant), juste parce que cette technologie est avancée, ce n'est pas quelque chose qui a besoin d'être sur-compliqué. Appliquer le système KISS à votre approche, et formuler un plan bien pensé avant de commencer, la programmation multi-axes est vraiment un concept assez simple.