Qu'est-ce qu'une machine CNC ? fonctionnement, types, avantages, utilisations avec PDF

Aujourd'hui, à The Mechanical post, nous allons apprendre Qu'est-ce qu'une CNC ? sa construction, son fonctionnement, ses types, ses avantages, ses limites et ses applications.

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Qu'est-ce qu'une CNC ?

La forme complète de la machine CNC est C ordinateur N numérique C contrôle. Une machine CNC est une machine commandée par ordinateur utilisée pour exécuter automatiquement diverses fonctions qui étaient autrefois effectuées sur des machines conventionnelles telles que le perçage, le fraisage, le tournage, etc., à l'aide d'un ordinateur. La machine CNC peut être considérée comme un robot qui agit selon le programme. La machine CNC est programmée ou contrôlée par un ordinateur et a une large gamme d'applications, y compris l'automatisation industrielle. La machine CNC exécute la tâche requise telle que spécifiée par le code numérique entré dans la machine. Ces codes sont l'ensemble des commandes à l'aide desquelles l'opérateur peut indiquer à la machine quelle fonction doit être exécutée. Ces codes sont appelés codes G et codes M. Chaque code a une fonction spécifique.

Usinage CNC

L'usinage CNC peut être défini comme « le processus de fabrication dans lequel un code informatique commande à la machine d'effectuer divers processus d'usinage sur la pièce »

La machine CNC est capable d'usiner en 3 axes simultanément. Certaines machines CNC avancées sont capables d'usiner en 5 axes en même temps.

Composants de base de la machine CNC

La structure de base ou les composants d'une machine CNC sont :

• Périphérique d'entrée
• L'unité de commande de la machine (MCU)
• Machine-outil
• Mécanisme d'entraînement
• Unité d'affichage

Périphérique d'entrée

Les périphériques d'entrée sont les périphériques utilisés pour alimenter le programme dans la machine. Les anciennes CNC utilisaient des bandes perforées ou des bandes magnétiques pour l'entrée du programme, cependant, elles ont été remplacées par des contrôleurs numériques appelés contrôleurs CNC.

TedColes, domaine public, via Wikimedia Commons

Unité de commande de machine (MCU)

L'unité de commande de la machine est le cerveau du système qui reçoit les entrées, les traite, puis exécute le programme en conséquence. Le MCU est capable de contrôler le mouvement de l'outil, de contrôler le système d'entraînement, d'activer/désactiver les différentes fonctions telles que l'activation/la désactivation de la broche, l'activation/la désactivation du liquide de refroidissement, etc. Par exemple :si l'opérateur a spécifié que le liquide de refroidissement doit être éteint après l'achèvement d'un certain processus, le MCU envoie alors des signaux pour éteindre le liquide de refroidissement.

Machine-outil

La machine-outil est l'un des composants de base de la machine CNC. C'est le composant qui effectue les opérations de transformation de la matière première en produit fini. La machine-outil est contrôlée par le MCU. La machine-outil se déplace vers l'avant, vers le haut, vers le bas, etc. éliminant ainsi petit à petit la matière de la pièce. Quelle doit être la vitesse de la broche, quand le liquide de refroidissement doit-il s'allumer / s'éteindre, quelle doit être la vitesse d'avance ? tous ces paramètres sont spécifiés par l'opérateur sous forme de code et ainsi la machine-outil fonctionne en conséquence.

Mécanisme d'entraînement

Le mécanisme d'entraînement se compose d'un moteur d'entraînement et d'un agencement de vis à billes avec un mécanisme de rétroaction. Le MCU signale au moteur de tourner, ce qui fait tourner à son tour la vis à billes qui est connectée au moteur d'entraînement. La glissière de table sur laquelle la pièce est placée pour l'usinage est montée sur la vis-mère. Ainsi, lorsque la vis-mère tourne, la glissière de la table se déplace d'avant en arrière en conséquence. Un mécanisme de rétroaction est placé à l'extrémité de la vis-mère pour signaler les changements au MCU. Cela permet une plus grande précision dans le mouvement de la glissière de la table.

Unité d'affichage 

Il s'agit d'un moniteur qui affiche l'entrée, la sortie et d'autres informations et paramètres système utiles.

Fonctionnement d'une machine CNC

Voici les étapes de fonctionnement d'une machine CNC :

• L'opérateur entre les codes G et les codes M dans le contrôleur CNC et démarre le processus.
• Ce programme est ensuite traité par l'unité de contrôle de la machine.
• Le MCU ordonne ensuite à la machine-outil et au mécanisme de plongée de prendre position.
• Ensuite, la pièce est usinée selon le programme qui y est entré.
• Le système de retour donne un retour au MCU.
• Le MCU allume/éteint également les différents composants en fonction du programme.
• Le MCU envoie également la sortie ou le retour à l'opérateur via l'écran.

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Types de machines CNC 

Les différents types de machines CNC sont :

• Fraiseuse CNC
• Tour CNC
• Routeur CNC
• Découpeur plasma CNC
• Machines d'électroérosion CNC 

Fraiseuse CNC

La fraiseuse CNC est similaire à la fraiseuse conventionnelle, cependant, elle est automatique et plus précise que la fraiseuse conventionnelle.

HafeezJD, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

La fraiseuse CNC est capable d'effectuer toutes les opérations effectuées par une fraiseuse. Une fraiseuse CNC occupe beaucoup de surface au sol et coûte cher.

Tour CNC

Un tour CNC peut être considéré comme un tour automatique. Le tour CNC peut effectuer le tournage, le tournage conique, le perçage, le rainurage, le moletage et presque toutes les opérations pouvant être effectuées sur un tour.

Mike Zielinski, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Routeur CNC

Le routeur CNC est une mise à niveau du routeur portable. Il est capable de couper des matériaux comme l'acier, l'aluminium, la mousse, le plastique, le laiton, etc. La plupart des routeurs peuvent usiner en 3 axes (c'est-à-dire X, Y, Z). .

Rickwashburn1, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Découpeur plasma CNC

Le découpeur plasma CNC utilise une torche plasma pour couper les métaux en les faisant fondre. Il est généralement utilisé pour couper des tôles. Il peut facilement couper des métaux lourds comme l'acier. Ces machines sont similaires aux routeurs CNC, cependant, elles sont limitées à 2 axes uniquement.

Zgyricky, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Machine d'électroérosion CNC

Cette machine utilise des étincelles électriques pour faire fondre le métal et ainsi l'usiner. L'outil ici dans ce cas est une électrode. Il y a un espace entre l'outil et la pièce. Un fluide diélectrique passe en continu à travers l'espace. L'ensemble du processus est contrôlé par ordinateur.

Machine de découpe laser CNC

La machine de découpe laser CNC est similaire au plasma CNC, sauf qu'au lieu du plasma, un faisceau laser est utilisé pour couper la pièce. Ils sont généralement utilisés pour couper les métaux, le bois et le plastique.

S zillayali, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

Le laser CNC offre une certaine flexibilité, car l'intensité du laser peut être ajustée en fonction du matériau de la pièce à couper.

Avantages des machines CNC

Les avantages d'utiliser une machine CNC sont :

• La précision d'usinage de la pièce est très élevée.
• Les CNC peuvent être utilisées pour fabriquer des composants avec des tolérances plus strictes.
• Le taux de production est élevé en raison de moins de temps d'inactivité ainsi que d'erreurs réduites.
• Les erreurs humaines sont considérablement réduites.
• Le temps nécessaire pour terminer le processus d'usinage est comparativement moindre.
• Ces machines sont extrêmement fiables grâce à leur grande précision.
• Amélioration de la productivité.
• Mieux adapté à la production à grande échelle.
• Le programme peut être enregistré et exécuté ultérieurement.
• Il peut être utilisé 24 heures sur 24 avec très peu de temps d'arrêt.
• Les conceptions complexes peuvent être produites en un minimum de temps avec une grande précision.

Limites des machines CNC

• Le principal facteur limitant pour les machines CNC est qu'elles sont très chères.
• Ces machines sont de construction complexe.
• Ils nécessitent une surface au sol considérable.
• Les systèmes de contrôle utilisés dans les CNC sont chers.
• En raison de la construction complexe des CNC, leur coût de maintenance est élevé.

Utilisations de la machine CNC

Voici les applications des machines CNC :

• Ils sont utilisés pour la fabrication d'arbres, d'engrenages, de travaux carrés, de travaux arrondis, de travaux rectangulaires, de travaux filetés, de travaux coniques, de travaux fraisés, de perçage de trous, de rainures, etc.
• Ils sont utilisés dans les industries de fabrication pour couper des tôles.
• Les machines CNC sont également largement utilisées dans l'industrie du bois.
• Les machines CNC sont également utilisées pour tailler la pièce.

Si vous êtes intéressé par les machines CNC et que vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement, les codes G, les codes M, etc., consultez-le ici (* non sponsorisé) :Titans of CNC

C'est un aperçu de la machine CNC. Si vous aimez cet article ou si vous avez des suggestions, faites-le nous savoir dans les commentaires, nous aimerions l'entendre de votre part.

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