La programmation de commande numérique par ordinateur, communément appelée programmation CNC, implique le développement d’un code ou d’un programme informatique permettant à un ordinateur de faire fonctionner des machines-outils, du matériel et des outils.
Le programmeur CNC utilise un modèle numérique et développe un code informatique, y compris une série d’instructions, qui garantira le fonctionnement optimal des machines-outils. L’ordinateur programmé avec un code se connecte aux capteurs électriques et aux mécanismes d’entraînement et envoie des instructions à la machine-outil. Par exemple :
Le code fournit des instructions à la broche de la machine-outil et assure un mouvement précis dans des directions précises, lui permettant de couper, meuler ou presser différentes surfaces de matériaux dans différentes formes.
La programmation CNC fait partie intégrante de la stratégie de fabrication d’une entreprise, puisqu’elle permet la fabrication automatique de pièces en contrôlant chaque étape du processus.
Les entreprises de fabrication peuvent utiliser des machines-outils qui sont contrôlées par programmation CNC permettant ainsi de transformer des matières premières en produits finis de manière précise et fiable. La programmation CNC permet aux fabricants de créer en grandes quantités des produits finis de haute qualité.
La production en série à l’aide de machines CNC est rentable pour les fabricants, car elle permet de fabriquer des pièces plus rapidement et de manière plus homogène. Elle assure la qualité, la robustesse et la sécurité du produit.
Les machines CNC sont des outils d’usinage fiables pour fabriquer des pièces à géométrie tridimensionnelle ou de formes complexes. Les ordinateurs contrôlant les machines-outils utilisent des codes et des programmes CNC basés sur des modèles, des mesures et des calculs mathématiques pour assurer l’exactitude et la précision de l’usinage.
L’élaboration d’un programme CNC requiert une compréhension exhaustive du processus d’usinage. Il importe alors de suivre étape par étape les procédures de programmation. Des programmeurs CNC mal préparés créent des algorithmes et des codes informatiques dont les programmes peuvent contenir des erreurs. Cela entraîne une utilisation déficiente de la machine et des pièces inexactes, réduisant ainsi l’optimisation et la fiabilité de la machine. Voici les étapes qui précèdent la programmation CNC :
Commencez par déterminer les opérations d’usinage requises pour les pièces et les composants simples. En ce qui concerne l’usinage de pièces complexes, il devient difficile pour les programmeurs de rationaliser des processus déterminés.
Par exemple, peut-être qu’il n’existe pas d’instruction précise pour effectuer le fraisage et l’usinage de trous. Dans ce cas, il vous sera impossible de créer un programme ou un code sophistiqué pour faire fonctionner la machine de manière optimale.
De nombreux programmeurs trouvent difficile d’optimiser des graphiques complexes ayant des vues multiples réparties sur plusieurs pages. Nous vous recommandons d’utiliser des stylos de couleur afin de marquer les reproductions de dessins, surtout en ce qui concerne les dessins techniques.
Créez aussi une liste de surfaces usinées et utilisez des outils de pointe afin d’éviter d’oublier des codes. Ainsi, l’identification exhaustive des opérations d’usinage et une documentation appropriée peuvent vous aider à créer un programme CNC optimal.
Un autre facteur important à prendre en considération avant la création d’un programme CNC est l’élaboration de la version écrite du programme. Il faut analyser de manière rigoureuse la machine-outil et l’ensemble du processus avant d’initialiser et de terminer différentes opérations.
À ce stade-ci, il n’y a pas de place à l’erreur. Si vous sautez l’étape de l’analyse, il y a de fortes chances que l’usinage produise des pièces ou des composants inexacts. De nombreux programmeurs oublient des codes spécifiques lors de la préparation ou de la codification d’un programme complexe.
Assurez-vous d’utiliser des formulaires de séquence d’opérations et de documenter de manière adéquate l’ensemble de la programmation. Par exemple, vous pouvez utiliser le numéro de l’étape, les instructions, les noms des composants de l’outil de coupe, le numéro de la station d’usinage, la vitesse de rotation de la broche et les débits d’alimentation. De plus, prenez des notes à chaque étape afin d’optimiser le processus.
La version écrite du programme sera faite lorsque vous aurez rempli le formulaire de séquence d’opérations. Tout employé devrait comprendre le but et la fonction du programme.
N’hésitez pas à partager ces informations avec d’autres personnes au sein de votre entreprise si vous êtes incertain de votre séquence d’opérations ou si vous croyez que le processus sélectionné n’est pas optimal ni réalisable. Ainsi, en identifiant les failles il vous sera possible d’y apporter des modifications.
La réalisation d’opérations et de calculs mathématiques est idéale pour préparer un programme CNC. Vous devez calculer les coordonnées requises par le programme lors de la programmation manuelle.
Vous devrez calculer le débit d’alimentation en fonction des conditions de coupe, bien qu’il soit possible d’utiliser le système de FAO. Vous pouvez enregistrer les coordonnées séparément ou les écrire sur la copie de travail pour rationaliser le processus.
Un programmeur CNC crée des programmes destinés aux machines-outils qui coupent des matières premières comme le métal, le bois, le plastique et l’aluminium. L’objectif est de produire des pièces et des outils pratiques, fiables et de haute qualité.
Les machines CNC convertissent les fichiers numériques en instructions. Elles utilisent des dispositifs traditionnels, tels que des perceuses, des fraiseuses et des tours. Un programmeur CNC crée des codes informatiques permettant de contrôler et de diriger les fonctions de la machine.
Parallèlement, le programmeur crée et développe des codes ou des instructions spécifiques en analysant des plans et des modèles afin d’assurer une méthode d’usinage efficace. De plus, les programmeurs CNC utilisent généralement le logiciel de FAO pour créer des modèles tridimensionnels d’équipement, d’outils et des pièces.
L’objectif principal d’un programmeur CNC est de développer une solution fiable à partir du plan. Il s’agit de comprendre les spécifications du projet et d’exécuter les instructions en calculant, en mesurant et en coupant le matériau de base.
L’usinage CNC implique la transformation de matières premières en un produit fini de grande précision. La machine enlève le matériel excédentaire conformément aux instructions définies dans le code informatique développé dans le logiciel de DAO ou le plan de FAO.
L’utilisation de programmes de CFAO permet de créer le plan d’un produit avant de le fabriquer grâce à l’usinage précis CNC. Le but est d’usiner de manière très précise des produits ayant des contours tridimensionnels très détaillés.
L’objectif est de fabriquer une copie exacte du produit et de s’assurer que tout se passe bien. Par exemple, cela peut-être la fabrication de jouets pour enfants, d’automobiles, d’instruments médicaux, de navettes spatiales ou de tout autre produit nécessitant un usinage de précision à partir d’un plan.
L’utilisation de machines ou d’outils CNC est fortement recommandée pour couper, usiner, tourner et fournir des décharges électriques permettant ainsi d’obtenir un produit final de qualité supérieure. Même s’il est nécessaire qu’un technicien qualifié surveille le processus, une machine-outil CNC peut effectuer le processus automatiquement.
Le logiciel de DAO permet à un programmeur CNC de créer le plan de conception, alors que le logiciel de FAO permet au programmeur de traduire le plan de conception en instructions de fabrication pour la machine-outil.
De nombreux services d’usinage CNC sont utilisés pour la transformation de métaux en produits finis. Il s’agit notamment de la découpe au plasma, au laser et au jet d’eau. Chaque service de transformation de métaux possède ses avantages et ses inconvénients. Par conséquent, il serait utile de choisir le meilleur pour votre projet.
Par exemple, la découpe au jet d’eau est une option fiable pour la transformation de métaux, en particulier pour les projets qui nécessitent une très grande précision. La découpe utilisant le jet d’eau permet des coupes dans le métal qui sont faciles, fiables, simples et propres.
De plus, la découpe au jet d’eau présente un faible risque de dommages liés à la chaleur. Toutefois, elle est légèrement plus coûteuse que les autres méthodes.
D’un autre côté, la découpe au laser est une technique plus sophistiquée permettant d’effectuer des coupes propres dans le métal. La découpe au laser est une option plus abordable que la découpe au jet d’eau.
La réputation des technologies CNC a subi un réel essor ces dernières années parce qu’il est possible de programmer des machines pour exécuter diverses tâches basées sur des instructions informatiques ou des codes spécifiques. L’automatisation CNC ne nécessite aucune intervention humaine, car elle automatise les tâches des machines afin qu’elles puissent usiner, tourner et exécuter d’autres tâches.
L’automatisation CNC rationalise également certaines opérations, notamment l’ébavurage, le mesurage et le marquage. Par exemple, les machines CNC remplacent les opérateurs par des ordinateurs ou des robots, ce qui permet à l’équipement de fonctionner 24 heures par jour, 7 jours sur 7. L’automatisation CNC présente de nombreux avantages, notamment :
Les codes CNC permettent aux machines et aux équipements de contrôler automatiquement les opérations grâce à un ordinateur. Cependant, un programmeur CNC doit développer le code approprié qui donnera l’instruction à la machine puis s’assurer qu’elle fonctionne correctement.
Un programme CNC contient une séquence de codes spécifiques qui fournissent des instructions à la machine afin qu’elle exécute des tâches. Le code programmé combiné à l’outillage adéquat de la machine CNC garantit une fabrication fiable et reproductible de pièces de qualité supérieure.
Le langage de programmation code-G utilisé par un programmeur CNC permet de définir une séquence d’instructions et de commandes qui contrôlent la machine CNC. Le code-G est un langage de programmation simple permettant d’écrire des codes clairs et faciles à lire pour que la machine fabrique des pièces complexes grâce à l’usinage CNC.
Par exemple, le programmeur écrit « G » et y ajoute des chiffres. Ces codes ou instructions sont des commandes permettant de modifier la géométrie de la pièce. Par exemple, G00 est un code G qui fait référence à une vitesse de déplacement plus rapide. De même, G01 signifie un déplacement linéaire et G02 indique un déplacement dans le sens horaire. De son côté, G03 signifie que le déplacement se fait dans le sens antihoraire.
Le code-M contrôle diverses fonctions qui englobent les fonctions d’usinage non géométriques, comme la rotation de la broche, le démarrage et l’arrêt du programme, la mise en route et l’arrêt et les changements de palette.
M00 signifie l’arrêt du programme, M03 fait tourner la broche dans le sens horaire et M08-M09 fait référence à la mise en route de l’arrosage (liquide de refroidissement) et l’arrêt de l’arrosage. N’oubliez pas que le code-M est composé de la lettre M suivie d’un chiffre.
Les programmeurs CNC utilisent des logiciels pour créer des instructions ou des codes permettant à un ordinateur de contrôler des machines. Ainsi les machines-outils effectuent des opérations déterminées afin de produire des pièces.
L’objectif est d’automatiser la machine, de rationaliser l’outillage de la machine et d’augmenter l’efficacité du processus de fabrication. Le logiciel de CFAO permet de développer des programmes d’usinage CNC et de conception de pièces.
Ces logiciels développent des programmes pour les équipements et les outils d’usinage. Par exemple, le logiciel de FAO basé sur la géométrie permet le moulage, le poinçonnage ou le fraisage de pièces.
Les algorithmes fournissent des méthodes efficaces et spécifiques pour coder des machines afin qu’elles produisent des pièces à géométrie complexe, pour augmenter la durée de vie de l’outil et pour fabriquer des pièces de très grande précision. D’autre part, les logiciels de FAO basés sur des fonctions sont fiables pour l’usinage de masse et la production de composants plus simples. Il existe plusieurs applications logicielles de CFAO. Assurez-vous de choisir celui qui correspond le mieux à vos besoins.
La programmation CNC utilise des codes et des instructions spécifiques pour les machines-outils de commandes numériques, ce qui permet à l’équipement d’exécuter des fonctions sans l’intervention de l’opérateur. Les programmeurs CNC font fonctionner des machines dans les usines pour :
En un mot, la programmation CNC a transformé l’industrie manufacturière. Elle a permis de réduire le nombre d’opérateurs en ne gardant que quelques opérateurs expérimentés et qualifiés pour faire fonctionner l’équipement de manière efficace et fiable. Les programmes CNC destinés aux machines-outils permettent d’éliminer le gaspillage, de réduire les erreurs et de rationaliser les opérations.
Patrick fait parti de l’équipe de Global Partner Solutions depuis 2009, il occupe le poste de directeur des opérations. Patrick est passionné par l’efficience opérationnelle en milieu manufacturier. Il aime apporter des idées créatives afin d’améliorer les processus manufacturiers en combinant son expérience opérationnelle aux nouvelles technologies. Patrick s’appuie sur une expérience professionnelle riche et variée acquise en occupant plusieurs fonctions clés au cours de sa carrière pour amener et mettre en œuvre des solutions durables.
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