Introduction à La Programmation MOCN - users.skynet.beusers.skynet.be/gsp/metrologie/S06/intro_programmes.pdf · Trajectoire multi-quadrants..... 9 3.3. Changement de direction

MÉTROLOGIE & MOCN INTRODUCTION À LA PROGRAMMATION

SPRUYT G. MOCN - 1 / 18 I.S.I.P.S

Introduction à La Programmation MOCN



Table des matières

1. Format de la programmation .............................................................................................. 3 2. Système d'axes ................................................................................................................... 4 3. Programmation des trajectoires.......................................................................................... 5

3.1. Trajectoires linéaires .................................................................................................. 5 3.1.1. Parallèle à X ....................................................................................................... 6 3.1.2. Parallèle à Y ....................................................................................................... 6 3.1.3. Trajectoire linéaire quelconque.......................................................................... 7

3.2. Trajectoires circulaires ............................................................................................... 8 3.2.1. Sens horaire ........................................................................................................ 8 3.2.2. Sens antihoraire .................................................................................................. 8 3.2.3. Trajectoire multi-quadrants ................................................................................ 9

3.3. Changement de direction............................................................................................ 9 3.4. Programmation des quelques fonctions préparatoires et de cycles fixes ................. 10

4. Réglage des outils et mise en place de leurs correcteurs.................................................. 15 5. Exemple de programmation ............................................................................................. 16



1. Format de la programmation L'écriture d'un programme doit respecter l'ordre suivant :

N G X Y Z I J P Q F S T M

N C'est le numéro de séquence, de N0 à N9999. Fonctions préparatoires G Ces fonctions sont les suivantes :

G00 positionnement rapide G1 interpolation linéaire, G2 interpolation circulaire sens horaire, G3 interpolation circulaire sens antihoraire, G4 temporisation en fin d'usinage, G53 annulation des correcteurs, G56 validation des correcteurs, G80 annulation des cycles fixes tels que :

G81 perçage, G82 lamage, G83 perçage avec brise-copeau, G84 taraudage, G85 alésage avec remontée lente de l'outil, G86 alésage avec remontée rapide de l'outil et arrêt de broche, G89 alésage avec temporisation en fin de travail. G92 indique le transfert de l'origine choisie.

X, Y et Z Ce sont les coordonnées absolues du point final de la trajectoire (5 chiffres de 0 à 99 999 en centièmes de mm). I et J Ce sont les coordonnées relatives du centre d'une trajectoire circulaire par rapport au point initial de la trajectoire ; elles ont respectivement les mêmes signes que X et Y (5 chiffres de 0 à 99 999 en centièmes de mm).



P et Q Ce sont les projections sur les axes X et Y du rayon fictif d'un outil (R = 100 mm) placé sur le point final d'une trajectoire et normal à celle-ci. Ce rayon fictif, écrit en centièmes de mm (10000), permet à la CN de prendre en compte la correction puis de calculer la position de l'outil en fonction de son rayon réel placé dans le correcteur de rayon. F C'est la fonction adresse de la vitesse d'avance en mm/min (de 0 à 3 000). S C'est la fonction adresse de la sélection des vitesses de rotation de la broche. T C'est l'adresse de sélection d'un outil et de son correcteur. Dans T0302 par exemple, le premier nombre 03 indique le n° de l'outil sélectionné, le deuxième, 02, indique le n° du correcteur de longueur et de rayon. Fonctions adresses, ou codes M Ces fonctions sont les suivantes :

M ou M0 : lorsque cette adresse est lue, il y a arrêt des mouvements d'avance, de la broche et de l'arrosage ; M1 est un arrêt facultatif qui remplit les mêmes fonctions que M0 ; M2 est un ordre de fin de programme ; M3 est un ordre de mise en rotation de la broche dans le sens horaire ; M4 est un ordre de mise en rotation de la broche dans le sens antihoraire ; M5 est un ordre d'arrêt de broche ; M8 est un ordre de mise en fonction de l'arrosage ; M9 est un ordre d'arrêt de l'arrosage.

2. Système d'axes Le système d'axes est du type conventionnel, mais on a la possibilité de choisir l'origine du programme pour faciliter l'usinage et éviter les transferts de cotes. Cette origine se programme manuellement ou peut être transférée grâce à la fonction G92. Pour éviter tout malentendu et rendre plus facile la compréhension des réglages, on supposera que c'est l'outil qui se déplace et non les supports de pièce.



Lorsque la machine est sur « ses origines » — butées électriques de fin de course, butée longitudinale, butée transversale, butée verticale —, on dit qu'elle est en prise d'origine sur butées, ou POB. Lorsqu'on désire choisir une origine différente de POB sur un point quelconque de la table ou sur une pièce montée sur la table, il faut procéder de la façon suivante (Fig. 1) : On déplace la broche manuellement puis on la centre sur l'origine choisie que l'on matérialise par des artifices de réglage. Au cours de ces déplacements, il est facile, grâce à la visualisation, de relever la valeur des déplacements effectués ( ), ,X Y Z−Δ −Δ −Δ et de les introduire, en les validant, dans les correcteurs d'axes. Ainsi, la nouvelle origine absolue sera située en 0'.

Figure 1

3. Programmation des trajectoires

3.1. Trajectoires linéaires Fonction préparatoire G01 ou G1, coordonnées du point à atteindre XYZ, correcteurs de rayon PQ. On a observé qu'en tournage, on programmait la trajectoire du centre du rayon de l'outil. En fraisage, on programme le contour réel de la pièce sans tenir compte du rayon de la fraise choisie. Mais il faut placer, en fin de trajectoire, des correcteurs P et Q qui sont les projections sur les axes X et Y d'un rayon fictif R = 100 mm normal au profil du contour en fin de trajectoire



3.1.1. Parallèle à X Considérons une trajectoire linéaire AB parallèle à X (Fig. 2).

Figure 2 Le format de la séquence concernée, après le premier point A programmé à l'altitude Za, est :

N G1 XB YB P0 Q10000 F P et Q sont exprimés en centièmes de mm. La normale au point d'arrêt de la trajectoire porte le vecteur Q.

3.1.2. Parallèle à Y Considérons une trajectoire linéaire CD parallèle à Y (Fig. 3.)

Figure 3



Le format de la séquence concernée, après le premier point C programmé à l'altitude Zc, est :

N G1 XD YD P10000 Q0 F La normale au point d'arrêt de la trajectoire porte le vecteur P.

3.1.3. Trajectoire linéaire quelconque Considérons une trajectoire linéaire GH quelconque (Fig. 4 ).

Figure 4 Le format de la séquence concernée, après le premier point G programmé à l'altitude Zg, est :

N G1 Xh Yh P-5000 Q8660 F

Les deux vecteurs de correction P et Q permettent au programmeur d'ignorer le rayon réel de l'outil lors de l'élaboration du programme. Ce n'est qu'en fonction de l'outil disponible et au moment des réglages que l'opérateur placera dans le correcteur de rayon d'outil le rayon réel de l'outil choisi. Le calculateur déterminera les trajectoires en fonction de ce rayon et situera le centre de l'outil à une distance précise du contour. P et Q sont les composantes du rayon fictif R (dans le programme), respectivement sur X et Y. Lorsque dans une séquence, X change de signe ou de valeur par rapport à la séquence précédente, il faut récrire P. De même pour Y et Q.



3.2. Trajectoires circulaires Fonctions préparatoires G2 ou G3, coordonnées du point à atteindre XY, coordonnées du centre du cercle IJ, correcteurs de rayon PQ. La programmation s'effectue quadrant par quadrant. Dans une même séquence, on ne peut programmer qu'un seul quadrant.

3.2.1. Sens horaire Considérons une trajectoire circulaire AB parcourue dans le sens horaire (Fig.5a). I et J sont les coordonnées du centre de la trajectoire circulaire par rapport au point de départ A de la trajectoire. Le format de la séquence concernée, après le premier point A programmé à l'altitude Za, est, F étant la vitesse d'avance :

N G2 XB YB I0 J-4000 P10000 Q0 F

Figure 5a et b

3.2.2. Sens antihoraire Considérons une trajectoire circulaire CD parcourue dans le sens antihoraire (Fig. 5b). Le format de la séquence concernée, après le premier point C programmé à l'altitude Zc, est :

N G3 XD YD I-4000 J0 P0 Q 10000 F



Les deux coordonnées du centre doivent satisfaire la relation suivante :

2 2R I J= +

3.2.3. Trajectoire multi-quadrants Considérons une trajectoire circulaire coupant l'un des axes. Soit Y l'axe coupé et CD la trajectoire parcourue dans le sens horaire (Fig. 6).

Figure 6

Le format des séquences concernées, après le premier point programmé à l'altitude Zc, est :

N G2 XE YE I2828 J-2828 P0 Q10000 F

N G2 XD YD I0 J-4000 P7071 Q7071 F

Lorsqu'on coupe un axe, il faut changer de séquence pour situer la courbe à l'intérieur du quadrant qui la concerne.

3.3. Changement de direction Lorsqu'on change de direction sur un profil extérieur, au lieu de prolonger la trajectoire de l'outil pour que son centre s'arrête sur la bissectrice de l'angle que font les profils entre eux, on fait accomplir à l'outil une rotation de mise en position pour le situer normalement au profil consécutif. Considérons une trajectoire ABC en ligne brisée (Fig. 7).



Figure 7 Le format des séquences concernées, après le premier point programmé à l'altitude Za, est : N G1 XB YB P0 Q10000 F N G2 XB YB I0 J0 P10000 cosα Q10000 sinα F N G1 XC YC P10000 cosα Q10000sinα F La fraise tourne autour du point B pour prendre la direction de C. Au point B les coordonnées du centre de rotation sont nulles.

3.4. Programmation des quelques fonctions préparatoires et de cycles fixes

Programmation des fonctions préparatoires G53, G56, G80, des cycles fixes G81, G82, G83, G84, G85, G86, G89 et de G92 G53 provoque l'annulation d'un correcteur de rayon et de longueur. G56 provoque la validation d'un correcteur de rayon et de longueur. Ces fonctions préparatoires sont indispensables pour annuler ou valider un ou plusieurs correcteurs de façon définitive. Considérons un programme qui comporte plusieurs outils et plusieurs correcteurs. Si l'on veut annuler un correcteur d'outil pour le remplacer par un autre, on opère de la façon suivante : N T0201: outil n° 2, correcteur n° 1. N G56 : suite du programme de travail avec l'outil n° 2 et le correcteur n° 1. N G53 : annulation du correcteur n° 1.



N… : déplacement demandé sans correcteur — le déplacement peut être compris dans la même séquence que l'annulation. - N T0302 : outil n° 3, correcteur n° 2. N G56 : validation du correcteur n° 2. N… : suite du programme de travail avec l'outil n° 3 et le correcteur n° 2. N T0403 : ce correcteur est toujours validé par G56 qui valide également tous les correcteurs situés à sa suite jusqu'à la présence de G53. G80 provoque l'annulation d'un cycle fixe (perçage, alésage, taraudage). Par conséquent, on ne peut dissocier cette fonction d'annulation d'une fonction d'un cycle fixe. Considérons par exemple un programme de perçage comportant le perçage de 4 trous d'égale profondeur, fonction G81 (Fig. 8).

Figure 8 Le programme sera composé des séquences suivantes : N T0101 M0 : outil n° 1, n° 1 correcteur, arrêt de la machine (M0). N S11 M3 : vitesse et sens de rotation de la broche N G56 Xp1 Yp1 F3000 M8 : déplacement rapide (F3000) sur Pl, lubrification (M8). N Z200 : descente rapide de la broche à 2 mm du plan-pièce pris comme plan de jauge de l'outil.



N G81 Z-2000 F200 : cycle de perçage G81, descente de travail à — 20 mm à la vitesse de 200 mm/min. Le retour rapide à Z200 sera automatique. N Xp2 Yp2 : après le cycle fixe, tous les déplacements sur les points de perçage comprendront implicitement descente travail et remontée rapide à 2 mm au-dessus de la pièce. N Xp3 Yp3 N Xp4 Yp4 N G80 : annulation du cycle fixe. L'annulation laisse l'outil au-dessus du dernier point programmé à 2 mm du plan-pièce. On peut jumeler dans la même séquence G80 et G53. Toutes les fonctions cycles fixes agissent de la même manière et sont annulées par G80. G92 provoque le décalage de l'origine choisie à condition qu'elle soit suivie des coordonnées de la nouvelle position XY et Z. Elle peut être utilisée en vue de l'usinage de structures identiques ou non sur une même pièce ou sur des pièces différentes avec décalage de l'origine. Considérons une série de pièces sur lesquelles il faut percer 2 trous. Usinage volontairement limité à 2 trous et à un décalage d'origine (Fig. 9).

Figure 9



Le programme sera composé des séquences suivantes : N10 T0101 M0 N20 S10 M3 N30 G56 X+2000 Y+2000 F3000 M8 : origine choisie sur la première pièce. N40 Z400 N50 G81 Z-1000 F65 N60 X-2000 Y-2000 (en l'absence de signe le nombre est déclaré positif). N70 G80 G53 Z0 F3000 : G80 annule le cycle, G53 annule le correcteur de longueur et l'action ZO F3000 replace l'outil sur l'origine choisie en Z en vitesse rapide (3 000 mm/min). N80 G92 X-40000 Y-10000 : l'origine choisie passe de la pièce 1 sur la pièce 2. N90 G56 X2000 Y2000 F3000 N100 Z400 N110 G81 Z-1000 F65 N120 X-2000 Y-2000 N130 G80 G53 Z0 F3000 M5 M9 : arrêt de la broche (M5), arrêt de la lubrification ou de l'arrosage (M9). N140 G92 X40000 Y10000 M2 : décalage de l'origine actuelle vers la première pièce, arrêt du programme.





4. Réglage des outils et mise en place de leurs correcteurs Le réglage des outils a toujours créé, par le passé, des difficultés pour prédéterminer avec soin et précision les positions d'origine des outils. Les correcteurs de rayon et de longueur prennent en compte, avec précision et rapidité, les jauges d'outil qui permettent de décaler les origines en fonction des caractéristiques physiques des outils (longueur et diamètre). Cependant, le programmeur doit choisir, dès l'élaboration du programme, le plan de jauge des outils ou l'origine C'est à partir de ce plan ou de cette origine qu'il établira les cotes de profondeur. Principe de réglage (Fig.10)

Figure 10 L'origine choisie en Z peut être en POB ou légèrement décalée à Z = — 20. Sans connaître Zp, Zf et la position de la pièce, l'opérateur amène l'outil T0101 sur le plan de jauge arbitrairement choisi par le programmeur. Il visualise la valeur du déplacement ( — Zc) qu'il introduit dans le correcteur de longueur correspondant (01). Cette valeur une fois mémorisée transfère l'origine choisie à une distance — Zc, ce qui place l'outil au niveau du plan de jauge ou sur l'origine du programme d'où partent les cotes de profondeur de l'usinage.



On procède de même pour le réglage des outils compris dans un programme. La fonction G56 validera cette nouvelle origine et G53 l'annulera pour la replacer sur l'origine choisie (Z0).

5. Exemple de programmation Sur une pièce d'essai en alliage léger, on effectue l'usinage du contour repéré 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, ainsi que les 2 trous de diamètre 10 (Fig. 11).

Figure 11

Conditions de travail Le contournage nécessite l'usinage suivant F 1 et F2 et, par conséquent, l'emploi d'une fraise 2 tailles coupe « Alu ». L'usinage des 2 trous fait apparaître un chanfrein, ou fraisurage, d'une profondeur de 0,4, ce qui implique l'emploi d'un foret de diamètre > 10. L'état de surface sur le contour est situé dans les limites d'un usinage moyen. Données complémentaires Après analyse succincte, on fixe arbitrairement le point de départ de l'outil et du programme sur 20 pour terminer sur 80. Le fraisurage sera usiné en même temps que le pointage à l'aide d'un foret de diamètre 15 série ultracourte pour éviter la flexion ou déviation.



Choix des outils Fraise 2 tailles coupe « Alu » diamètre 40, z = 3 dents (T0101). Foret diamètre 15 coupe « Alu » série ultracourte affûtage trois pentes (T0202). Foret diam. 10 coupe « Alu » série moyenne (T0303). Conditions de coupe Vc = 80 m/min pour le fraisage et Vc = 60 m/min pour le perçage. Avances : fraise, avance par dent s/d = 0,12 ; foret diamètre 15, s = 0,15; foret diamètre 10, s= 0,1. Fréquences de rotation et avances par min T0101 : n ≈630, soit S10, et F = 630 x 0,12 x 3 = 226,8, soit F240. T0202 : n ≈1 000, soit S12 et F150 (150 mm/min), T0303 : n≈ 1 600, soit S12 et F160. La profondeur du fraisurage est donné en figure 12

Figure 12 Programme et commentaire % (FRAISAGE) NG T0101 M0 N8 S10 M3 : vitesse et sens de rotation. N10 G56 X-7500 Y3000 P0 Q10000 F3000 M8 : point 20 N20 Z-600: descente rapide de l'outil en dehors de la pièce. N30 X2500 Y3000 P0 Q10000 F240 : point 30 N40 G2 X4000 Y1500 I0 J-1500 P10000 Q0 F300 N50 G1 X4000 Y0 P10000 Q0 F240 N55 G2 X4000 Y0 I0 J0 P7071 Q-7071 N60 G1 X0 Y-4000 P7071 Q-7071



N65 G2 X0 Y-4000 I0 J0 P0 Q-10000 N68 X0 Y-4000 I0 J0 P-7071 Q-7071 N70 G1 X-4000 Y0 P-7071 Q-7071 N75 G2 X-4000 Y0 I0 J0 P-10000 Q0 N80 G1 X-4000 Y6500 P-10000 Q0 N90 G53 Z0 F3000 M5 : remontée rapide à l'origine après annulation du correcteur. N100 T0202 M0 (POINTAGE FRAISURAGE) N110 S11 M3 N120 G56 X-1600 Y0 F3000 M8 N130 Z200 N140 G81 Z-222 F150 N150 X1600 Y0 N160 G80 G53 Z0 F3000 M5 M9 : annulation cycle fixe et correcteur. N170 X-6000 Y0 : point de changement d'outil. N180 T0303 M0 (PERCAGE) N190 S12 M3 N200 G56 X-1600 Y0 F3000 M8 N210 Z200 N220 G81 Z-1700 F160 N230 X1600 Y0 N240 G80 G53 Z0 F3000 M5 M9 N250 X-7500 Y3000 M2 : retour au point de départ et arrêt programme (M2).

Documents

Introduction à La Programmation MOCN - users.skynet.beusers.skynet.be/gsp/metrologie/S06/intro_programmes.pdf · Trajectoire multi-quadrants..... 9 3.3. Changement de direction