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Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite)
En collège, nous utilisons une fraiseuse-perceuse à commande numérique composée de deux parties. La structure de cette machine s ’apparente à celle des systèmes automatisés avec une partie commande et une partie opérative.
Micro-fraiseuse, Charly Robot piloté par un ordinateur avec le
logiciel GRAAL
La partie commande
- l ’ordinateur (unité centrale et ses périphériques) ou l ’automate programmable
- le logiciel de C.F.A.O servant à créer le fichier d ’usinage
La partie opérative
C ’est la machine avec ses actionneurs (moteurs), ses capteurs et ses organes de sécurité (carter et bouton d ’arrêt d ’urgence).
La C.F.A.O est un procédé qui permet à l ’aide d ’un système automatisé de concevoir, programmer les formes de la pièce à usiner et de réaliser les différentes opérations d ’usinage sans interrompre la chaîne de transmission des informations.Les machines utilisées en C.F.A.O sont des machines à commande numérique.
Définition de la C.F.A.O
Les différentes parties du système
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Conception, Fabrication,Assistées par Ordinateur (CFAO)
Le principe : La commande numérique avec calculateur va gérer et déterminer tous les déplacements. Il suffit de lui préciser les coordonnées des points :
- position de départ (origine)- position à atteindre (arrivée)- changement de direction (horaire et anti-horaire)- dégagement (point de sortie)
- la vitesse
Le système utilise un langage : c ’est le langage machine ISO, il traduit, transpose les données que nous lui avons imposées.
La Machine-Outil à Commande Numérique
La MOCN forme un ensemble comprenant une MO aux mouvements animés par :- des capteurs de mesures contrôlant les déplacements- un automate (élément électrique)- une armoire électrique de réglage - un pupitre de commande (par exemple le clavier de l ’ordinateur)
Remarque : les machines à commande numérique sont essentiellement utilisées pour la production de pièces en moyenne et grande séries, car leur coût de mise en œuvre et de programmation est élevé.
La commande numérique
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Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite)
Centre d ’usinage CU60
Les principales machines à commande numérique
- la fraiseuse sur laquelle on peut réaliser des opérations de fraisage, de perçage et de gravage
- le tour sur lequel on peut réaliser des opérations de tournage mais aussi de perçage
- le centre d ’usinage qui est une machine polyvalente pouvant réaliser une vingtaine d ’opérations d ’usinage sur une même pièce sans démontage de celle-ci grâce au magasin d ’outils qu ’il contient.
Les domaines d ’applications Ce sont essentiellement la mécanique, l ’électronique et le domaine de la gravure
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Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite)
La sécurité
Les machines sont équipées de systèmes de sécurité afin de prévenir tout risque d ’accident durant les opérations de préparation et de fabrication (voir micro-tour : la machine).
Ces sécurités permettent :
- de protéger l ’opérateur (carter de sécurité, bouton d ’arrêt d ’urgence = bouton coup de poing, capteur d ’ouverture du carter)
- de protéger la machine (bouton d ’arrêt d ’urgence, capteurs de fin de course)
Des exemples de fabrication en collège
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Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite)
Le cycle d ’usinage On appelle cycle d ’usinage l ’évolution de l ’usinage depuis la situation de départ jusqu ’au retour à sa situation de départ.
Exemple : le cycle de perçage d ’un circuit imprimé comprenant 31 trous de diamètre 0.8 mm à percer
* Départ du cycle
* Déplacement du foret jusqu ’à la position du premier trou
* Descente du foret de 0.8 mm
* Remontée du foret
* Déplacement du foret jusqu ’à la position du deuxième trou
* Etc
* Remontée du foret après le perçage du 31e trou
* Retour du foret à son point d ’origine
Les repères dans l ’espaceLa machine à commande numérique peut effectuer un déplacement horizontal longitudinal (axe x), un déplacement horizontal transversal (axe y), un déplacement vertical (axe z).
Selon la machine, certains déplacements sont donnés à l ’outil ou à la pièce.
Pratiquement, on distingue :
- l ’origine machine Om. C ’est la position de la machine en butée arrière.
- l ’origine pièce Op, elle est définie par l ’opérateur. Souvent, c ’est l ’angle supérieur gauche de la pièce.
Zone de travail de l ’outilCapacité des courses : X = 300mm, Y = 210mm, Z = 99mm
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Micro-fraiseuse
La machineUsinage d’une pièce
L ’usinage se fait par enlèvement de matière. La pièce est fixe avec déplacement de la table (X et Y) et l ’outil a un mouvement de rotation avec une translation en Z
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Le poste de travail
L’outil
L’ordinateurC’est lui qui pilote la machine
Les boutons marche-arrêt
Conduit d ’aspiration des copeaux
Mandrin et pince
de serrage d ’outils
La machine
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Gravure d ’une pièce
Fraisage, découpage, contournage, d ’une pièce
Autre possibilité : le perçage
Une poche
Usinage d ’une pièce
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Micro-tour
La machine
Les pièces
Usinage par enlèvement de matière. La pièce a un mouvement de rotation. L ’outil a un mouvement transversal (X) et longitudinal (Z). Certaines machines sont équipées d ’une tourelle révolver automatique à 4 outils
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2 moteurs permettant les déplacements (longitudinal-Z et transversal-X)
Capot de sécurité
Bouton d ’arrêt d ’urgence
Pièce tenue par un mandrin 3 mors
chariot porte-outils, avec 3 vis de fixation
La machine
La sécurité
L’outil et lesconditions decoupe
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Les pièces réalisées
avec le micro-tourPions pour solitaire
Quille porte-clé
Les pièces réalisées avec le tour sont cylindriques, côniques voire partiellement sphériques.
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Table traçante
La machine
Production d’un document
(Possibilité d ’utiliser le
format A3 ou A4)
Dessin Assisté par Ordinateur (D.A.O)
Les logiciels de D.A.O permettent de réaliser des dessins en 2D.
Exemples : DMT 20, Auto-sketch
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Dessin Assisté par Ordinateur (Suite)
La machineLa table traçante permet le traçage d ’un document technique avec déplacement du bras en XY (7 couleurs nous sont proposées)
feutre
Dessin Assisté par Ordinateur
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Dessin technique avec cotation, cartouche et échelle.
L’épaisseur des traits et l ’écriture sont normalisés.
Utilisation de la DAO avec le logiciel DMT20
Dessin Assisté par Ordinateur (Suite)
Production d ’un document
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Les outils coupants
Les fraises de Ø1 à Ø6 Les outils à graver
Pointe javelot
Foret de Ø0,8 à 3
Fraise2 tailles,
coupe au centre
Outils permettant la réalisation de surfaçages, contournages, rainurages et poches
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Conditions de coupe:-Vitesse de broche 6 à 10 000 tours/min en fonction des matériaux
- Avance en mm/s
Arête tranchante
Les outils coupants
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Exercices
Question 1 : Qu ’est-ce que la C.F.A.O ?
Question 2 : Citer 3 machines à commande numérique ?
Question 3 : Quels sont les domaines d ’application des machines à commande numérique ?
Question 4 : Quels sont les organes de sécurité sur les machines à commande numérique ?
Question 5 : Qu ’appelle-t-on un cycle d ’usinage ?
Question 6 : Quelles sont les deux parties de la fraiseuse à commande numérique ? Donner la composition de chacune de ces deux parties.
Question 7 : Citer 3 outils coupants utilisés sur la micro-fraiseuse ?
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BESANCON - POUILLEY LES VIGNES - SAONE - CHATILLON LE DUC
BESANCON - SAONE - PIERREFONTAINE -
ST-VIT - Notre Dame