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1 UGV Trajectoires doutils et logiciels UGV Trajectoires doutils et logiciels.

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1 1 UGV Trajectoires doutils et logiciels UGV Trajectoires doutils et logiciels

2 2 CAO CN FAO Post - processeur Ludovic Pirard

3 3 La FAO vis à vis de lusinage CFAO sont en continuel développement Pièces toujours plus complexes Attention : Données technologiques liées au métierTrajectoires Apprentissage long pour optimisation des programmes Ludovic Pirard UGV trajectoires complexes Pour respecter les impératifs liés au procédé

4 4 Impératifs de programmation en UGV Eviter changements brusques de direction en cours dusinage mouvement le plus uniforme possible Eviter les chocs !! Adapter la programmation Vitesse élevée Section de copeaux constante (fz constant) (erreurs fatales) Ludovic Pirard

5 5 Trajectoires : potentialités de la machine Ludovic Pirard Passage progressif à UGV Taux horaire Coût machine + accessoires + logiciel performant (testé) Justifier lapport de lUGV Sécurité de lopérateur et du matériel Contrôle des collisions (erreurs fatales) Respecter fz (conditions de coupe) logiciel capable de gérer les avances suivant la géométrie Usure de la fraise Éventuellement : Contrôle du programme CN par logiciel spécifique

6 6 Eviter les à-coups Ludovic Pirard Vitesse davance Vf (env 40 m/min en max) Accélération (1,5 à 2 G) Attention : - Changements de direction et angles aigus (broche !!) - Trajets courts !! Optimisation des paramètres Gamme dusinage différente Passes Section de copeaux constante continuité des sollicitations de loutil Préparation de la finition soignée Préparation de la finition soignée (Ebauche rapide / Semi- finition) Eviter les discontinuités : fluidifier la trajectoire (arcs et splines) C et Justifier lutilisation de la grande vitesse

7 7 Ludovic Pirard Etapes dusinage Ebauche : Q Semi-finition : préparation pour la finition (escaliers) + reprise éventuelle Finition : Obtention du fini souhaité Pas de balayage

8 8 Ébauche de poches ouvertes ou fermées Evacuer un max de matière en un min de temps UGR (débit copeaux) Ludovic Pirard IMPORTANT : Evacuation des copeaux et de la chaleur !! Utiliser le minimum doutils : Pas davant –trou de perçage Hélice ou ramping 1 fraise dévidemment (voir le plus petit rayon dans la poche) 1 de reprise (reprise de crête) CAR : Perte de productivité (chgt doutil) Alésage à la fraise peut être suffisant Tout dépend des dimensions de la pièce Lors de la programmation de lébauche, on pense déjà à la finition !!

9 9 Plonger dans les poches en hélice ou en rampe Ludovic Pirard AVANTAGES : Leffort de coupe tend moins vers laxe de loutil Le copeau sévacue Pas besoin davant-trou (1 outil en moins) Attention : Respecter la correction davance Diamètre le plus grand possible

10 10 Ludovic Pirard POCHE OUVERTEPOCHE FERMEE Point de départ le plus éloigné des contours en hélice ou en rampe Balayage divergent du point de départ (sans rainurage) Point de départ hors pièce Balayage progressif dans la poche Pas de règle générale : - Optimisation des parcours suivant la logique dusinage et lexpérimentation - Choix du type de balayage important (la bonne stratégie)

11 11 Ludovic Pirard TROCHOIDAL Hors matière En travail = Cycle dusinage

12 12 Ludovic Pirard TROCHOIDAL Hors matière En travail AVANTAGES : Outil : pas le temps à loutil de séchauffer Passes de profondeur (ap) peuvent être plus importantes UGR Usure de loutil Temps de fabrication Évacuation des copeaux Nbr de dents peut être LOGICIELS : Trajectoires trochoïdales dans les options de poches Dans toute la poche ou uniquement lors dune détection dun travail en rainurage. Approche par des interpolations circulaires. meilleure fluidité dans le parcours.

13 13 Finition sur formes complexes Ludovic Pirard Arriver au niveau de qualité souhaité pour la forme à réaliser : - Tolérances - État de surface Finition fonction des ces aspects techniques et du coût Pas de balayage

14 14 Ludovic Pirard Parcours doutils Vitesse davance Pas de balayage faible pour un même temps dusinage + Diminution du polissage jusque 80%

15 15 Exemple : Fraise diam 8Fraise diam 6 Surface horizontale stratégie par pas de balayage

16 16 Ludovic Pirard Paramètre important : Hauteur de crête Adapter la hauteur de crête en fonction de la pente de la surface à usiner Paramètre dans logiciel Avec = angle de dépouille Contour 3D stratégie par Z constant

17 17 Ludovic Pirard Décomposer son travail Balayage en parallèle sur lensemble (simple mais perte de productivité) A EVITER Si possible (sauf p-ê en final) Les zones planes peuvent se faire à la fraise torique Hauteur de crête plus importante sur les zones les plus horizontales Tout dépend de la hauteur de crête et donc de létat de surface souhaité

18 18 Ludovic Pirard Choix de la stratégie dusinage Type de balayage important Fonction de : Loffre du logiciel !! La qualité de la pièce en final Difficulté de la programmation en FAO Applications métiers spécifiques (aubes, moulistes,…)

19 19 Ludovic Pirard Evolution des raccordements Important : Éviter les angles vifs atténuer les chocs dus aux changements de direction. Raccordement tangentiel Chgt de direction hors matière

20 20 Ludovic Pirard ATTENTION : Raccordements lors de changements de directions Evolution des raccordements dans la poche en FAO grande avance

21 21 Ludovic Pirard Stratégie de coupe en montée ou plongée Stratégie en Montée (étirage) Stratégie en Plongée (perçage) Vérifier la vitesse de coupe effective (Vceff) sur la surface !!

22 22 Transfert de données à la CN Ludovic Pirard Dynamique machine FAO adaptée CN adaptée Traitement des infos « programme » : rapidité Vitesse dexécution des infos aux axes / Nombre dinfos important Approche contour ! ErreurTolérance (facettes)

23 23 Ludovic Pirard APPROCHE = Interpolation par une fonction mathématique Compromis Tolérance fine Tolérance largeTrajet fluidifié Facettes faibles (meilleure approche dimensionnelle) Nbr blocs CN

24 24 Anticipation de la commande (Look ahead) Temps dexécution de blocs en UGV peuvent atteindre 1ms Prévoir les passages et modifier lavance de loutil CN tient compte de la géométrie Ex : la TNC heidenhain 530 lit 256 blocs CN à lavance et possède une vitesse dexécution de 0,5 ms CN vitesses dexécution importantes (- de 1 ms) MAIS Mécanique doit suivre Ludovic Pirard Problème : Diminution de lavance Capacité mémoire des nouvelles CN suffisante (OK) Nbr blocs CN

25 25 ATTENTION : Ne pas confondre ! Logiciel FAO Gérer la Vf dans les courbes convexes ou concaves CN Adapte la Vf dans les courbes pour éviter les à-coup Accélérations / décélérations La pré-analyse des blocs CN se fait en fonction de : Rayon de courbure Franchissement de points anguleux Ludovic Pirard

26 26 Adaptation de lavance Ludovic Pirard Gestion de laccélération (dV/dT) Déplacement Avance en fonction du temps ( + pts de passage)

27 27 Ludovic Pirard Essai sur Mikron HSM 400U : Ebauche et finition dune pièce 3D (type poche ouverte) Type de pièce : poche ouverte Ebauche depuis lextérieur du brut vers lintérieur + petit rayon : 1,6 mm finition avec fraise boule diam 3 mm Ne pas ébaucher avec une fraise diam 3 (temps dusinage ?) Ebauche avec fraise de + gros diam / Reprise dans les coins / Finition du fond et du bossage Rem : Il faut créer des géométries limites, … et exécuter des stratégies dusinage adaptées à chaque partie de la pièce

28 28 Ludovic Pirard Ebauche Fraise 2T (ou torique) diam 8 – 2 dents Ebauche partie supérieure Ebauche partie inférieure Usinage en parallèle de lextérieur vers lintérieur (2 poches ouvertes) Usinage en contournage descendant

29 29 Ludovic Pirard Finition des parties horizontales et verticales Pas de problèmes de variation des hauteurs de crête comme sur les surfaces complexes Partie horizontalePartie verticale Fraise 2T (ou torique) diam 8 – 2 dents Usinage en parallèle de lextérieur vers lintérieur (2 poches ouvertes) Usinage en contournage descendant

30 30 Ludovic Pirard Semi-finition et finition de la partie arrondie du contour Fraise hémisphérique diam 6 Semi-finition et finition par contournage descendant Hauteur de crête constante – plus faible en finition

31 31 Ludovic Pirard Semi-finition bossage et reprise dans les coins Fraise torique diam 4 Semi-finition Semi-finition en Z constant avec boucles tangentes entre passes finition Fraise boule diam 3 Finition à hauteur de crête constante en montant

32 32 Ludovic Pirard Solution de facilité ! Ebauche avec petite fraiseFinition sur toutes les surfaces (+) Temps de programmation + court ( - )Temps dusinage + long ( - ) Etat de surface mauvais ( - ) Usure doutil + rapide Trouver un juste milieu en fonction du type de pièce (petite, moyenne ou grande série) Trouver un juste milieu en fonction du type de pièce (petite, moyenne ou grande série) létat de surface et la précision demandée

33 33 Ludovic Pirard Usinage en 5 axes X C B Z Y

34 34 Cinématiques des machines

35 35 Sans débrider Attention précision Usinage en 5 axes positionnements

36 36 Ludovic Pirard Usinage en 5 axes simultanés Intérêt : inclinaison de la fraise pour atteindre la vitesse de coupe souhaitée Difficulté : - contrôle des collisions - éviter la rotation de laxe rotatif sans déplacement linéaire (talonnement doutil !!) Faire tourner les 5 axes en même temps, le moins possible ! (voir avantages et inconvénients) (-) Perte de précision (-) Difficulté de programmation (-) Risque accru de collisions (-) Coûts machine, opérateurs, périphériques (FAO, …) (-) Coûts pièces (-) Anticipation plus difficile (Look Ahead) Gestion de lavance difficile (+) Amélioration de létat de surface (bonnes conditions) (+) Pièces impossibles en 3 axes (contre- dépouilles) (+) Peut diminuer les longueurs doutils (+) Diminution des retournements de pièces

37 37 Angle frontalAngle latéral Angles dinclinaisons

38 38 1 point 1 courbe 1 surface Il faut sélectionner la surface à usiner mais également comment guider loutil pour donner un angle frontal et latéral Guidage de loutil

39 39 RoulantCirculaireCanaux intérieurs Exemples de stratégies 5 axes

40 40 Ludovic Pirard Exemple : Usinage en Roulant Usinage de surfaces en contre-dépouilles Usinage en roulant

41 41 Ludovic Pirard Usinage en roulant Attention aux angles vifs (différent si poche intérieure ou contour extérieur) Guide : Surface pilote Trajectoire suivant la courbe de fond Outil tangent à la surface

42 42 Ludovic Pirard Exemple : Projection de courbe sur surface Retouches, gravures … Guide : Surface pilote Trajectoire suivant la courbe Outil normal à la surface + Angle frontal ou latéral

43 43 Ludovic Pirard Rayons faibles : Avances en fonction du ap Lavance calculée au centre de loutil est différente suivant la prise de passe en profondeur (ap) Contrôle des angles max en fonctions des capacités de la machine et le contrôle des collisions Problème des angles max

44 44 Ludovic Pirard Usinage en roulant : Rattrapage angulaire Rattrapage angulaire Outil droit Contournement de langle vif Vf >> Vf Attention au contrôle de Vf pour des ap >>, lors du déplacement angulaire Loutil se prépare angulairement pour la direction suivante Déplacement linéaire en même temps que angulaire

45 45 Usinage circulaire Déplacement de loutil + Rotation de la pièce autour dun axe On peut ajouter un angle frontal et latéral Ex : Aube Guide : Surface pilote ou axe défini Trajectoire autour dun axe Outil normal à la surface Attention : si la pièce présente des coins vifs (Avance) Pièces longues avec outil fin

46 46 Ludovic Pirard Usinage canaux intérieurs Guide : Point Trajectoire : sur la surface autour du point Gestion des collisions difficile


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