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

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

Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite) Centre d ’usinage CU60 Les principales machines à commande numérique - la fraiseuse - la fraiseuse sur laquelle on peut réaliser des opérations de fraisage, de perçage et de gravage - le tour - 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

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

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 31 e trou * Retour du foret à son point d ’origine Les repères dans l ’espace La 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 ’outil Capacité des courses : X = 300mm, Y = 210mm, Z = 99mm

Micro-fraiseuse La machine Usinage 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

Le poste de travail L’outil L’ordinateur C’est lui qui pilote la machine Les boutons marche-arrêt Conduit d ’aspiration des copeaux Mandrin et pince de serrage d ’outils La machine

Gravure d ’une pièce Fraisage, découpage, contournage, d ’une pièce Autre possibilité : le perçage Une poche Usinage d ’une pièce

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

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 les conditions de coupe

Les pièces réalisées avec le micro-tour Pions pour solitaire Quille porte-clé Les pièces réalisées avec le tour sont cylindriques, côniques voire partiellement sphériques.

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

Dessin Assisté par Ordinateur (Suite) La machine La 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

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

Les outils coupants Les fraises de Ø1 à Ø6 Les outils à graver Pointe javelot Foret de Ø0,8 à 3 Fraise 2 tailles, coupe au centre Outils permettant la réalisation de surfaçages, contournages, rainurages et poches

Conditions de coupe : -Vitesse de broche 6 à tours/min en fonction des matériaux - Avance en mm/s Arête tranchante Les outils coupants

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 ?

BESANCON - POUILLEY LES VIGNES - SAONE - CHATILLON LE DUC BESANCON - SAONE - PIERREFONTAINE - ST-VIT - Notre Dame