Conception, Fabrication, Assistées par Ordinateur (suite) En collège, nous utilisons une fraiseuse-perceuse à commande numérique composée de deux parties.

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3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

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

11 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

12 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

13 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.

14 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

15 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

16 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

17 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

18 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

19 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 ?

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