Fabrication assistée par ordinateur
FAO est l'acronyme de Fabrication assistée par ordinateur (en anglais, CAM
pour Computer-aided manufacturing)
La FAO est l'utilisation de solutions logicielles pour définir les opérations de
fabrication. La FAO est un outil de programmation qui permet de fabriquer des
modèles physiques à l'aide de programmes de CAO (conception assistée par
ordinateur).
La FAO n'est pas uniquement un outil de programmation de CN (commandes
numériques). Ses fonctions ont été étendues pour mieux intégrer les solutions
PLM de CAO/IAO.
Après avoir conçu votre pièce à l'aide d'un logiciel de CAO ou de DAO, il
faut transformer ce dessin en commandes de déplacement compréhensible par une
machine.
C'est ce que fait le logiciel de FAO (Fabrication assistée par ordinateur)
Logiciel de FAO
Ce logiciel permet de piloter la machine à partir de :
* Dessins directement fait dans le logiciel lui-même : logiciel intégré
* Dessins importés depuis un autre logiciel, généralement au format DXF ou PLT
pour le 2D. Le format STL est aussi utilisé en 3D.
En détourage 2D On doit ajouter au dessin des informations complémentaires
indiquant si l'on fait un détourage intérieur ou extérieur, le type de fraise
que l'on utilise et les vitesses associées.
L'ordre de découpe et les points d'entrées de chaque pièce peuvent aussi être
redéfinis.
* Un fichier élaboré dans un format de commande normalisé appelé G-Code ou
parfois 'code ISO'. Ce fichier peut être écrit directement par des programmeurs
de commande numérique expérimentés, ou plus généralement aujourd'hui être
produit par un autre logiciel. Un tel logiciel d'interprétation de code-G
nécessite des ressources machines très modestes et peut être utilisé sur des
ordinateurs obsolètes. On peut aussi envisager une solution à deux machines, une
machine de bureau pour élaborer le code-G, et une vieille machine dans l'atelier
pour interpréter celui-ci.
Les points importants :
* La prise en compte du diamètre de la fraise.
Si le logiciel ne le permet pas, vous êtes obligés de faire votre dessin en
tenant compte du diamètre de la fraise, impossible à changer, donc. La majorité
des versions récentes des logiciels permettent cette prise en compte.
* Les 'attaches'.
Dans le cas ou vous faites un détourage de pièce, afin de maintenir la pièce
découpée en place et aussi de maintenir une certaine rigidité à votre planche de
base, il peut être très utile de ne pas découper complètement les pièces en
laissant des parties attachées à la planche de base. On appelles ces éléments
restant des 'attaches'. Dans le cas de ma machine, ou la découpe se fait sur un
panneau disposé verticalement, les attaches sont indispensables, car sinon lors
de la chute de la pièce, vous risquez des ennuis sérieux.
* La gestion des accélérations.
Un moteur pas à pas ne peut pas accélérer trop fort sans perdre des pas. aussi,
la gestion des accélérations, surtout si votre machine est lourde, vous permet
d'utiliser une bonne démultiplication donnant de la force, sans trop être
pénalisé en vitesse. Mais votre électronique doit suivre et permettre aux
moteurs de fonctionner à une certaine vitesse (utilisation d'une régulation PWM,
ou chopper).
Il existe des logiciels en Français, les deux qui suivent sont des
développements amateur, mais néanmoins de qualité.
NinosCFAO, pour le fraisage 2D et 3D, module CAO intégré, logiciel remarquable,
en évolution permanente.
Importation fichier DXF et HPGL (.plt). Comporte un modeleur surfacique. Lit le
format STL.
Gère les accélérations, tient compte du diamètre des fraises, et permet les
'attaches'. Vectorisation et mise en relief d'une image.
Peut produire du code-G (code ISO) Coût de la licence 70 Euros avec 2
installations ou 140 Euros avec un dongle USB ou //. En Français. A noter :
Ninos peut exporter du code-G, mais utilise un format propriétaire pour piloter
l'usinage (.GRV). La licence n'est nécessaire que pour la machine faisant
l'usinage ou exportant le code-G, le module conception est toujours accessible.
En version de base la licence périra au deuxième crash/changement de votre
disque dur... (droit à 2 clés non renouvelables), d'ou l'intérêt du dongle.
CnFraise, pour le découpage 2D.
Lit le format DXF. Tient compte du diamètre des fraises. Pas d'attaches... En
Français.
Le logiciel Kellycam (en Anglais) pour le découpage 2D bénéficie aussi d'une
certaine notoriété.
Le logiciel CastorCNC (Français) est actuellement en cours de développement.
Votre logiciel de FAO va soit vous permettre de commander directement la
machine, soit créer un fichier dans un langage de commande machine appelé
code-G.
Logiciel d'interprétation du code-G
Tous ces logiciels sont en Anglais.
Pour exécuter le code-G, un logiciel DOS de bonne qualité, qui coûte 60 $ (US),
TurboCNC. Utilisé sur un PC 486DX50, il peut débiter jusqu'a 9000 pas/seconde,
mais sur une machine un peu plus puissante, il peut aller jusqu'a plus de 40000
pas/sec. Pas de graphisme.
Master5 et Mach1-2 fonctionnent sous Windows, mais sont vendus à un tarif
sensiblement supérieur. Ils ont une présentation graphique facilitant leur
usage.
Sous Linux, existe le logiciel EMC.
Un logiciel en français : Cnc3Axes
Fonctionne sous Windows (98, Nt, 2000, XP), pilotage manuel et exécution de
code-G. Liaison vers la machine par le port parallèle (configurable).
Ce logiciel est encore en développement et ne gère pas encore les accélérations.
Les fonctions de corrections d'outils (G41, G42, G40), ainsi que les cycles de
perçage (G80, G81, G82) sont d'ores et déjà interprétées.
Site de l'auteur
Logiciels spécialisés
Il existe des logiciels dédiés à un usage particulier :
* Pour faire des écritures, DeskEngrave, Freeware qui produit un code
s'exécutant sur TurboCNC.
* Un logiciel utile pour tester les ports parallèles, parmon, sur le site de
Fred Bulback's http://www.geekhideout.com
.
Elaboration des parcours-outils
La modélisation 3D étant importée sur le progiciel de FAO puis relue par
celui-ci, il est possible de passer à la programmation des parcours outils, le
cœur de l'activité de la FAO. Le programmeur crée les parcours en respectant les
choix d'outil, les vitesses de coupe et d'avance, et les stratégies d'usinage à
mettre en œuvre. Le progiciel de FAO "plaque" les trajectoires des outils
choisis sur la modélisation 3D et enregistre celles-ci sous forme d'équations.
Depuis 1990-2000, les progiciels de FAO sont capables de reproduire
graphiquement (visualisation volumique) et d'une manière fiable, l'action des
outils dans la matière, permettant ainsi au programmeur de vérifier ses méthodes
d'usinage et éviter a priori les collisions sur les machines-outil. Il est
possible désormais de modéliser entièrement la machine outil et de visualiser
les mouvements des organes mobiles de celle-ci (tête, table, axes rotatifs) lors
de la simulation d'usinage : cette possibilité est précieuse lors de la
vérification et la validation de parcours en 5 axes, où les risques de collision
sont décuplés par rapport à un usinage plus classique, en 3 axes.
La Machine-Outil à Commande Numérique
La dernière étape consiste, depuis le programme de FAO (au format texte dit APT
ou au format binaire dit CLFile) ainsi élaboré, à générer les blocs ISO pour la
machine-outil. Ce programme de conversion est appelé un Post-Processeur. Il
existe également des logiciels indépendants de simulation d'usinage permettant
de reproduire en 3D le comportement de la machine-outil en décodant directement
les blocs générés par le Post-Processeur. Ceci permet de prendre en compte le
programme donné à la machine-outil et non pas le résultat de la FAO. Le fichier
ISO obtenu est transmis à la MOCN (Machine-Outil à Commande Numérique) par un
logiciel de DNC (Direct Numerical Control), puis exécuté par cette machine,
après la phase de réglage indispensable.
TP FAO
Tournage
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Lecture du dessin de définition
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Lecture du Contrat de Phase 10
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Lecture du Contrat de Phase 20
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Ouverture du dessin pièce |
Sous SolidWorks Ouvrir : ../TP EFICN tournage/poignée.sldprt |
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Recherche du repère dessin de la pièce |
Insertion - Géométrie de référence - Système de coordonnées Noter l’orientation et le point d’origine du repère. |
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Tournage Déclaration de l’origine programme |
Dans l’Arbre de création FeatureManager sélectionner Système de coordonnées 1, puis en maintenant la touche Ctrl, la pièce Poignée
Cliquer sur le bouton « Mise en place des composants » Remplacer Système de coordonnées 1 par OP1 Mettre 0 dans tous les décalages pour faire correspondre l’origine programme avec l’origine assemblage Valider par OK |
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Création d’un nouvel assemblage |
Fichier – Nouveau – Assemblage – OK |
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Insertion de la pièce |
Insertion – Composant – Depuis un fichier – poignée.sldprt Cliquer ailleurs que sur l’origine du repère de l’assemblage |
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Enregistrer l’assemblage |
Fichier – Enregistrer sous – poignée1 |
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Création des phases |
Cliquer sur le bouton « Gestion des phases »
Cliquer sur le bouton Tournage Compléter les renseignements (voir contrat de phase) Choisir la machine (Réal-T200) |
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Définition de la mise en position |
Onglet Mise en position Cliquer sur poignée-1 pour définir la pièce à usiner Choisir dans la liste déroulante Centrage long+Ponctuelle Compléter Porte pièce : Mandrin Valider par OK |
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Création du point origine |
Sélectionner la surface avant coté conique de la pièce (plan d’origine) Passer en mode Esquisse
Cliquer sur le bouton Point Accrocher le centre et cliquer Fermer le mode esquisse |
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Création de l’origine programme |
Insertion + Géométrie de référence + Système de coordonnées Cliquer sur le point créé précédemment Cliquer dans la zone Axe Z, et sur la face avant de la pièce Vérifier l’orientation des axes Valider par OK |
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Définition du brut |
Cliquer sur le bouton « Gestion des phases » Onglet Brut Cliquer sur poignée-1 puis sur le cylindre Mettre 48 suivant Z et 40 en diamètre Compléter les renseignements matériaux Valider par OK |
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Choix des opérations |
Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » :
Choisir dans la liste d’opérations proposés Mise en butée, puis sur |
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Choix des outils |
Cliquez sur le bouton outil : Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Butée Onglet Outil Entrer les N° outils et corecteurs : 2 Valider par OK
Sélectionner l’opération Mise en butée et associer l’outil Butée puis cliquer sur |
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Paramètres de l’opération |
Sélectionner l’opération Mise en butée et Onglet Opération Cliquer sur le bouton Approche rapide X puis Z Cliquer sur le bouton Pointer Compléter Garde radiale: 2 Valider par OK Simuler l’opération |
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Choix des opérations |
Sélectionner le trou à usiner
Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » : Valider la sélection par OK
Choisir dans la liste d’opérations proposés Pointer, puis sur Faire de même pour l’opération Percer |
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Choix des outils |
Cliquez sur le bouton outil : Onglet Bibliothèque, Foret TITEX, bouton Foret, Foret à Pointer Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase) Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage Valider par OK
Cliquez sur le bouton outil : Onglet Bibliothèque, Foret TITEX, bouton Foret, Foret ARS Alu Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase) Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage Valider par OK
Sélectionner l’opération Pointer et associer l’outil Foret à pointer puis cliquez sur
Sélectionner l’opération Percer et associer l’outil Foret DIN 340 puis cliquez sur |
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Paramètres des opérations |
Sélectionner l’opération Pointer et Onglet Opération Cliquer sur le bouton Approche X puis Z Compléter Garde d’approche en Z : 2 et Diamètre de pointage : 6 Sélectionner l’opération Percer et Onglet Opération Cliquer sur le bouton Approche X puis Z Cliquer sur le bouton Perçage borgne Cliquer sur le bouton Percer avec débourrage Compléter Garde d’approche en Z : 2, profondeur maxi des passes : 5, et Longueur 19.134 Valider par OK Simuler les opérations pour vérifier les dégagements |
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Choix des opérations |
Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » :
Choisir dans la liste d’opérations proposés Dresser, puis sur |
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Choix des outils |
Cliquez sur le bouton outil : Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Charioter-Dresser Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase) Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage Valider par OK
Sélectionner l’opération Dresser et associer l’outil Charioter-Dresser puis cliquer sur |
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Paramètres des opérations |
Onglet Opération Cliquer sur le bouton Approche Z puis X Compléter Garde radiale : 2 , Profondeur de passe : 1, Longueur totale à usiner : 3 Valider par OK Simuler les opérations pour vérifier les dégagements |
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Choix des opérations |
Sélectionner une des surfaces à usiner.
Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » : Etendre la sélection par les boutons flèches, à toutes les surfaces à usiner.
Choisir dans la liste d’opérations proposés Ebaucher Profil, puis sur
Choisir dans la liste d’opérations proposés Finir Profil, puis sur |
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Choix des outils |
Cliquez sur le bouton outil : Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Contourner Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase) Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage Valider par OK
Sélectionner l’opération Ebaucher Profil et associer l’outil Charioter-Dresser puis cliquer sur
Sélectionner l’opération Finir Profil et associer l’outil Contourner puis cliquer sur |
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Paramètres des opérations |
Sélectionner l’opération Ebaucher Profil et Onglet Opération Cliquer sur le bouton Approche XZ Compléter Garde radiale : 2, Dépassement : 1, Surépaisseur axiale : 0.2, Profondeur de passe : 1, Surépaisseur radiale : 0.5 et Garde Axiale : 2 Onglet Technologie, Modifier la vitesse d’avance Sélectionner l’opération Finir Profil et Onglet Opération Cliquer sur le bouton Approche XZ Compléter Garde de Dégagement : 2, Garde d’accostage : 2 Valider par OK Simuler les opérations pour vérifier les dégagements |
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Création des phases |
Cliquer sur le bouton « Gestion des phases »
Cliquer sur le bouton Tournage Choisir la machine (Réal-T200) |
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Définition de la mise en position |
Onglet Mise en position Cliquer sur poignée-1 pour définir la pièce à usiner Choisir dans la liste déroulante Appui plan+Centrage court Compléter Porte pièce : Mandrin Valider par OK |
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Création du point origine |
Sélectionner la surface d’appui (plan d’origine) Passer en mode Esquisse
Cliquer sur le bouton Point Accrocher le centre et cliquer Fermer le mode esquisse |
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Création de l’origine programme |
Insertion + Géométrie de référence + Système de coordonnées Cliquer sur le point créé précédemment Vérifier l’orientation des axes Valider par OK |
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Déclaration de l’origine programme |
Dans l’Arbre de création FeatureManager sélectionner Système de coordonnées 2, puis en maintenant la touche Ctrl, la pièce Poignée
Cliquer sur le bouton « Mise en place des composants » Remplacer Système de coordonnées 2 par OP2 Valider par OK |
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Définition du brut |
Cliquer sur le bouton « Gestion des phases » Onglet Brut Cliquer sur poignée-1 puis sur le cylindre Mettre 46 suivant Z et 40 en diamètre Compléter les renseignements matériaux Valider par OK |
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Choix des opérations |
Sélectionner une des surfaces à usiner.
Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » : Etendre la sélection par les boutons flèches, à toutes les surfaces à usiner.
Choisir dans la liste d’opérations proposés Ebaucher Profil, puis sur
Choisir dans la liste d’opérations proposés Finir Profil, puis sur |
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Choix des outils |
Cliquez sur le bouton outil : Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Charioter-Dresser Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase) Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage Valider par OK
Cliquez sur le bouton outil : Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Contourner Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase) Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage Valider par OK
Sélectionner l’opération Ebaucher Profil et associer l’outil Charioter-Dresser puis cliquer sur
Sélectionner l’opération Finir Profil et associer l’outil Contourner puis cliquer sur |
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Paramètres des opérations |
Sélectionner l’opération Ebaucher Profil et Onglet Opération Cliquer sur le bouton Approche XZ Compléter Garde radiale : 5, Dépassement : 1, Surépaisseur axiale : 0.2, Profondeur de passe : 1, Surépaisseur radiale : 0.5 et Garde Axiale : 3 Sélectionner l’opération Finir Profil et Onglet Opération Cliquer sur le bouton Approche XZ Compléter Garde de Dégagement : 2, Garde d’accostage : 2 Valider par OK Simuler les opérations pour vérifier les dégagements |
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Génération |
Cliquer sur le bouton « Gestion des phases » Sélectionner la phase 10 Onglet CODE ISO Choisir la Machine : REAL-T200-750 Entre le N° de programme : 201 Cliquer sur le bouton Code le programme CN Le fichier est sauvegarder sous le nom Poignée1_T10.CN Sélectionner la phase 20 Onglet CODE ISO Choisir la Machine : REAL-T200-750 Entre le N° de programme : 202 Cliquer sur le bouton Code le programme CN Le fichier est sauvegarder sous le nom Poignée1_T20.CN |
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Vérification |
Vérifier le programme Imprimer le programme par le bouton Imprimante Sauvegarde sous un autre nom par le bouton Fichier Transfert vers la machine. |
TP (But de la Fabrication assistée par Ordinateur F.A.O.. La F.A.O. est le maillon intermédiaire de la chaîne numérique de la production de pièce mécanique)
