Lernzettel: Introduction aux commandes CNC et cycles d'usinage

📋 Plan du Cours

1. Codification des instructions
2. Mesure et correction des outils
3. Palpeur à contact
4. Réglage sur machine
5. Autoréglage des machines-outils
6. Systèmes de coordonnées et G préparatoires
7. Interpolation linéaire et circulaire
8. Cycles de perçage et alésage
9. Taraudage et alésage fin
10. Exemples de programmes CNC

📖 1. Codification des instructions

🔑 Notions clés & Définitions

• Langage machine : Langage machine : Langage codé qui décrit les instructions sous forme de format et d’adresses normalisés ISO 6983-1.
• Norme ISO 6983-1 : Norme ISO 6983-1 : Référence internationale qui fixe le format variable et les adresses pour les instructions du CN.
• Fonction G modale : Fonction G modale : Fonction G qui reste active jusqu’à ce qu’une fonction contradictoire la révoque.
• Fonction G non modale : Fonction G non modale : Fonction G active seulement dans le bloc où elle est programmée.

📝 Points essentiels

• Les instructions d’un programme sont écrites dans un langage codé de type langage machine.
• Le format variable et les adresses des instructions répondent aux normes internationales ISO 6983-1.
• Une fonction G peut être modale et donc rester active jusqu’à une révocation.
• Une fonction G peut être non modale et alors n’agir que dans son bloc de programmation.

📖 2. Mesure et correction des outils

🔑 Notions clés & Définitions

• Correction de longueur d’outil : Correction de longueur d’outil : Valeur réelle de longueur introduite dans la CN pour compenser l’outil effectivement monté.
• Correction de diamètre d’outil : Correction de diamètre d’outil : Valeur réelle de diamètre introduite dans la CN pour compenser la fraise réellement montée.
• Appareil de mesure d’outil : Appareil de mesure d’outil : Outillage utilisé pour mesurer avant montage en broche ou en magasin d’outils les dimensions réelles des outils.
• Dispositif de correction d’outil : Dispositif de correction d’outil : Ensemble logiciel CN qui permet d’entrer les valeurs réelles mesurées de longueur et de diamètre.

📝 Points essentiels

• On programme d’après le plan, mais les dimensions exactes des outils ne sont pas connues à ce moment-là.
• La CN permet d’introduire les valeurs réelles de diamètre et de longueur des outils effectivement montés.
• Les valeurs sont mesurées sur chaque outil avant introduction en broche ou dans le magasin.
• La mesure se fait à l’aide d’un appareil de mesure d’outil avant l’usinage.

📖 3. Palpeur à contact

🔑 Notions clés & Définitions

• Palpeur à ouverture de contact : Palpeur à ouverture de contact : Capteur utilisé pour le réglage et le contrôle en déclenchant un événement lors du contact avec une pièce ou un étalon.
• Réglage et contrôle : Réglage et contrôle : Usages mentionnés du palpeur pour ajuster les références et vérifier des positions/états.

📝 Points essentiels

• Le palpeur à ouverture de contact est présenté par sa constitution et son principe de fonctionnement.
• Le document associe ce type de palpeur à des tâches de réglage et de contrôle des pièces ou repères.

📖 4. Réglage sur machine

🔑 Notions clés & Définitions

• Réglage par usinage : Réglage par usinage : Méthode où les corrections se déterminent en usinant une pièce, afin d’obtenir une précision minimale à chaque montage.
• Réglage par accostage d’étalon : Réglage par accostage d’étalon : Méthode où l’outil est réglé en s’approchant d’un étalon monté sur la machine.
• Dispersions de remise en position : Dispersions de remise en position : Variations dues aux remontages qui dégradent la précision quand on ne peut pas assurer la même remise en position.

📝 Points essentiels

• Le réglage est nécessaire à chaque montage avec un minimum de précision du porte-outil lorsque la remise en position n’est pas garantie.
• La méthode décrite comme “produisant le moins d’erreur” évite le démontage de l’outil et donc la dispersion de remise en position.
• Cette méthode tient compte du comportement dynamique de l’outil si les conditions de coupe sont conservées.
• Quand les cotes de réglage nécessitent une mesure sans démontage de la pièce, ou que les cotes de fabrication exigent démontage, les dispersions de remise en position doivent être prises en compte.

📖 5. Autoréglage des machines-outils

🔑 Notions clés & Définitions

• Autoréglage : Autoréglage : Réglage effectué directement sur le poste d’usinage de manière automatique.
• Système de mesure outil : Système de mesure outil : Moyen intégré servant à mesurer l’outil dans le cadre de l’autoréglage.
• Système de mesure pièce : Système de mesure pièce : Moyen intégré servant à mesurer la pièce dans le cadre de l’autoréglage.

📝 Points essentiels

• L’autoréglage combine un système de mesure outil et un système de mesure pièce pour effectuer le réglage automatiquement.
• L’autoréglage élimine les erreurs liées aux dispersions de mise en position.
• L’autoréglage nécessite un positionnement très précis des moyens de mesure dans les repères associés à la machine.
• La technique est présentée comme efficace et productive.

📖 6. Systèmes de coordonnées et G préparatoires

🔑 Notions clés & Définitions

• G52 : G52 : Fonction G qui applique un décalage du système de coordonnées programmable, pour reprogrammer la même forme ailleurs.
• G53 : G53 : Fonction G qui sélectionne temporairement le système de coordonnées machine, non modale.
• G54 à G59 : G54 à G59 : Ensemble de fonctions qui sélectionnent des systèmes de coordonnées numérotés 1 à 6.
• G90 : G90 : Mode de programmation absolue où les coordonnées d’arrivée sont données par rapport à l’origine pièce.
• G91 : G91 : Mode de programmation relative où les coordonnées programmées décrivent un déplacement à partir de la dernière position.

📝 Points essentiels

• G52 sert à déplacer l’origine pièce afin de rappeler une partie de programme sans recalcul complet des cotes.
• G53 n’est active que dans le bloc courant et ne remplace pas l’origine déclarée (G54 à G59).
• Le sens positif ou négatif du déplacement en G53 dépend des limitations machine par rapport au zéro machine.
• G90 et G91 sont des fonctions modales qui restent actives tant qu’on ne les change pas.

📖 7. Interpolation linéaire et circulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• G00 : G00 : Fonction G de déplacement linéaire en rapide.
• G01 : G01 : Fonction G de déplacement linéaire avec avances associées (F) et rotation broche associée (S).
• G02 : G02 : Fonction G d’interpolation circulaire dans le sens horaire et donnée comme modale.
• G03 : G03 : Fonction G d’interpolation circulaire dans le sens trigonométrique et donnée comme modale.
• Centre de cercle (I, J) : Centre de cercle : Paramètres permettant d’introduire un centre de cercle pour piloter une interpolation circulaire.

📝 Points essentiels

• En interpolation linéaire (G00/G01), la CN guide l’outil dans le plan programmé lorsque seules deux coordonnées sont données.
• Pour un déplacement tridimensionnel avec G01, une troisième coordonnée guide l’outil jusqu’à la position programmée en espace.
• G02/G03 utilisent des coordonnées de centre (I, J) ou permettent le rayon si le centre n’est pas fourni.
• En FANUC (selon le document), le centre est donné par rapport au point de départ du cercle et le rayon peut être programmé si les coordonnées du centre ne sont pas utilisées.
• Les fonctions G02 et G03 sont modales et sont révoquées par certains mouvements (G00/G01 et l’une par l’autre selon le cas).

📖 8. Cycles de perçage et alésage

🔑 Notions clés & Définitions

• Point R du cycle : Point R du cycle : Niveau de référence utilisé dans la définition des cycles où l’outil se positionne avant retrait ou reprise.
• G98 : G98 : Fonction précisant que le retrait du cycle se fait vers le point d’arrivée en Z.
• G99 : G99 : Fonction précisant que le retrait du cycle se fait vers le point R.
• G81 : G81 : Cycle de perçage simple décrit avec un format où les arguments entre crochets sont optionnels.
• G83 : G83 : Cycle de perçage avec débourrage où un paramètre Q impose des passes de profondeur.

📝 Points essentiels

• Le point de départ du cycle est l’arrivée en Z si R est omis, ou le point R si R est spécifié.
• Le retrait peut revenir soit à l’arrivée en Z (G98), soit au point R (G99).
• Dans tous les cas, le départ en Z doit être plus haut que le point de retrait R.
• G81 avance à la profondeur Z puis remonte en vitesse rapide vers le point de départ selon la logique G98/G99.
• G83 reproduit des perçages en passes de profondeur Q, en ressortant puis en redescendant jusqu’à atteindre la profondeur finale Z.

📖 9. Taraudage et alésage fin

🔑 Notions clés & Définitions

• G84/G74 : G84/G74 : Cycles de taraudage à droite ou à gauche, pouvant utiliser un paramètre de profondeur de passe P.
• P (profondeur de passe) : P : Argument optionnel permettant de réaliser le taraudage en plusieurs passes au lieu d’une seule passe jusqu’à Z.
• G76 : G76 : Cycle d’alésage fin exécuté à la tête à aléser avec rotation, indexage de broche et décalage Q.
• Indexage de la broche : Indexage de la broche : Action décrite dans le cycle G76 après arrêt de la rotation au fond du trou.

📝 Points essentiels

• G84 et G74 taraudent dans le sens indiqué et peuvent être décomposés en passes si l’argument P est fourni.
• Avec P, la CN taraude jusqu’à la profondeur P puis ressort, revient et taraude une nouvelle passe jusqu’à la profondeur finale Z.
• G76 fait tourner la broche, descend en avance travail jusqu’au fond, puis arrête la rotation et indexe la broche.
• Après indexage, un décalage d’une valeur Q est exécuté, puis la CN remonte vers le niveau de remontée R en avance rapide.
• La CN remet l’axe de la broche dans l’axe du trou, remet la broche en route, puis sort l’outil hors du trou.

📖 10. Exemples de programmes CNC

🔑 Notions clés & Définitions

• M2 : M2 : Fonction auxiliaire de fin de programme qui remet à zéro (RAZ) le système dans le cas des programmes principaux cités.
• M06 : M06 : Fonction de changement d’outil qui appelle l’outil défini par le numéro de magasin T.
• G43 H : G43 : Fonction citée avec H pour activer la prise en compte de la correction lors de l’appel d’outil dans l’exemple.
• G41/G42 : G41/G42 : Fonctions de compensation de rayon de l’outil activées avec sélection du côté dans l’exemple donné.

📝 Points essentiels

• Le document rappelle que M2 termine obligatoirement le programme principal et réalise une remise à zéro du système.
• Dans l’exemple, l’appel d’outil s’effectue par T avec M6 et la CN prend automatiquement en compte la correction de rayon et de longueur.
• L’exemple de FANUC montre G52 pour système de coordonnées local et G53 n’est pas utilisé dans l’extrait, tandis que G91/G90 modifient l’interprétation des déplacements.
• L’exemple de programme de pièce fournit des séquences avec G90 (absolu), F (avance) et S (vitesse broche), et inclut des interpolations G01 puis G02.
• Un autre extrait montre l’usage de G54 et la combinaison G43 H avec M3 après sélection d’outil et vitesse d’usinage.

📊 Tableaux de synthèse

G90 vs G91

Mode	Coordonnées programmées	Référence	Statut
G90	Position d’arrivée	Origine pièce	Modale
G91	Déplacement depuis la dernière position	Dernière position	Modale

G98 vs G99 (retrait de cycle)

Fonction	Retrait après perçage	Paramètre cité	Effet dans le document
G98	Retour à l’arrivée en Z	G98	Retrait vers Z d’arrivée
G99	Retour au point R	G99	Retrait vers R

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre G90 et G91 : en absolu (G90) on donne la position d’arrivée par rapport à l’origine pièce, alors qu’en relatif (G91) on programme un déplacement depuis la dernière position.
2. Croire que G53 remplace l’origine déclarée : le document précise que G53 est temporaire et ne remplace pas G54 à G59.
3. Oublier que le départ en Z doit être plus haut que le point R dans les cycles de perçage-alésage décrits.
4. Programmer une interpolation circulaire circulaire sans fournir centre/rayon alors que G02/G03 dépendent des paramètres I, J ou du rayon selon les cas cités.
5. S’imaginer que G02/G03 restent toujours actives sans révocation : le document indique qu’elles sont révoquées par certains mouvements (G00/G01 et l’autre fonction selon le cas).
6. Penser que G83 et G73 sortent toujours du trou de la même façon : G83 sort complètement alors que G73 ne sort pas et remonte de quelques dixièmes pour casser le copeau.
7. Confondre le rôle de Q dans G83/G73 et dans G76 : dans G83/G73 c’est une profondeur de passe, tandis que dans G76 c’est un décalage exécuté après indexage de la broche.

✅ Checklist Examen

1. Savoir décrire le rôle du langage machine et le fait que la codification suit ISO 6983-1.
2. Savoir distinguer fonction G modale et non modale et donner l’effet sur la durée d’action.
3. Savoir expliquer pourquoi la CN a besoin de corrections de longueur et de diamètre des outils réellement montés.
4. Savoir décrire l’usage de l’appareil de mesure d’outil avant introduction en broche ou magasin.
5. Savoir expliquer ce que vise le réglage sur machine (usinage ou accostage d’étalon) et pourquoi le démontage augmente les erreurs.
6. Savoir décrire le principe d’autoréglage (mesure outil + mesure pièce) et la condition de précision des repères.
7. Savoir distinguer G52 (décalage coordonné programmable) et G53 (sélection temporaire machine non modale) et rappeler l’activation bloc courant.
8. Savoir distinguer G90 (absolu) et G91 (relatif) et leur caractère modale.
9. Savoir identifier G00 et G01 (linéaire) et rappeler la logique “plan vs 3D” mentionnée avec les coordonnées programmées.
10. Savoir expliquer le principe d’interpolation circulaire G02/G03, le rôle possible du centre (I,J) et le principe de révocation/modalité.
11. Savoir utiliser les cycles de perçage-alésage : position du départ (Z ou R), logique de retrait avec G98/G99, et contrainte départ en Z au-dessus de R.
12. Savoir caractériser G81, G83 et G73 par rapport à la progression en profondeur et au comportement de sortie/reprise.
13. Savoir caractériser le taraudage G84/G74 (droite/gauche) et l’usage éventuel de P pour passes multiples jusqu’à Z.
14. Savoir décrire le cycle d’alésage fin G76 : rotation, arrêt au fond, indexage, décalage Q, remontée R et réalignement avant remise en route.