Qu'est-ce que le CNC?
Le contrôle numérique (CNC) (également le contrôle numérique par ordinateur (CNC )) est le contrôle automatisé des outils d'usinage (forets, outils d'alésage, tours) et des imprimantes 3D au moyen d'un ordinateur. Une machine CNC traite un morceau de matériau (métal, plastique, bois, céramique ou composite) pour répondre aux spécifications en suivant une instruction programmée codée et sans opérateur manuel.
Une machine CNC est un outil manoeuvrable motorisé et souvent une plate-forme manoeuvrable motorisée, qui sont toutes deux contrôlées par un noyau informatique, selon des instructions d'entrée spécifiques. Les instructions sont livrées à une machine CNC sous la forme de fichiers de conception graphique assistée par ordinateur (CAD), qui sont transformés en un programme séquentiel d'instructions de contrôle de la machine telles que le code G, puis exécutées. Dans le cas des imprimantes 3D, la pièce à imprimer est "tranchée", avant la génération des instructions (ou du programme).
La CNC est une machine avancée et représente une amélioration considérable par rapport à un usinage de type non informatique qui nécessite un contrôle manuel, par des volants ou des leviers, ou un contrôle mécanique par des guides de motifs fabriqués (cames). Dans les systèmes CNC modernes, la conception d'une pièce mécanique et son programme de fabrication sont hautement automatisés. Les dimensions mécaniques de la pièce sont définies à l'aide d'un logiciel de CAO, puis traduites en directives de fabrication par un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO). Les directives résultantes sont transformées (par le logiciel "post-processeur") en commandes spécifiques nécessaires à une machine particulière pour produire le composant, puis sont chargées dans la machine CNC.
Étant donné qu'un composant particulier peut nécessiter l'utilisation d'un certain nombre d'outils différents - forets, scies, etc. - les machines modernes combinent souvent plusieurs outils en une seule "cellule". Dans d'autres installations, un certain nombre de machines différentes sont utilisées avec un contrôleur externe et des opérateurs humains ou robotiques qui déplacent le composant d'une machine à l'autre. Dans les deux cas, la série d'étapes nécessaires pour produire n'importe quelle pièce est hautement automatisée et produit une pièce qui correspond étroitement à la CAO d'origine.
La description
Le mouvement contrôle plusieurs axes, normalement au moins deux (X et Y), [1] et une broche d'outil qui se déplace dans le Z (profondeur). La position de l'outil est entraînée par des moteurs pas à pas à entraînement direct ou des servomoteurs afin de fournir des mouvements très précis, ou dans des conceptions plus anciennes, des moteurs via une série d'engrenages abaissés. Le contrôle en boucle ouverte fonctionne tant que les forces sont maintenues suffisamment petites et que les vitesses ne sont pas trop élevées. Sur les machines de travail des métaux commerciales, les commandes en boucle fermée sont standard et nécessaires afin de fournir la précision, la vitesse et la répétabilité exigées.
Description des pièces
À mesure que le matériel du contrôleur évoluait, les usines elles-mêmes ont également évolué. Un changement a consisté à enfermer l'ensemble du mécanisme dans une grande boîte par mesure de sécurité, souvent avec des verrouillages de sécurité supplémentaires pour garantir que l'opérateur est suffisamment éloigné de la pièce de travail pour un fonctionnement en toute sécurité. La plupart des nouveaux systèmes CNC construits aujourd'hui sont contrôlés à 100% par voie électronique.
Les systèmes de type CNC sont utilisés pour tout processus pouvant être décrit comme des mouvements et des opérations. Il s'agit notamment de la découpe laser , du soudage, du soudage par friction-malaxage, du soudage par ultrasons, de la découpe au chalumeau et au plasma, du pliage, de la filature, de la perforation, de l'épinglage, du collage, de la découpe de tissu, de la couture, du placement de ruban et de fibres, du routage, du prélèvement et du placement et du sciage.
Exemples de machines CNC
Moulin
Traduit des programmes composés de chiffres et de lettres spécifiques pour déplacer la broche (ou la pièce) à différents emplacements et profondeurs. Beaucoup utilisent le code G. Les fonctions incluent: fraisage de face, fraisage d'épaulement, taraudage, perçage et certains offrent même le tournage. Aujourd'hui, les fraiseuses CNC peuvent avoir 3 à 6 axes. La plupart des fraiseuses CNC nécessitent de placer votre pièce sur ou en elles et doivent être au moins aussi grandes que votre pièce, mais de nouvelles machines 3 axes sont en cours de production que vous pouvez mettre sur votre pièce et peuvent être beaucoup plus petites.
Tour
Coupe les pièces pendant leur rotation. Effectue des coupes rapides et précises, généralement à l'aide d'outils et de forets indexables. Efficace pour les programmes compliqués conçus pour fabriquer des pièces qui ne seraient pas réalisables sur des tours manuels. Spécifications de contrôle similaires aux fraiseuses CNC et peuvent souvent lire le code G. Ils ont généralement deux axes (X et Z), mais les modèles plus récents ont plus d'axes, ce qui permet d'usiner des travaux plus avancés.
Coupeur de plasma
Implique la découpe d'un matériau à l'aide d'une torche à plasma. Couramment utilisé pour couper l'acier et d'autres métaux, mais peut être utilisé sur une variété de matériaux. Dans ce processus, du gaz (tel que de l'air comprimé) est soufflé à grande vitesse hors d'une buse; en même temps, un arc électrique se forme à travers ce gaz de la buse à la surface à couper, transformant une partie de ce gaz en plasma. Le plasma est suffisamment chaud pour faire fondre le matériau à couper et se déplace suffisamment rapidement pour éloigner le métal en fusion de la coupe.
Usinage par décharge électrique
(EDM), également appelé usinage par étincelle, érosion par étincelle, combustion, enfonçage ou érosion par fil, est un processus de fabrication dans lequel la forme souhaitée est obtenue à l'aide de décharges électriques (étincelles). Le matériau est retiré de la pièce par une série de décharges de courant à récurrence rapide entre deux électrodes, séparées par un fluide diélectrique et soumises à une tension électrique. L'une des électrodes est appelée électrode d'outil, ou simplement "outil" ou "électrode", tandis que l'autre est appelée électrode de pièce, ou "pièce".
Machine multibroches
Type de machine à vis utilisée dans la production de masse. Considéré comme très efficace en augmentant la productivité grâce à l'automatisation. Peut couper efficacement des matériaux en petits morceaux tout en utilisant simultanément un ensemble d'outils diversifié. Les machines multibroches ont plusieurs broches sur un tambour qui tourne sur un axe horizontal ou vertical. Le tambour contient une tête de forage qui se compose d'un certain nombre de broches qui sont montées sur des roulements à billes et entraînées par des engrenages. Il existe deux types d'accessoires pour ces têtes de perçage, fixes ou réglables, selon que la distance centrale de la broche de forage doit être modifiée.
Wire EDM
Également connu sous le nom d'EDM de coupe de fil, d'EDM de brûlage de fil ou d'EDM à fil mobile, ce processus utilise l'érosion par étincelle pour usiner ou retirer le matériau de tout matériau électriquement conducteur, à l'aide d'une électrode à fil mobile. L'électrode en fil se compose généralement d'un matériau en laiton revêtu de laiton ou de zinc. Le fil EDM permet des coins proches de 90 degrés et applique très peu de pression sur le matériau. Étant donné que le fil est érodé dans ce processus, une machine d'électroérosion à fil alimente le fil frais d'une bobine tout en coupant le fil utilisé et en le laissant dans une poubelle pour le recyclage.
Sinker EDM
Également appelé EDM à cavité ou EDM à volume, un EDM à plongeur se compose d'une électrode et d'une pièce immergée dans de l'huile ou un autre fluide diélectrique. L'électrode et la pièce sont connectées à une alimentation électrique appropriée, qui génère un potentiel électrique entre les deux parties. À mesure que l'électrode se rapproche de la pièce, une rupture diélectrique se produit dans le fluide formant un canal de plasma et de petits sauts d'étincelles. Les matrices et moules de production sont souvent fabriqués avec un électro-érosion par enfonçage. Certains matériaux, tels que les matériaux en ferrite molle et les matériaux magnétiques liés riches en époxy ne sont pas compatibles avec le plomb EDM car ils ne sont pas électriquement conducteurs. [6]
Coupe jet d'eau
Également connu sous le nom de " jet d'eau ", est un outil capable de trancher en métal ou en d'autres matériaux (comme le granit) en utilisant un jet d'eau à haute vitesse et pression, ou un mélange d'eau et d'une substance abrasive, comme le sable. Il est souvent utilisé lors de la fabrication ou de la fabrication de pièces pour machines et autres appareils. Le jet d'eau est la méthode préférée lorsque les matériaux à couper sont sensibles aux températures élevées générées par d'autres méthodes. Il a trouvé des applications dans un certain nombre d'industries, de l'exploitation minière à l'aérospatiale, où il est utilisé pour des opérations telles que la coupe, le façonnage, la sculpture et l'alésage.
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