Dans le monde technologique et manufacturier actuel en développement rapide, Machines à commande numérique par ordinateur (CNC) sont indispensables. Pour un débutant dans l’industrie manufacturière, comprendre les bases de la CNC est très important. Cet article fournira une introduction inclusive aux bases de la CNC pour les débutants.
Connaissances de base en CNC
La commande numérique par ordinateur, qui signifie CNC, est la fusion de l'artisanat traditionnel et de la puissance de calcul moderne. Il s'agit d'une machine qui suit un ensemble de commandes d'un fichier numérique pour convertir les matières premières en pièces et produits complexes.
De la CAO à la CNC : le parcours d'une conception
Création de conception
Tout commence par une conception réalisée le plus souvent à l'aide d'un logiciel de CAO (Conception Assistée par Ordinateur). Cette conception numérique devient le modèle de la machine CNC.
Traduire la conception en langage machine
Le fichier CAO est converti par un logiciel CAM (Computer Aided Manufacturing) qui le traduit en un ensemble d'instructions appelées G-code qui peuvent être comprises par la machine CNC.
Internationaux
Le code G est lu par la machine CNC qui guide ensuite ses outils et composants sur les parties à sculpter, tailler ou découper dans le matériau.
Connaissances de base des machines CNC
Qu'est-ce qu'une machine CNC ?
Une machine à commande numérique par ordinateur (CNC) est un outil utilisé dans la fabrication qui fonctionne sous commande directe depuis un ordinateur. Au lieu d'être contrôlées manuellement par les opérateurs, des commandes spécifiques sont saisies par eux et exécutées précisément par ces machines.
L'histoire de cette technologie remonte aux années 1940 et 1950, où elle a depuis transformé la façon dont les choses sont fabriquées à cette époque jusqu'à aujourd'hui ; jouant ainsi un rôle important dans la fabrication de composants complexes et précis nécessaires dans divers domaines aujourd'hui.
Types de machines CNC
| Types de machines CNC | Description |
| Fraiseuses CNC | Utilisez des couteaux rotatifs pour enlever la matière. Déplacez-vous sur plusieurs axes pour des coupes complexes. Courant dans l’automobile et l’aérospatiale. |
| Tours CNC | Faites pivoter la pièce contre un outil de coupe. Utilisé pour les objets symétriques comme les vis ou les tiges. |
| CNC Router | Principalement destiné au travail du bois, adepte du creusement de zones dans le bois, le métal ou le plastique. |
| Coupeurs de plasma de commande numérique par ordinateur | Coupez des matériaux électriquement conducteurs à l’aide d’un jet de plasma chaud à grande vitesse. |
| Coupeurs laser CNC | Utilisez des lasers haute puissance pour une découpe précise. Convient aux métaux, bois, plastiques, etc. |
| Rectifieuses CNC | Affinez les surfaces ou affûtez les outils à l’aide d’une meule abrasive rotative. |
| Machines d'électroérosion CNC (EDM) | Mouler des métaux à l’aide de décharges électriques. |
Pièces de machines CNC
Porte-outils
Il s'agit de pinces ou de dispositifs spéciaux conçus pour maintenir en place les outils de coupe ou de façonnage pendant le processus d'usinage. Ils stabilisent l'outil assurant ainsi la précision pendant le travail.
Dispositifs de serrage
Ces dispositifs tels que les étaux, les mandrins, les pinces et les gabarits maintiennent la pièce fermement en position afin qu'il n'y ait pas de mouvement inutile pouvant entraîner de mauvaises coupes puisque toutes les mesures étaient basées sur un point stationnaire.
Systèmes de refroidissement
L'usinage génère souvent beaucoup de chaleur qui peut détruire à la fois l'outil et la pièce à usiner. Afin d'éviter la surchauffe et l'usure dues au frottement, les liquides de refroidissement sont des liquides distribués via un système conçu spécifiquement pour refroidir la zone de coupe pendant ce processus.
Présentateurs d'outils
Les prérégleurs d'outils établissent les dimensions exactes des outils avant qu'ils ne soient chargés dans la machine CNC ; permettant ainsi une précision maximale en garantissant que la machine sait quelle taille d'outil elle utilise.
Tables rotatives
Ces tables permettent un positionnement précis et un usinage multi-axes en faisant tourner la pièce à différents angles afin que diverses pièces soient accessibles sans repositionner le matériau ou le dispositif utilisé pour le maintien/la manipulation de la pièce.
Systèmes de sonde
Utilisé pour la mesure et l'inspection en cours de processus ; Les sondes peuvent déterminer les dimensions de la pièce à travailler, détecter les défauts/défauts présents dans celle-ci et garantir que le produit final respecte les tolérances requises.
Convoyeurs à copeaux
Lors des processus d'usinage CNC, il y a des déchets de production, principalement de petits copeaux/particules. Les systèmes de convoyeur de copeaux aident à l'élimination et à l'élimination de ces déchets, gardant ainsi l'espace de travail propre tout en favorisant l'efficacité de fonctionnement tout au long de la ligne de production.
Vitesses de broche
Ces ensembles contiennent un certain nombre de fraises en bout différentes – des machines utilisées pour couper et façonner les matériaux. Les kits aident les opérateurs à choisir le meilleur broyeur pour chaque tâche.
Changeurs d'outils automatiques (ATC)
Un ATC peut permuter automatiquement les outils au cours d'une opération dans des tâches d'usinage complexes qui utilisent plusieurs outils, réduisant ainsi les interventions manuelles et les temps d'arrêt requis.
Les machines CNC ont lancé une révolution de fabrication avec leurs nombreux types et accessoires spécialisés. Ils offrent précision, efficacité et polyvalence. Pour toute entreprise cherchant à améliorer la qualité de sa production ou pour toute personne souhaitant créer des projets précis, des connaissances sur les machines CNC sont nécessaires.
Bases des machines CNC pour les débutants
Pour réaliser la même chose encore et encore avec précision, des conceptions complexes peuvent être créées avec des machines CNC. C'est essentiellement un ordinateur qui lit les chiffres. Ces chiffres, qui sont en réalité des coordonnées indiquant au découpeur où aller, proviennent d'un fichier de conception réalisé dans un logiciel de CAO (ou Conception Assistée par Ordinateur).
Composants d'une machine CNC
Le controlle: Il s'agit essentiellement du cerveau de votre ordinateur. Il prend votre fichier CAO (Conception Assistée par Ordinateur) et le décompose en une série de mouvements précis – le genre de choses que dit votre machine CNC.
Entraînement/Moteur : Cela déplace toutes les pièces de la machine. La plupart des machines disposent d'au moins deux moteurs pour des axes différents.
Broche: La partie de la machine qui tourne. Pour le fraisage, les fraises y sont placées.
Lit de machine : Où toute l’action se déroule – ou est censée se produire. La pièce continue ici.
Opérations CNC fondamentales
Programmation: La programmation G-code exécute des machines CNC ; c'est comme sa langue maternelle ! Le G-code est un langage qui indique à tout ce qui se déplace (à quelle vitesse et où).
Définition du point zéro : Vous souhaitez définir un « point zéro » sur votre machine avant de commencer à couper quoi que ce soit – cela lui donne une référence quant à l'emplacement des éléments dans son propre système.
Changement d'outil : En fonction des coupes ou de la conception que vous effectuez, un changement d'outil peut être nécessaire (certaines machines avancées disposent de changeurs d'outils automatiques ou multiples).
Alimentation du matériau via : Fixez le matériau au lit afin qu'il ne bouge pas pendant le fonctionnement – faites passer le matériau à travers le coupeur.
Conseils pour les débutants
N'essayez pas de faire bouillir l'océan – Commencez petit, n'essayez pas de tout faire dans votre premier projet. Faites quelque chose de simple pour apprendre la machine.
Gardez-le propre – Gardez votre machine propre et inspectez-la régulièrement pour déceler toute usure ou autre problème.
Apprenez toujours – Le monde de la CNC est immense. Il y a toujours quelque chose de nouveau à apprendre. Qu'il s'agisse d'une nouvelle technique, d'une mise à jour logicielle, d'une option d'outillage…etc.
Applications et industries des machines CNC
Industrie aerospatiale
Pour ces applications où la marge d’erreur est nulle, la précision et la répétabilité sont essentielles lors de la fabrication de pièces pour avions ou navettes spatiales. C'est pourquoi les machines CNC sont importantes dans la fabrication aérospatiale.
Automobile
Les moteurs ne fonctionneraient pas sans eux. Des blocs moteurs aux personnalisations, les voitures ont besoin de pièces fabriquées sur une machine CNC.
Santé
Aucune autre industrie n’a bénéficié d’une technologie comme celle-ci ! Les dispositifs médicaux tels que les implants et les instruments chirurgicaux sont tous fabriqués avec l'aide de centres d'usinage CNC qui peuvent réaliser des choses impossibles à la main seule ; Les soins de santé ont véritablement été transformés grâce à leurs progrès au cours des dernières années, encore plus que tout autre domaine ne pourrait jamais l'espérer avant nous. Pourtant, nous ne savons pas quels miracles attendent l'humanité au cours de notre vie, seul le temps nous le dira.
Électronique
Des composants précis, des circuits imprimés aux boîtiers, sont fabriqués à l'aide de machines CNC.
Travail du bois
Qu'il s'agisse de conceptions de meubles ou d'armoires complexes, les routeurs CNC offrent une précision inégalée dans les applications de travail du bois.
Fabrication de métal
Capables de créer des conceptions complexes à partir de nombreux types de métaux tels que l'acier et l'aluminium, entre autres, les fraiseuses CNC ont changé à jamais la façon dont les métallurgistes abordent leur métier ; Les artistes qui considéraient autrefois le travail des métaux uniquement comme un moyen d'atteindre leur objectif se retrouvent maintenant amoureux du processus lui-même, en grande partie grâce à ces nouveaux outils formidables dont nous disposons aujourd'hui et qui facilitent les choses pour nous tous.
Bijoux
Bagues, colliers, bracelets – oh mon Dieu ! La précision des centres d'usinage CNC signifie que les bijoutiers peuvent devenir plus complexes que jamais lors de la fabrication de leurs produits destinés à la vente lors de salons ou de boutiques en ligne ; cela est également vrai si vous ne fabriquez qu'une pièce spéciale, alors ne laissez personne vous dire que cela ne vaut pas la peine d'investir dans votre propre machine si cela vous semble intéressant !
Arts et Métiers
La technologie CNC est désormais utilisée par les artistes et artisans pour créer des sculptures, des installations et d’autres formes d’œuvres d’art complexes. Cela leur permet de produire des designs qu’il serait impossible de créer à la main seule.
Conclusion
Le monde de l’usinage CNC est complexe et fascinant. Pour toute personne aspirant à prospérer dans le secteur manufacturier, comprendre les connaissances de base des machines CNC est indispensable. C'est un voyage d'apprentissage continu, et avec les connaissances fondamentales que vous avez acquises ici, vous êtes sur la bonne voie.
