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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LARECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE D’ABOMEY- CALAVI
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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY- CALAVI
DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE ET ENERGETIQUE OPTION : MECANIQUE PRODUCTIQUE
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MEMOIRE DE FIN DE FORMATION POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR DE CONCEPTION
THEME :
Réalisé par : Modjibola Andyl MOROU
Présenté et soutenu publiquement devant le jury composé de Président du jury : Dr. Alphonse QUENUM, Enseignant à l’EPAC
Membres du jury : 1. Dr. François-Xavier FIFATIN, Enseignant à l’EPAC
2. M. René ATIMBADA, formateur au CPPE 3. Dr. Guy Fortuné ANAGO, Maître mémoire, Enseignant à l’EPAC
ANNEE ACADEMIQUE : 2013 - 2014
ETUDE ET MISE EN ROUTE D’UNE CELLULE PRODUCTIQUE BASEE SUR UN ROBOT SCARA
ET UN TOUR A COMMANDE NUMERIQUE
DEDICACES
Au nom d’Allah, Le Tout Miséricordieux, Le Très Miséricordieux.
Je dédie ce travail :
A ma chère mère Al-Hadja Mojisola Rachidatou BOURAIMA, pour la tendresse dont elle m’entoure, son amour, sa rigueur, sa combativité et pour toute privation consentie à mon éducation. Je n’aurai jamais assez de mots pour t’exprimer toute ma gratitude, car pour moi, tu es irremplaçable. Merci pour tes nombreux sacrifices et prières. Que ce travail soit le premier fruit de tes peines. Qu’Allah te bénisse !
A mon cher père Wahab MOROU, dont l’affection et le soutien ont toujours été pour moi une source de motivation pour aller plus loin.
Qu’Allah te bénisse !
A El-Hadj Soulemana SALLA, aucun mot, aucune expression, ne pourra exprimer à sa juste valeur la profonde reconnaissance que j’ai pour vous.
Vous m’avez toujours fait me sentir comme votre fils, et avez su m’inculquer les règles morales de vie qui font de moi la personne que je suis aujourd’hui. Merci et qu’Allah vous bénisse !
A mes jeunes frères Dayann, Fadil, Nabyl, Zakariyaou, Awal, Adéchinan, Zahim, et à ma jeune sœur Faridath que ce travail soit pour vous une référence et un exemple à surpasser. Et que l’amour fraternel ne s’éteigne jamais entre nous !
REMERCIEMENTS
Ce travail n’aurait pas pu aboutir sans le soutien, l’aide et la contribution de nombreuses personnes que je tiens à remercier.
Je remercie le Professeur Félicien AVLESSI et le Docteur Clément BONOU, respectivement directeur et directeur adjoint de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi.
Je remercie le Docteur Gédéon CHAFFA, enseignant à l’EPAC et chef du département de Génie Mécanique et Energétique. Merci pour vos conseils et la patience que vous avez eu à notre égard.
Mes remerciements vont à l’endroit de l’encadreur de ce travail, le Docteur Fortuné Guy ANAGO, qui m’a prodigué un enseignement toujours judicieux et rigoureux durant toutes les phases du mémoire. Trouvez ici, cher professeur, l’expression de ma profonde gratitude, pour avoir accepté diriger ce travail malgré vos nombreuses préoccupations.
Je remercie aussi le Docteur François-Xavier FIFATIN, enseignant à l’EPAC, et Co-encadreur de ce travail. Merci cher professeur, d’avoir accepté dirigé ce travail. Votre assistance et votre disponibilité nous ont été d’une grande aide dans l’accomplissement de ce travail.
Je remercie très sincèrement, l’ingénieur René ATIMBADA, formateur au Centre de Perfectionnement du Personnel des Entreprises, pour sa disponibilité, ses apports et son grand soutien tout au long de ma formation au sein de ce centre.
Je remercie également Monsieur Isidore ACHA, chef service maintenance électrique de l’EPAC. Merci pour toute l’aide que vous m’avez apporté durant l’accomplissement de ce travail. Dieu vous le rendra au centuple.
Mes remerciements et ma profonde gratitude vont également à El-Hadj Daouda MASSADIMI et sa femme Al-hadja Tawakalitou SALLA, grâce à qui j’ai pu avoir un outil indispensable à la réalisation de ce travail. Merci pour tout ce que vous faites pour ma réussite.
C’est avec chaleur et sincérité que je salue ma tante Toïbath ANJORIN, et son mari Naïl LIADI, pour leur soutien indéfectible durant ces dernières années.
Qu’Allah vous bénisse, vous et vos enfants !
Je remercie le Professeur Malahimi ANJORIN et le Docteur Latif FAGBEMI enseignant-chercheurs à l’EPAC, et l’ingénieur Yaya BAMIGBAYE formateur au CPPE, pour leur assistance, conseils et soutien tout au long de ma formation académique.
Je remercie la secrétaire Madame Chantal du département de GME, et tout le corps professoral de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi, en particulier
celui du département de Génie Mécanique et Energétique pour la bonne formation reçue de leur part.
Je remercie tous mes camarades de promotion pour les peines et joies partagées.
RESUME
La productique est l’intégration de l’informatique aux moyens de production.
Cette intégration a permis la création de plusieurs machines automatisées, dont l’utilisation devient de plus en plus grandissante dans la production industrielle de nos jours. Le présent mémoire se propose d’étudier et de mettre en route une cellule productique basée sur un tour à commande numérique et un robot SCARA.
Le tour est une machine neuve offerte par le CAP au département de GME.
Dans un premier temps, un bilan des outils nécessaires à son utilisation est fait pour en proposer l’acquisition par le département de GME. Ensuite un manuel d’usinage est élaboré dans un but didactique pour les cours de productique.
Le robot quant à lui est un équipement déclassé de l’IUT de Nantes et affecté au département de GME depuis 2008. Ce robot a été manipulé qu’une seule fois depuis son installation. Une étude est faite sur le robot pour le rendre fonctionnel, sur la base des documents IBM disponibles.
Ces deux machines sont utilisées pour une étude de mise en route d’une cellule productique. Dans cette cellule, le robot est utilisé pour charger une pièce brute sur le tour pour usinage. Les opérations réalisées sur ces machines sont exécutées à partir de programmes écrit en langage AML/E et Sinumerik Base Line 802C.
Mots clés et expressions : cellule productique, tour à commande numérique, robot SCARA, mise en route.
ABSTRACT
Production engineering is the integration of IT to productive resources. This integration has enabled the creation of several automated machines whose use is becoming more and more growing in industrial production today. This memo is to study and initiate an integrated manufacturing cell based on a CNC lathe and a SCARA robot.
The lathe is a new machine offered by the CAP in the Department of GME.
First, a review of the tools needed to use it is made to propose the acquisition by the Department of GME. Then a machining manual is designed for didactic purposes for during manufacturing.
The robot meanwhile is a decommissioned equipment IUT de Nantes and assigned to the department of GME since 2008. This robot was handled only once since its installation. A study is made on the robot to make it functional, based on the IBM documents available.
Both machines are used for a start-up study of an integrated manufacturing cell. In this cell, the robot is used to load a blank on the lathe for machining. The operations carried out on these machines are run from programs written in language AML / E and Sinumerik 802C Base Line.
Keywords and phrases: CIM cell, CNC lathe, SCARA robot, startup.
SOMMAIRE
DEDICACES ... i
REMERCIEMENTS ... ii
RESUME ... v
ABSTRACT... vi
SOMMAIRE ... vii
LISTE DES FIGURES ... xi
LISTE DES TABLEAUX ... xiv
LISTE DES ABREVIATIONS ... xv
INTRODUCTION GENERALE ... 1
Première partie : Le tour à commande numérique ... 3
Chapitre 1 : Présentation du tour à commande numérique ... 4
Introduction ... 4
1. Généralités sur les MOCN ... 4
2. Présentation du tour à commande numérique... 6
3. Système de coordonnées ... 12
4. Les outils ... 14
Conclusion ... 22
Chapitre 2 : Manuel de l’opérateur ... 24
Introduction ... 24
1. Règles de sécurité ... 24
2. Mise sous tension et accostage du point de référence ... 25
3. Exécution des pièces sur le tour CK6132X750 ... 29
4. Arrêt du système ... 41
5. Règles de Maintenance ... 42
Conclusion ... 43
Deuxième partie : Le robot SCARA ... 44
Chapitre 3 : Etude du robot SCARA ... 45
Introduction ... 45
1. Généralités sur les robots ... 46
2. Etude descriptif du robot IBM 7547 ... 50
3. Description du mode de fonctionnement normal du robot... 63
4. Les applications réalisables avec le robot IBM 7547 ... 69
Conclusion ... 72
Chapitre 4 : Réparation du robot IBM 7547 ... 73
Introduction ... 73
1. Diagnostic du système ... 73
2. Recherche des causes de défaillances du système ... 74
3. Solution proposée ... 80
Conclusion ... 80
Chapitre 5 : Commande du robot IBM 7547 par API ... 82
Introduction ... 82
1. Description du fonctionnement des actionneurs ... 82
2. Automate Programmable Industriel ... 89
3. Câblage de l’API avec le robot IBM 7547 ... 89
Conclusion ... 90
Troisième partie : Etude et Mise en route d’une cellule productique ... 91
Chapitre 6 : Etude et mise en route d’une cellule productique ... 92
Introduction ... 92
1. Fonctionnement de la cellule ... 92
2. Présentation de l’objet à manipuler ... 93
3. Disposition des machines ... 93
4. Programmation du robot IBM 7547 ... 97
5. Programmation du tour CK6132X750 ... 115
6. Réalisation pratique ... 122
7. Limites techniques de la cellule productique ... 123
Conclusion ... 124
CONCLUSION GENERALE ... 125
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 126
ANNEXES ... 128
Annexe A-1 : Spécifications techniques du tour ... 129
Annexe A-2 : Fonction des touches du pupitre de commande ... 130
Annexe A-3 : Liste des plus importantes touches logicielles ... 132
Annexe A-4 : Bon de commande des outils du tour ... 133
Annexe B-1 : Spécifications du robot IBM 7547 ... 134
Annexe B-2 : Diagrammes de câblage ... 137
Diagramme de câblage de l’armoire de commande ... 137
Diagramme de câblage du manipulateur ... 138
Diagramme WD00 : légende ... 139
Diagramme WD01 : câblage de la masse... 140
Diagramme WD02 : Arrêt d’urgence... 141
Diagramme WD05 : Alimentation principale ... 142
Diagramme WD06 : pack d’alimentation de l’armoire de commande... 143
Diagramme WD07 : Moteur et feedback de l’axe Theta 1 ... 144
Diagramme WD08 : Moteur et feedback de l’axe Theta 2 ... 145
Diagramme WD09 : Moteur et feedback de l’axe Z ... 146
Diagramme WD10 : Moteur et feedback de l’axe Roll ... 147
Diagramme WD14 : Capteurs des axes Theta 1 et Roll ... 148
Diagramme WD15 : Capteurs de l’axe Theta 2 ... 149
Diagramme WD16 : Capteurs de l’axe Z ... 150
Connecteurs... 151
Annexe C-1 : Proposition de deux robots industriels ... 152
LISTE DES FIGURES
Figure 1-1 : Présentation du tour à commande numérique ... 6
Figure 1-2 : Pupitre de commande Sinumerik 802C Base Line ... 8
Figure 1-3 : Organisation de l'écran ... 9
Figure 1-4 : Groupes fonctionnels 802C base line ... 10
Figure 1-5 : Système de coordonnées pour la programmation en tournage ... 12
Figure 1-6 : Coordonnées et axes machines sur un tour ... 13
Figure 1-7 : Système de coordonnés pièce ... 13
Figure 1-8 : Pièce sur la machine ... 14
Figure 1-9 : Description de l’outil de coupe ... 15
Figure 1-10 : Différentes positions du tranchant de l'outil ... 16
Figure 1-11 : Outil de tournage à plaquette carbure amovible ... 17
Figure 2-1 : Axes non référencés ... 27
Figure 2-2 : Accostage du point de référence ... 28
Figure 2-3 : Spécification du nom du programme ... 31
Figure 2-4 : Fenêtre d'édition d’un programme pièce ... 32
Figure 2-5 : Fenêtre donnée de correction d'outil... 34
Figure 2-6 : Corrections de longueurs pour un outil type 500 ... 35
Figure 2-7 : Détermination de la correction de longueur pour un foret ... 35
Figure 2-8 : Fenêtre valeur de correction pour l1 ou l2 ... 36
Figure 2-9 : Fenêtre de décalage d'origine ... 38
Figure 2-10 : Masque sélectionner l'outil ... 38
Figure 2-11 : Masque détermination du décalage d'origine ... 39
Figure 3-1 : Représentation d’une articulation rotoïde ... 46
Figure 3-2 : Représentation d’une articulation prismatique ... 47
Figure 3-3 : Exemple de deux robots SCARA ... 49
Figure 3-4 : Les quatre déplacements articulaires du robot SCARA ... 49
Figure 3-5 : Exemples de structures SCARA pour les objets lourds ... 50
Figure 3-6 : Liaison par câble entre les différents composants du système ... 51
Figure 3-7 : Les quatre articulations du robot IBM 7547 ... 52
Figure 3-8 : Espace de travail du robot IBM 7547 ... 54
Figure 3-9 : Les capteurs ... 56
Figure 3-10 : Vue de l’intérieur de l’armoire de commande ... 57
Figure 3-11 : Vue intérieure de la porte de l'armoire de commande ... 59
Figure 3-12 : Carte relais ... 60
Figure 3-13 : Carte mère de l’armoire de commande ... 61
Figure 3-14 : Panneau de commande ... 62
Figure 3-15 : Démarrage du système ... 64
Figure 3-16 : Démarrage du manipulateur ... 66
Figure 3-17 : Cas d'une fin de course ... 68
Figure 3-18 : Cas d'erreur système ... 69
Figure 3-19 : Opération de pick and place ... 70
Figure 3-20 : Exemple d'applications exécuté par le robot IBM 7547... 71
Figure 5-1 : Synoptique des impulsions de rétroaction pour le positionnement 86 Figure 5-2 : Synoptique des impulsions de rétroaction pour la vitesse ... 87
Figure 5-3 : Synoptique du câblage du moteur, encodeur et pack d'asservissement ... 88
Figure 5-4 : Synoptique du câblage de l'automate ... 90
Figure 6-1 : Disposition des machines et de l’opérateur dans la salle ... 94
Figure 6-2 : Vue de dessus de la disposition ... 95
Figure 6-3 : Vue de face cotée de la disposition ... 96
Figure 6-4 : Vue éclatée de l'outil de chargement ... 98
Figure 6-5 : Dessin de définition de la pièce RT ... 99
Figure 6-6 : Dessin de définition de la pièce F ... 100 Figure 6-7 : Outil de chargement de pièce ... 110 Figure 6-8 : Dessin d’ensemble de l'outil de chargement ... 111
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1-1 : Explication des éléments d'image ... 9
Tableau 1-2 : Structure de blocs programme pièce ... 11
Tableau 1-3 : Outils de coupe ... 20
Tableau 1-4 : Instruments de mesure ... 21
Tableau 1-5 : Outil de serrage ... 22
Tableau 3-1 : Dimensions de l'espace de travail du robot IBM 7547 ... 53
Tableau 4-1 : Causes de défaillances des capteurs photoélectriques de Theta 1 74 Tableau 4-2 : Causes de défaillance du démarrage du manipulateur ... 76
Tableau 4-3 : Cause de changement d'état du relais CREM ... 78
Tableau 5-1 : Les actionneurs du robot IBM 7547... 83
Tableau 6-1 : Calcul des trajectoires du robot ... 112
LISTE DES ABREVIATIONS
Abréviations Significations
EPAC Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi
GME Génie Mécanique et Energétique
IUT Institut Universitaire de Technologie
ISO International Organization for Standardization AFNOR Association Française de Normalisation
MOCN Machine-Outil à Commande Numérique
DCN Directeur de Commande Numérique
CN Commande Numérique
TL Touche Logicielle
SCM Système de Coordonnées Machines
SCP Système de Coordonnées Pièces
SCARA Selective Compliance Articulated Robot Arm LED Light Emitting Diode (Diode Electroluminescente)
NF Norme Française
CFAO Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur IBM Industrial Business Machines
API Automate Programmable Industriel
INTRODUCTION GENERALE
La productique qui peut se définir comme l’intégration de l’informatique aux moyens de production, englobe également les techniques de manutention de poste à poste, ou de machine à machine, de machine à magasin de stockage d’en-cours ou de produits finis. D’une façon générale, la productique permet de créer des produits et les process afin de satisfaire les clients sur le plan de la qualité, du coût et du délai. Ce mot a été créé en 1979 par la société Philips Data Systems pour désigner les applications informatiques dans le domaine de la production industrielle. Il provient de l’amalgame des mots production et informatique.
Au sens restreint, et comme l’indique l’origine du mot, la productique est l’ensemble des techniques informatiques de mise en œuvre des systèmes de production automatisés. De ces techniques ont été créées plusieurs machines automatisées, comme les machines-outils à commande numérique, les robots industriels, etc.
Une machine-outil à commande numérique est une machine-outil dotée d’une commande numérique. Cette commande est une armoire recevant le programme d’usinage sous forme d’un ruban perforé (systèmes des années 1950 à 1980), d’une bande magnétique (systèmes des années 1970 à 1985), ou de données issues d’un ordinateur.
Un robot industriel est un système polyarticulé à l’image d’un bras humain souvent composé de six degrés de liberté, trois axes destinés au positionnement et trois axes à l’orientation permettant de déplacer et d’orienter un outil (organe effecteur) dans un espace de travail donné. Il se compose d’une partie mécanique, le bras lui-même, d’une armoire de commande composée d’une unité centrale.
Celle-ci pilote les électroniques de commande des axes, en assure
l’asservissement, et reconnait un langage de programmation spécialisé qui permet de commander le robot.
L’intégration de plus en plus grandissante de ces machines automatisées dans la production industrielle, nous a inspiré à faire une étude et une mise en route d’une cellule productique basée sur les moyens disponibles au département de Génie Mécanique et Energétique de l’EPAC. D’où le sujet de mémoire « Etude et mise en route d’une cellule productique basée sur un robot SCARA et un tour à commande numérique ».
Le développement de ce sujet est fait en trois parties :
- La première partie, constituée de deux chapitres, est consacrée au tour à commande numérique. Elle présente au premier point le tour, puis fait le bilan des outils nécessaires à son utilisation. Pour terminer, elle fournit un manuel d’usinage pour l’utilisation du tour.
- La deuxième partie, constituée de trois chapitres, est consacrée au robot SCARA. Elle présente dans un premier point une étude du robot, qui a permis de proposer une solution pour le rendre de nouveau fonctionnel.
- La troisième partie présente l’étude et la mise en route d’une cellule productique basée sur le robot et le tour.
Une conclusion générale clôt la présente étude. Elle présente la synthèse générale.
Première partie : Le tour à commande numérique
La première partie de ce document concerne le tour à commande numérique. Les objectifs sont de faire le bilan des outils nécessaires à l’utilisation de ce tour, puis de proposer un manuel d’usinage. Le contenu de cette partie est partagé en deux chapitres, que sont :
- Chapitre 1 : Présentation du tour à commande numérique - Chapitre 2 : Manuel de l’opérateur
Chapitre 1 : Présentation du tour à commande numérique
Introduction
C’est en 1947 que la première machine-outil à commande numérique fit son apparition. Elle était conçue pour résoudre les problèmes de tissage dans la confection des tissus. Elle disposait d’organes de commande en logique câblée avec introduction des données par ruban ou cartes perforées. Avec l’apparition des micro-processeurs et le progrès de l’électronique à transistor, la transmission des données est assurée par disquettes, bandes magnétiques ou par téléchargement.
La commande numérique impose actuellement sa technologie dans le monde de l’usinage. Elle a permis de franchir un pas très important dans l’automatisation des machines-outils traditionnelles, telles que les tours, fraiseuses, aléseuses, etc.
La flexibilité des machines-outils à commande numérique est très grande et particulièrement bien adapté pour le travail unitaire ou les petites séries répétitives.
Le département de Génie Mécanique et Energétique, dispose d’un tour à commande numérique. Dans ce chapitre intitulé Présentation du tour à commande numérique, nous ferons la présentation de ce tour, des opérations qu’on peut y réaliser, puis le bilan des outils nécessaires à son utilisation.
1. Généralités sur les MOCN
Une MOCN est avant tout, une machine-outil de précision associée à un automate de commande de qualité. Cet automate est soit intégré dans un Directeur
de Commande Numérique (DCN), soit appartenant à un ordinateur pilotant la machine en commande directe.
Le DCN, est un système de transmission destiné à piloter une ou plusieurs MOCN à partir d’un calculateur central qui a accès à tous les registres internes de la CN et de son automate associé. Sa mission principale est d’interpréter et de faire exécuter le programme pièce écrit dans un langage de programmation manuelle ou code ISO.
De ce fait un langage de programmation peut être défini comme un moyen par lequel l’opérateur fait comprendre à la machine toutes les étapes successives nécessaires à l’élaboration d’une pièce donnée, par le biais du DCN. Il existe aujourd’hui plusieurs fabricants de DCN, donc plusieurs langages de programmation comme : NUM, Siemens, Philips, Bosch, Heidenhaim, Makino, Fagor, Selca, etc.
Presque toutes les machines exécutant des déplacements d’outils commandés par un opérateur peuvent être adaptées à la CN. Toutefois les machines destinées à la CN sont plus robustes et les organes de déplacements sont plus fidèles que dans le cas des machines conventionnelles opérées par un humain. Les composants électroniques exécutent les calculs et les ordres avec une vitesse et une fidélité telle que l’intelligence humaine a du mal à en percevoir la puissance.
Les machines-outils conventionnelles suivantes peuvent se retrouver en version commande numérique : perceuses, fraiseuses, aléseuses, toute la gamme des tours, pointeuses, rectifieuses, machines à souder, poinçonneuses, machines à découper les tissus, tables d’oxycoupage, machines à dessiner, dessins de circuits imprimés, assemblage automatique de composantes de circuits électroniques.
Dans la suite de ce chapitre, nous nous intéresserons au tour à commande numérique.
2. Présentation du tour à commande numérique
Le tour à commande numérique du département de GME est un tour neuf à banc horizontal référencé CK6132X750 (voir figure 1-1). Il a été offert au département par le Centre Autonome de Perfectionnement.
C’est un tour à banc horizontal, ayant donc un mandrin porte-pièce, une broche, un trainard, un chariot transversal, une contre-pointe, une tourelle porte- outil avant et d’autres éléments conventionnels d’un tour. En dehors de ces éléments, ce tour a un pupitre de commande à laquelle est raccordé une manivelle électronique (ou joystick). Les caractéristiques techniques de ce tour sont spécifiées en annexe A-1 de ce document.
Figure 1-1 : Présentation du tour à commande numérique Les éléments d’images numérotés ont leur signification ci-dessous :
1. Bâti 2. Porte de sécurité
3. Pupitre de commande 4. Tourelle porte-outil avant 5. Trainard 6. Chariot transversal
7. Mandrin porte-pièce 8. Contre-pointe ou poupée mobile
9. Interrupteur 10. Levier de vitesse 11. Lampe 12. Tuyau d’arrosage
2.1. Les opérations réalisables
Un tour est une machine-outil conventionnelle qui permet de réaliser des opérations de tournage, telles que le chariotage, l’alésage, le dressage, le perçage, le rainurage, le chanfreinage, le tronçonnage et le filetage.
Les opérations de tournage citées ci-dessus peuvent être définies comme suit :
Chariotage : opération qui consiste à usiner une surface cylindrique ou conique extérieure.
Alésage : opération qui consiste à usiner une surface cylindrique ou conique intérieure.
Dressage : opération qui consiste à usiner une surface plane perpendiculaire à l’axe de la broche extérieure ou intérieure.
Perçage : opération qui consiste à usiner un trou à l’aide d’un foret.
Rainurage : opération qui consiste à usiner une rainure intérieure ou extérieure pour le logement d’un circlips ou d’un joint torique par exemple.
Chanfreinage : opération qui consiste à usiner un cône de petite dimension de façon à supprimer un angle vif.
Tronçonnage : opération qui consiste à usiner une rainure jusqu’à l’axe de la pièce afin d’en détacher un tronçon.
Filetage : opération qui consiste à réaliser un filetage extérieur ou intérieur.
Le tour à commande numérique a la particularité de réaliser toutes ces opérations, mais avec plus de précision grâce à un calculateur et en un temps record. L’ébauche est programmée par défaut. Il permet aussi de réaliser facilement des congés et des chanfreins sur une pièce de révolution.
2.2. Le pupitre de commande
La figure 1-2 montre le pupitre de commande plat OP du tour (voir aussi élément 3 sur figure 1-1). Il contient un DCN SIEMENS. Le langage de programmation est SINUMERIK 802C Base Line. L’annexe A-2 fournit la fonction de chaque touche du pupitre de commande du tour CK6132X750.
Figure 1-2 : Pupitre de commande Sinumerik 802C Base Line
La figure 1-3 montre l’organisation de l’écran du pupitre.
Figure 1-3 : Organisation de l'écran
Les éléments d’images numérotés ont leur signification dans le tableau 1-1.
Tableau 1-1 : Explication des éléments d'image
Elément d’image Signification
1 Groupe fonctionnel actuel
2 Etat du programme
3 Mode de fonctionnement 4 Visualisation d’état
5 Messages d’état
6 Nom de programme
7 Barre des alarmes
8 Fenêtre de travail
9 Symbole Recall
10 Extension de menu
11 Barre de menu
12 Menu vertical
Dans le pupitre de commande, les fonctions de base sont regroupées au sein des groupes fonctionnels. L’accès à ses groupes est possible grâce à des touches logicielles. La figure 1-4 présente les différents groupes fonctionnels Sinumerik 802C base line.
Figure 1-4 : Groupes fonctionnels 802C base line
La touche permet d’accéder au menu de base des groupes fonctionnels.
Cette touche est la touche de changement de groupe fonctionnel. La liste des plus importantes touches logicielles est fournie en annexe A-3.
2.3. Présentation du langage Sinumerik 802C Base Line
Le langage Sinumerik 802C Base Line, est le langage de programmation de la machine. Le tour exécute des programmes pièces écrits uniquement dans ce langage.
Le programme pièce est constitué d’une suite de blocs (voir tableau 1-2).
Chaque bloc de programme représente une opération d’usinage. Dans un bloc, les
instructions sont écrites sous forme de mots. Le dernier bloc d’un programme pièce principal contient un mot spécial M2 signifiant la fin du programme.
Tableau 1-2 : Structure de blocs programme pièce
Un bloc de programme est généralement composé de plusieurs mots et se termine toujours par le caractère de fin de bloc « LF ». Ce caractère est généré automatiquement par le retour de ligne ou après avoir actionné la touche d’introduction. Chaque bloc du programme est numéroté. Il est recommandé d’utiliser des numéros de bloc multiple de 5 ou de 10.
Les opérations de tournage telles que le perçage, le chariotage, ou le filetage sont réalisées grâce à des cycles d’usinage codés LCYC suivi d’un nombre. Ces cycles sont des sous-programmes technologiques, utilisant des paramètres pour leur exécution.
Un sous-programme a la même structure qu’un programme principal. Dans un sous-programme sont archivées des opérations d’usinage répétitives, comme par exemple certaines formes de contour. Un sous-programme est appelé dans le programme principal, puis exécuté aux positions nécessaires. La fin d’un sous- programme est signalée par RET.
2.4. La tourelle porte-outil
La tourelle porte-outil (voir élément 4 de la figure 1-1) du tour à banc horizontal CK6132X750 est une tourelle avant. Elle est automatisée, et peut prendre jusqu’à six (06) outils simultanément, dans des emplacements numérotés de 1 à 6. Ces emplacements acceptent des corps d’outil de section carrée 16 x 16.
Le passage d’un outil à un autre, est assuré en mode manuel par la touche K4 du pupitre de commande. Il est aussi possible d’effectuer la même opération dans un programme pièce, en utilisant la fonction T suivi du numéro de l’emplacement dans lequel se trouve l’outil.
3. Système de coordonnées
Pour les machines-outils, on utilise des systèmes de coordonnées directs. Ils permettent de décrire les mouvements sur la machine comme mouvements relatifs entre l’outil et la pièce.
Figure 1-5 : Système de coordonnées pour la programmation en tournage
3.1. Système de Coordonnées Machines SCM
La façon dont le système de coordonnées est positionné sur la machine, dépend du type de machine. Le système peut prendre différentes positions. La figure 1-6 montre les coordonnées et les axes machines d’un tour.
Figure 1-6 : Coordonnées et axes machines sur un tour
L’origine de ce système de coordonnées est l’origine machine M. A cet endroit, tous les axes ont pour position zéro. Ce point représente uniquement un point de référence. Il est défini par le constructeur de la machine. La plage de déplacement des axes machine peut être situé dans le domaine négatif.
3.2. Système de coordonnées pièces SCP
Le système de coordonnées décrit plus haut sur la figure 1-5, est également utilisé pour décrire la géométrie d’une pièce dans le programme. L’origine pièce W est laissée au choix du programmeur sur l’axe Z. Sur l’axe X, elle est située sur l’axe de rotation.
Figure 1-7 : Système de coordonnés pièce
3.3. Ablocage de la pièce
La pièce doit être abloquée sur la machine avant son usinage. Elle doit être placée de telle façon que les axes du système de coordonnées pièce soient parallèles aux axes du système de la machine. Le décalage entre l’origine machine et l’origine pièce qui en résulte est défini sur l’axe Z puis entré dans une zone de données comme décalage d’origine réglable (voir chapitre 2).
Dans le programme pièce, ce décalage est par exemple activé pendant l’exécution du programme par la fonction G54, ou G55, ou G56. La figure 1-8 montre l’ablocage d’une pièce sur le tour.
Figure 1-8 : Pièce sur la machine
4. Les outils
Cette section est consacrée aux outils nécessaires pour l’utilisation à bon escient du tour à banc horizontal CK6132X750 du département de GME. Ces outils sont regroupés en différentes catégories que sont les outils de coupe, les instruments de mesure et les outils de serrage.
4.1. Etude des outils de coupe
Un outil coupant ou outil de coupe est constitué d’un corps comportant une ou plusieurs parties actives. L’élément essentiel de la partie active est l’arête formée par l’intersection de la face de coupe et de la face de dépouille (voir figure 1-9).
Figure 1-9 : Description de l’outil de coupe
Pour certains outils de coupe, le corps et la partie active forment un seul élément, et pour d’autres le corps (porte-outil) et la partie active (plaquette ou pastille amovible) sont séparables.
Les types d’outils sont codés individuellement et sont répartis entre les groupes suivants, en fonction de la technologie employée :
- Groupe type 1xy fraises - Groupe type 2xy forets - Groupe type 3xy réservé
- Groupe type 4xy outils de rectification - Groupe type 5xy outils de tournage - Groupe type 6xy réservé
- Groupe type 7xy outils spéciaux tels que scie à rainurer.
Pour les outils de groupe type 5xy (outils de tournage), nous avons par exemple 500 pour Outil d’ébauche, 510 pour Outil de finition, 520 pour Outil de plongée, 530 pour Outil à tronçonner, 540 pour Outil à fileter, 550 pour Outil à plaquette ronde / outil de forme.
Dans le paramétrage des outils de tournage (type 500) en CN, le paramètre position du tranchant est indispensable. En effet, la position du tranchant d’un outil de filetage ne sera pas la même que celle d’un outil de chariotage. Il existe neuf positions possibles pour le tranchant de l’outil. En langage SINUMERIK 802C Base Line, et pour une tourelle arrière, les différentes positions du tranchant d’outil sont indiquées sur la figure 1-10.
Figure 1-10 : Différentes positions du tranchant de l'outil
Pour les outils de coupe nécessaires à l’utilisation à bon escient du tour, nous avons le choix entre les outils de tournage à mise en acier rapide, et les outils de tournage à plaquette carbure amovibles.
4.1.1. Les outils de tournage à mise en acier rapide
Ce sont des outils de qualité professionnelle à plaquette carbure brasée ; le corps et la partie active forment un seul élément. La désignation de ces outils est normalisée.
Soit l’exemple de l’outil à charioter R16 q20° [01]. Dans cette désignation de l’AFNOR :
- R : désigne l’orientation de l’outil. Le symbole L pour un outil à gauche.
- q : désigne la section carrée du corps de l’outil - 16 : la dimension de la section du corps de l’outil - 20° : désigne l’angle de coupe.
Remarque 1 : Ces outils sont capables de réaliser toutes les opérations de tournage. Néanmoins, nous ne recommandons pas totalement leur achat. En effet, ils nécessitent à la longue un affûtage, qui réduit peu à peu leur longueur. Ceci peut causer un problème de justesse lors de la correction d’outil en CN.
4.1.2. Les outils de tournage à plaquette carbure amovible
Ce sont les outils de tournage les plus répandus en CN. Le corps (porte-outil) et la partie active (plaquette carbure) sont détachables. Autrement dit, les plaquettes sont amovibles et montées sur le corps d’outil (voir figure 1-11). Les plaquettes et porte-outils, sont identifiés grâce à une normalisation universelle.
Figure 1-11 : Outil de tournage à plaquette carbure amovible
La désignation d’une plaquette carbure est normalisée suivant la norme ISO 1832-1991. Cette norme tient compte de neuf symboles qui fournissent les informations pour identifier une plaquette. Soit l’exemple de la plaquette TNMG220408 [01]. Dans cette désignation :
- T : est la forme de plaquette et angle de dégagement Er
- N : est l’angle de dépouille de l’arête principale 𝛼𝑛 - M : est la tolérance sur s et IC (Cercle Inscrit) - G : est le type de plaquette
- 22 : est la taille de plaquette (longueur d’arête en mm) - 04 : est l’épaisseur de plaquette s en mm
- 08 : est le rayon 𝑟𝜀 en mm.
Cet exemple comprend sept symboles, mais la norme ISO 1832 en comprend neuf. Les deux derniers symboles non indiqués dans l’exemple sont la forme de l’arête de coupe et le type d’outil et direction de l’avance.
Le choix des porte-outils tient compte des opérations à réaliser, des plaquettes choisies et des mouvements de l’outil pour réaliser l’opération. Prenons l’exemple d’une opération de chariotage et dressage simultanée. Cette opération est réalisable avec les plaquettes C 80° (plaquette CNMG [01] par exemple), et le sens de travail est de la droite vers la gauche. En nous basant sur la documentation, le porte-outil adéquat est PCLN [01].
La norme ISO 5608 permet l’identification d’un porte-plaquette. Cette norme tient compte de onze symboles. Soit l’exemple d’un porte-outil PCLNL1616H [01].
Dans cette désignation : - P : le système de fixation
- C : la forme de plaquette et angle de dégagement Er
- L : le type de porte-plaquette (angle de direction d’arête xr) - N : l’angle de dépouille de la plaquette 𝜶𝒏
- L : la direction de coupe
- 16 : la hauteur ; les unités doivent être précédées d’un 0, exemple h=8 s’indique 08.
- 16 : la largeur de queue - H : la longueur de l’outil l1
Cet exemple comporte huit symboles. Mais la norme ISO 5608 en accepte trois de plus que sont la longueur d’arête de coupe I (en millimètres), la taille Block Tool, et la caractéristique propre au fabricant.
Remarque 2 : Comme dit plus haut, les outils de coupe à plaquette carbure amovibles sont les outils de tournage les plus répandues en CN. Ils offrent une meilleure justesse en CN, que les outils de tournage à mise en acier rapide. En effet, la longueur du corps est invariable ; la plaquette peut être fixée dans différentes positions selon la forme à obtenir.
Mais ils ne sont pas affûtable après usure. Dans ce cas, il faut changer la plaquette. Aussi, certaines opérations telles que le rainurage ne sont pas réalisables avec les formes de plaquettes existantes.
4.1.3. Choix des outils de coupe
En nous basant sur les deux remarques précédentes, nous recommandons en priorité l’acquisition des outils de tournage à plaquette amovible. Pour les opérations qui ne sont pas réalisables avec ces outils, nous recommandons alors l’acquisition des outils de tournage à mise en acier rapide adéquats. Le tableau 1- 3 résume le choix de quelques outils de coupe nécessaires à la réalisation de certaines opérations de tournage.
Tableau 1-3 : Outils de coupe
Opération à réaliser Outils de coupe Chariotage, alésage et
dressage
Plaquette de forme C80° et porte-outil adéquat (Outils de tournage à plaquette amovible) Filetage extérieur ou
intérieur
Plaquette de forme T60° et porte-outil adéquat (Outils de tournage à plaquette amovible) Rainurage de petite
dimension Outil à saigner (Outils de tournage ISO) Réalisation de gorges
intérieures Outil à chambrer (Outils de tournage ISO)
4.2. Choix des instruments de mesure
Certains instruments de mesure sont indispensables pour l’utilisation du tour à commande numérique. Ils permettent d’avoir des dimensions nécessaires pour le paramétrage des corrections d’outils de coupe. Nous les avons listé et avons décrit leur utilisation dans le tableau 1-4.
Tableau 1-4 : Instruments de mesure Instruments de
mesure Utilisation
Comparateur de positionnement
Le comparateur est utilisé pour la correction d’outil suivant l’axe Z. Il permet de donner avec précision la
valeur d’Offset pour l’origine pièce suivant cet axe.
Pied à coulisse Ou micromètre
Cet outil permet de mesurer le diamètre de la pièce pour la correction d’outil suivant l’axe X. Il est aussi
utilisé pour donner l’origine pièce suivant l’axe Z ; mais dans ce cas il donne une valeur moins précise que
le comparateur.
4.3. Choix des outils de serrage
Certains outils sont nécessaires pour effectuer le serrage des éléments du tour.
Ils permettent entre autre d’assurer le serrage des porte-outils et de remettre la vis de déplacement du chariot transversal dans sa course. Nous avons listés ces outils dans le tableau 1-5.
Tableau 1-5 : Outil de serrage Outils de
serrage Utilisation
Jeu de clés Allen (∅4 − ∅6)
Serrage de porte-outil dans la section du changeur d’outil.
Montage et démontage du couvercle de la vis de déplacement du trainard.
Clé à douille de section
carrée.
Remise de la vis de déplacement du chariot transversal dans sa course lorsque la machine signale la fin de course pendant
l’accostage des points de référence.
Pour faciliter l’acquisition par le département de GME, des outils nécessaires à l’utilisation à bon escient du tour, nous avons fait une proposition d’un bon de commande en nous basant sur les informations recueillies dans cette section, et sur le CATALOGUE GENERAL N°7 SIDERMO MACHINES-OUTILS. Ce bon de commande est fourni en annexe A-4 de ce document.
Conclusion
La Machine-Outil à Commande Numérique est un système automatisé. Un système automatisé se définit comme tout dispositif permettant à des machines ou des installations de fonctionner avec une intervention humaine réduite. Toutes les CN sont aujourd’hui à micro-processeur soit intégré dans le directeur de commande soit appartenant à un ordinateur pilotant la machine en commande directe.
Le tour à banc horizontal CK6132X750 est un tour à commande numérique.
Il est équipé d’un pupitre de commande et d’un magasin automatisé de six outils de coupe. L’opération à réaliser détermine l’outil de coupe à choisir. D’autres paramètres supplémentaires influencent le choix des outils de coupe à plaquette carbure interchangeable. Les normes ISO permettent d’identifier les plaquettes et porte-outils. Les instruments de mesure tels que le comparateur, et les outils de serrage sont aussi très importants et indispensables pour l’utilisation à bon escient de ce tour.
Chapitre 2 : Manuel de l’opérateur
Introduction
De plus en plus étroitement associée aux progrès de la microélectronique et de l’informatique, la CN voit ses performances et sa convivialité augmentées régulièrement. Par contre, son prix et son encombrement ne cesse de diminuer.
Elle pénètre de ce fait, dans les plus petites entreprises et devient accessible à tous les secteurs industriels faisant appel aux procédés de positionnement ou de suivi de trajectoire.
Il est alors important pour nous, que notre formation d’ingénieur nous permette de nous familiariser avec l’utilisation des MOCN. La structure de ce chapitre intitulé Manuel de l’opérateur, nous oriente dans une approche d’utilisation maîtrisée de l’usinage sur le tour à CN CK6132X750, et fourni de ce fait les informations nécessaires.
En effet, les informations présentes dans ce chapitre permettront au lecteur de pouvoir utilisé le tour pour réaliser l’usinage des pièces, que ce soit en mode manuel ou en mode automatique. Tout ceci, en respectant des règles de sécurité et de maintenance.
1. Règles de sécurité
Avant de se lancer dans l’utilisation de cette machine, l’opérateur doit prendre connaissance de certaines règles de sécurité. Ces règles ont été définies pour la plupart par le constructeur, et d’autres par notre analyse lors de son utilisation.
Ainsi, pour la sécurité de l’opérateur et de la machine, il faut :
Installer la machine dans un environnement tel qu’indiquer dans la documentation du tour.
Vérifier le niveau d’huile avant le démarrage de la machine.
Garder la porte de sécurité fermée et ne pas l’ouvrir pendant la rotation de la broche.
Retirer les montres et bijoux lors de l’utilisation du système.
Porter des gants et des lunettes de sécurité
Utiliser le bouton poussoir Stop sur le pupitre de commande, pour arrêter le tour en urgence.
Envisager un chemin sécurisé vers le point de changement d’outil pour éviter de détruire la pièce pendant l’usinage.
S’assurer qu’il n’y a pas de risque de collision entre la poupée mobile et le trainard avant d’effectuer des déplacements suivant les axes X et Z.
Vérifier que le levier de vitesse est bien positionné sur l’une des deux positions possibles.
2. Mise sous tension et accostage du point de référence
Après avoir observé ces mesures de sécurité, l’opérateur peut maintenant mettre sous tension la machine, en suivant les étapes suivantes :
Etape 1 : Tourner l’interrupteur principal de mise sous tension sur la position |.
Alors l’opérateur dispose d’au plus 15 secondes pour appuyer sur le bouton de démarrage ON du pupitre de commande. Ensuite, il faut attendre que le
programme de la machine se charge complètement. A ce moment l’écran apparait comme sur la figure 2-1.
NB : Si le délai des 15 secondes est passé, et que le programme de démarrage de la machine se charge complètement, l’opérateur est obligé de redémarrer la machine car aucun déplacements du trainard ne sera permis.
Etape 2 : Identifier les codes alarmes qui s’affichent dans la barre d’alarme de l’écran du pupitre de commande.
Si le code alarme qui s’affiche est 700016, aller à l’étape 3. Sinon, l’opérateur devra identifier les erreurs, pour les corriger. Deux méthodes sont possibles pour effectuer cette identification :
- Consulter le manuel d’utilisation pour voir la correspondance du code d’erreur.
Ou
- Appuyer sur la touche de changement de groupe fonctionnel.
- Appuyer sur la Touche Logicielle . Les différentes alarmes s’affichent, ainsi que leurs significations et un signe pour indiquer la touche qui permet leur révocation.
- Corriger alors les erreurs, puis redémarrer la machine.
Pour cela :
+ Appuyer sur le bouton d’arrêt
+ Tourner l’interrupteur de mise sous tension sur OFF
+ Exécuter l’étape 1, puis l’étape 2 jusqu’à ce que le seul code alarme qui s’affiche soit 700016. Il peut arriver que malgré une alarme, que l’on puisse
travailler sur la machine. Ceci arrive quand le groupe fonctionnel Diagnostic ne fournit pas de détail sur l’erreur.
Etape 3 : Appuyer sur la touche K1.
En appuyant sur la touche K1, l’opérateur peut effectuer des déplacements du trainard suivant les axes X et Z, avec les touches de déplacements
. Avant de passer à l’étape suivante, il faut vérifier les risques de collisions entre le trainard et la poupée mobile, puis les éliminer.
Etape 4 : Accostage du point de référence.
La fenêtre de travail de l’écran du pupitre de commande, se présente comme indiqué sur la figure 2-1.
Figure 2-1 : Axes non référencés
Les cercles vides, indiquent que les axes doivent être référencés. L’accostage du point de référence, nous donne la possibilité d’exécuter un programme pièce.
Pour atteindre le point de référence, l’opérateur devra effectuer les déplacements du trainard suivant les axes X+ et Z+, puis tourner la broche à la
main. Deux méthodes sont possibles pour déplacer le trainard : l’utilisation les touches déplacements ou l’utilisation de la manivelle électronique.
Si le point de référence est accosté sur chaque axe, la fenêtre de travail de l’écran se présente comme sur la figure 2-2, avec le signe devant X, Z et SP.
Figure 2-2 : Accostage du point de référence
Pendant l’accostage du point de référence sur l’axe X, il arrive parfois que la vis de déplacement du chariot transversal aille en fin de course. Dans ce cas, la commande signale une alarme de fin de course de l’axe X. Pour corriger cette erreur, il faut :
- Eteindre la machine.
- Démonter le couvercle de la vis de déplacement du chariot transversal, en utilisant la clé Allen de taille 4.
- Remettre la vis du chariot transversal dans sa course, avec l’utilisation de la clé à pipe carrée.
- Remonter le couvercle de la vis de déplacement du chariot transversal.
- Démarrer la machine.
- Exécuter toutes les étapes jusqu’à l’étape 4, puis passer à l’étape 5 si l’accostage est réussi.
Etape 5 : Passage en mode Jog.
Le constructeur a placé des capteurs au point de référence de chaque axe.
Il faut quitter ces points après accostage, car en cas de choc électrique ces capteurs pourraient s’endommager. Il faut pour cela, d’abord passer en mode Jog (en appuyant sur la touche Jog), puis déplacer le trainard et ensuite tourner la broche.
3. Exécution des pièces sur le tour CK6132X750 3.1. Utilisation du mode manuel
Il est possible d’usiner sur le tour CK6132X750, sans obligatoirement écrire un programme pièce. En effet, il est possible en mode manuel, de faire tourner la broche, de déplacer le trainard et le chariot transversal, d’utiliser un outil.
Pour utiliser le mode manuel, l’opérateur a le choix entre le mode Jog et le mode MDA. Ces deux modes n’offrent pas les mêmes possibilités.
Avec le mode Jog, l’opérateur peut déplacer le trainard suivant les axes, régler la vitesse de déplacement avec le levier de correction de vitesse. Pour sélectionner ce mode, il faut utiliser la touche Jog du pupitre de commande. Pour déplacer le trainard suivant les axes, il faut utiliser les touches de déplacement.
Tant que la touche reste enfoncée, les axes se déplacent continuellement à la vitesse fixée dans les données de réglage ; cette vitesse peut être réglée en moyennant des incréments réglables, et éventuellement à l’aide du commutateur de correction de vitesse. Si l’opérateur actionne également la touche Déplacement en rapide, l’axe sélectionné se déplace en vitesse rapide tant que les deux touches sont enfoncées.
Le mode MDA permet de créer et d’exécuter un bloc de programme pièce.
Notons qu’ici aucun contour nécessitant plusieurs blocs (par exemple les arrondis
ou chanfreins) ne peut être exécuté ni programmé. Pour choisir ce mode, l’opérateur doit appuyer sur la touche MDA.
3.2. Utilisation du mode automatique
En mode automatique, l’opérateur peut exécuter les programmes pièce entièrement et automatiquement. Autrement dit, ce mode est le mode normal d’exécution des pièces. Rappelons que la connaissance et la maîtrise du langage de programmation de la machine SIEMENS Sinumerik 802C base line, est indispensable pour l’utilisation de ce mode.
Pour utiliser le mode automatique, l’opérateur doit avoir déjà réalisé nécessairement l’accostage du point de référence au démarrage de la machine.
Ensuite, il faut suivre les étapes décrites ci-dessous pour aboutir à l’usinage de la pièce, par l’exécution du programme pièce.
3.2.1. Saisie du programme (ou du sous-programme)
Avant d’exécuter un programme pièce, il faut nécessairement que ce programme soit au préalable sauvegardé dans la mémoire de la machine. Pour cela, l’opérateur a deux possibilités.
Il peut saisir le programme directement dans la mémoire de la machine, en utilisant les touches du pupitre de commande. Pour cela, il doit partir du dessin de définition de la pièce à usiner, puis établir sa gamme d’usinage. De cette gamme d’usinage, et de ce dessin il écrira le programme pièce qu’il saisira dans la mémoire de la machine.
Il peut aussi transférer le programme d’un ordinateur vers la mémoire de la machine via l’interface RS-232.
Certains programmes pièce existent déjà par défaut dans la mémoire de la machine. La saisie d’un programme pièce revient à en créer un nouveau. Dans le langage de programmation de la machine, il existe deux types de programme pièce : le programme principal et le sous-programme.
Un programme principal en Sinumerik 802C, a pour extension « .MPF ». La procédure de création d’un programme est la suivante :
Appuyer sur la touche de changement de groupe fonctionnel
Appuyer sur la Touche Logicielle (TL)
Appuyer sur la touche
Appuyer sur la Touche logicielle
A ce moment, une boite de dialogue s’ouvre nous demandant d’entrer le nom du programme principal.
Figure 2-3 : Spécification du nom du programme
Entrer un nom, puis appuyer sur la TL
Une autre fenêtre s’ouvre, permettant à l’opérateur l’édition du programme.
La figure 2-4 montre la fenêtre d’édition d’un programme dans le pupitre de commande SINUMERIK 802C Base Line.
Figure 2-4 : Fenêtre d'édition d’un programme pièce
Appuyer sur la TL Fermer, à la fin de l’édition du programme pièce.
Dans la structure d’un programme pièce, les cycles d’usinage sont utilisés pour réaliser par exemple un perçage, un chariotage ou un filetage. L’utilisation de ces cycles nécessite la création d’un sous-programme qui sera appelé, puis utilisé dans le programme principal.
La procédure de création d’un sous-programme est la même que pour un programme principal. Mais pour nommer le sous-programme, on ajoute l’extension « .SPF » au nom du sous-programme. Le numéro du premier bloc du sous-programme doit être inférieur à celui du dernier bloc du programme principal avant la commande d’appel « _CNAME ». Pour faire simple, il faut commencer l’édition du sous-programme par un bloc N5 ou N10 comme pour un programme principal.
3.2.2. Introduction des outils et correcteurs d’outils
Dans la création d’un programme, on ne prend pas en considération les longueurs d’outil ou le rayon du tranchant ; on programme directement les côtes de la pièce. Les données d’outil sont introduites séparément dans une zone de données spéciale.
Dans le programme, il suffit d’appeler l’outil nécessaire avec ses données de correction. Sur la base de ces données, la commande exécute les corrections de trajectoire nécessaires afin de produire la pièce décrite.
Cette étape d’introduction des outils et correcteurs d’outils, revêt alors d’une importance capitale dans l’exécution d’un programme pièce en mode automatique. La procédure pour introduire les outils et correcteurs d’outils est la suivante :
Rendre actif le programme pièce dont on veut paramétrer les outils et corrections d’outils. La procédure est la suivante :
- Appuyer sur la touche de changement de groupe fonctionnel - Appuyer sur la TL
- Déplacer le curseur sur le programme à rendre actif.
- Appuyer sur la TL - Appuyer sur la Touche Logicielle
Vérifier que les numéros d’outils dans le programme correspondent à ceux du changeur d’outil. C’est-à-dire qu’un outil T01 dans le programme pièce doit être placé dans l’emplacement numéroté 1 du changeur d’outil.
Appuyer sur la TL
Appuyer sur la TL
La fenêtre de données de correction d’outil (voir figure 2-5) s’ouvre. Dans cette fenêtre, les données sont réparties entre les données de correction de longueur et les données de correction de rayon de l’outil.
Figure 2-5 : Fenêtre donnée de correction d'outil
Dans cette fenêtre, l’opérateur doit introduire les corrections. Pour cela, il faut utiliser les touches de position pour déplacer le curseur, les touches numérotées pour entrer les chiffres, puis la touche Input pour confirmer. Les étapes à suivre pour appliquer les corrections d’outil sont les suivantes :
Entrer le numéro d’outil dans le champ d’introduction T No. S’assurer que ce numéro correspond à celui de l’outil en position sur le changeur d’outil. Si ce n’est pas le cas, utiliser les TL
Entrer le numéro de correcteur d’outil utilisé dans le programme, dans le champ d’introduction D – number. Pour cela, il faut utiliser les TL
Entrer le code du type d’outil dans le champ d’introduction T type. La structure de la liste dépend du type d’outil. La codification des différents types d’outils est développée dans le chapitre 1 de ce document.
Entrer le nombre de tranchant d’outil dans le champ d’introduction No.
c. edges.
Entrer la position du tranchant de l’outil dans le champ d’introduction Cut edge pos. La structure des colonnes « Geometry » et « Wear » dépend du type d’outil. Le chapitre 1 (figure 1-10), fournit les différentes positions possibles du tranchant de l’outil.
Déterminer les valeurs dans les champs d’introduction Leng.1 et Leng.2.
Pour cela il faut introduire la valeur de décalage (Offset), puis la commande se charge de faire le calcul. Ces champs correspondent aux longueurs 1 et 2 ; la mise en correspondance de ces longueurs avec l’axe dépend du type d’outil (voir les figures 2-6 et 2-7).
Figure 2-6 : Corrections de longueurs pour un outil type 500
Figure 2-7 : Détermination de la correction de longueur pour un foret
Positionner le curseur sur le champ d’introduction de la longueur à déterminer, puis actionner la TL . La fenêtre Valeur de correction s’ouvre.
Figure 2-8 : Fenêtre valeur de correction pour l1 ou l2
Introduire la valeur de l’offset dans le champ Offset prévu à cet effet.
Sélectionner le décalage d’origine concerné (par ex : G54), ou G500 si aucun décalage ne doit pas être pris en compte.
Avec un outil de tournage, la valeur de l’offset pour l’axe des abscisses (X) est un diamètre, qu’on peut obtenir à partir d’une mesure avec un PC.
Pour l’axe des ordonnées (Z), cette valeur est obtenue avec plus de précision grâce à un comparateur, et avec moins de précision par l’utilisation d’un PC. L’opérateur doit dresser la pièce avant de faire la mesure.
Actionner la TL , puis la TL
La commande détermine alors la géométrie recherchée Longueur 1 ou Longueur 2 selon l’axe présélectionné. Cette géométrie est calculée en fonction de la position réelle accostée, de la fonction Gxx sélectionnée et de la valeur d’offset saisie.
La valeur de correction obtenue est enregistrée.
Introduire la valeur du rayon de l’outil dans le champ d’introduction Radius. C’est une valeur standard fournit dans les caractéristiques de l’outil.
Mettre l’outil suivant à paramétrer en position avec la touche K4. Puis appliquer les corrections d’outil en suivant les étapes de correction d’outil.
Sortir de la fenêtre de données de correction d’outil, lorsque que tous les outils utilisés dans le programme pièce ont été paramétrés, en appuyant sur la touche.
3.2.3. Introduction ou modification du décalage d’origine
L’affichage des valeurs réelles se rapportent à l’origine machine M après accostage du point de référence. Le programme d’usinage de la pièce se réfère cependant à l’origine pièce W. Le décalage entre ces deux origines doit être introduit comme décalage d’origine. Ceci n’est faisable qu’avec un outil du programme déjà paramétré. La procédure d’introduction du décalage d’origine est la suivante :
Actionner la TL
Actionner la TL . La liste des décalages d’origine apparait à l’écran (voir figure 2-9).
Figure 2-9 : Fenêtre de décalage d'origine
Sélectionner la fenêtre avec le décalage d’origine correspondant (par ex.
G54), ainsi que l’axe pour lequel on souhaite déterminer le décalage.
Appuyer sur la TL . Une boîte de dialogue s’ouvre (figure 2-10).
Figure 2-10 : Masque sélectionner l'outil
Confirmer le numéro d’outil en position, puis appuyer sur OK. La fenêtre détermination du décalage d’origine (figure 2-11) s’ouvre. Dans cette fenêtre, il faut entrer la valeur d’Offset, et choisir le signe + ou -.
Figure 2-11 : Masque détermination du décalage d'origine
Entrer la valeur Offset.
Pour l’axe X, cette valeur représente le rayon de la pièce. Il faut aussi choisir le signe + ou – de prise en compte de la correction de longueur, qui dépend du sens de déplacement de l’outil.
Pour l’axe Z, cette valeur est égale à zéro. Il faut cependant avoir tangenté la pièce avec l’outil, puis le laisser dans cette position avant d’entre la valeur zéro.
Appuyer sur la TL . La fenêtre de décalage d’origine (figure 2-9) réapparait.
Sélectionner le second axe, en actionnant la TL . Déterminer le décalage d’origine pour cet axe.
Appuyer sur OK. Le décalage d’origine est déterminé, et les valeurs sont enregistrées.
3.2.4. Simulation du programme
L’étape de la simulation est obligatoire avant l’exécution du programme car c’est à cette étape que la commande fait ressortir les éventuelles erreurs. Ces erreurs peuvent être dues à une mauvaise écriture du programme. La simulation d’un programme pièce se fait en mode automatique.
La procédure pour simuler un programme à exécuter est la suivante :
Rendre actif le programme pièce qu’on veut simuler. La procédure est la suivante :
- Appuyer sur la touche de changement de groupe fonctionnel - Appuyer sur la TL
- Déplacer le curseur sur le programme à simuler.
- Appuyer sur la TL - Appuyer sur la Touche Logicielle
Passer en mode automatique, en appuyant sur la touche Auto.
Appuyer sur la touche logicielle Simulation.
Actionner la touche . La commande simule alors le programme pièce.
Pendant la simulation, la machine signale les erreurs.
Actionner la TL , s’il y a des erreurs signalées. La commande précise le bloc du programme où il y a l’erreur, et le type d’erreur rencontré.
Corriger les erreurs, puis refaire la simulation. L’opérateur passera à l’étape suivante uniquement si la simulation se déroule sans erreur.
3.2.5. Exécution du programme pièce
L’exécution du programme pièce est la dernière étape, pour aboutir à l’obtention de la pièce usinée. Elle se fait en mode Auto ou en mode MDA. La procédure d’exécution d’un programme est la suivante :
Fermer la porte de sécurité
Rendre actif le programme pièce qu’on veut exécuter. La procédure est la suivante :
- Appuyer sur la touche de changement de groupe fonctionnel - Appuyer sur la TL
- Déplacer le curseur sur le programme à exécuter.
- Appuyer sur la TL - Appuyer sur la Touche Logicielle
Passer en mode automatique en appuyant sur la touche Auto.
Actionner la touche
Passer en mode MDA et utiliser l’incrémentation des vitesses pour suivre l’exécution des premiers blocs du programme. Cette précaution permet d’éviter des collisions, en cas d’un mauvais paramétrage des déplacements d’outil.
Passer en mode Auto, puis augmenter l’incrémentation des vitesses, lorsqu’on s’est assuré qu’il n’y a pas de risques de collisions et pas d’erreur de cotation dans les déplacements.
Appuyer sur le bouton d’arrêt d’urgence en cas de mauvaise exécution du programme pièce.
4. Arrêt du système
Après avoir utilisé le tour à banc horizontal CK6132X750, il faut l’éteindre.
Mais avant, il est fortement recommandé de ramener le trainard à des points non
extrêmes, sur chaque axe. Cela permet d’éviter que la vis de déplacement du chariot transversal n’aille en fin de course pendant la procédure d’accostage des points de référence. La procédure d’arrêt du système de la machine est la suivante :
Appuyer sur la touche OFF du pupitre de commande
Tourner l’interrupteur sur Off.
5. Règles de Maintenance
La maintenance vise à maintenir ou à rétablir un bien dans un état spécifié afin que celui-ci soit en mesure d’assurer un service déterminé. Toute personne opérant sur le tour CK6132X750 doit se soumettre à l’application rigoureuse de quelques règles de maintenance. Ceci permettra d’utiliser la machine longtemps et d’éviter certains désagréments dus à la corrosion par exemple. Nous avons listé ci-dessous quelques règles de maintenance à observer par l’opérateur :
Vérifier le niveau d’huile dans la pompe avant de démarrer la machine. Si le niveau est plus bas que la moyenne, compléter le niveau avec l’huile adéquate. Pour plus d’information sur le type et la qualité d’huile, se référer à la documentation fournie avec la machine.
Lubrifier à intervalle de temps régulier la broche, le chariot transversal, la glissière, le fourreau de la contre-pointe.
Utiliser la machine dans un environnement adéquat. Le tour est composé de beaucoup d’éléments électroniques qui s’échauffent. Un environnement frais est alors recommandé pour son utilisation. Utiliser pour cela, l’air
