la cfao : decouverte de la fraiseuse numerique upa

M. PERENNES
LA C.F.A.O. :
DECOUVERTE DE LA
FRAISEUSE NUMERIQUE
UPA
Mise en service
Arrêt d'urgence
Broche
Outil
Table
Plateau martyr
C.F.A.O. Mécanique
Document ressource
:
Page 1
Machine UPA
La CFaO: DéCOuverte DOC 1
Dans ce chapitre, nous allons découvrir ce qui se cache derrière le sigle CFAO et expliquer les notions de
base nécessaires pour utiliser une fraiseuse à commande numérique.
I] Définition :
Conception et Fabrication Assistées par Ordinateur: CFAO.
C’est un procédé qui permet à l’aide d’un système automatisé de concevoir, programmer les formes d’une
pièce à usiner et de réaliser les différentes opérations d ’usinage afin d’obtenir en fin de chaîne une pièce
finie conforme au dessin de départ.
Les machines utilisées en C.F.A.O sont des machines à commande numérique.
Quelques Définitions :
DAO : Dessin Assistée par Ordinateur
CAO : Conception Assistée par Ordinateur
CAO 3D : Conception Assistée par Ordinateur en 3 Dimensions
FAO : Fabrication Assistée par Ordinateur
CFAO : Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur
II] Les différentes parties du système :
En collège, nous utilisons une fraiseuse-perceuse à commande numérique composée de deux parties.
La structure de cette machine s ’apparente à celle des systèmes automatisés avec une partie commande et
une partie opérative.
La partie commande :
- l’ordinateur (unité centrale et ses périphériques)
- le logiciel de C.F.A.O servant à créer le fichier
d ’usinage (le logiciel s’appelle WinUPA)
La partie opérative :
C ’est la machine avec ses actionneurs
(moteurs), ses capteurs et ses organes de
sécurité (carter et bouton d ’arrêt d ’urgence).
C.F.A.O. Mécanique
Document ressource :
Page 2
Machine UPA
II] La commande numérique :
a) Le principe : La commande numérique va gérer et déterminer tous les déplacements de l’outil. Il suffit de
lui préciser les coordonnées des points :
- position de départ (origine)
- position à atteindre (arrivée)
- changement de direction (horaire et anti-horaire)
- dégagement (point de sortie)
- la vitesse
Exemples de pièces fabriquées en CFAO au collège :
Un porte-clés personnalisé
Une plaque de porte
b) Les repères dans l ’espace :
La machine à commande numérique peut effectuer des déplacements suivant 3 axes: x (longueur), y(largeur)
et z(hauteur).
Sur la machine que nous allons utiliser , l’outil se déplace sur l'axe z, la pièce se déplace sur les axes x et y.
Pratiquement, on distingue :
- l ’origine machine Om.
C ’est la position de la machine en butée.
- l ’origine pièce Op, elle est définie par l ’opérateur.
Souvent, c ’est le coin bas gauche du plateau martyr.
Axe
Axe X
Axe Y
Axe Z
Sens positif
280
190
75
Origine Machine Om
Y
X
Origine Pièce Op
Plateau de la machine
Vue de dessus
C.F.A.O. Mécanique
Document ressource :
Page 3
Machine UPA
Plateau
Martyr
Axe Z
Axe Y
butée
Axe X
PLATEAU MARTYR
PLAQUE A USINER
y
x
origine pièce Op
C.F.A.O. Mécanique
Document ressource :
Page 4
Machine UPA
La CFaO: DéCOuverte DOC 4
c) La sécurité :
Les machines sont équipées de systèmes de sécurité afin de prévenir tout risque d ’accident durant les
opérations de préparation et de fabrication.
Ces sécurités permettent :
- de protéger l ’opérateur (carter de sécurité, bouton d ’arrêt d ’urgence = bouton coup de poing, capteur
d ’ouverture du carter)
- de protéger la machine (bouton d ’arrêt d ’urgence, capteurs de fin de course)
Carter de
Protection avec
fermeture
Arrêt « coup de poing »
En cas d’urgence coupe la machine
d) Les outils :
fraises 2 tailles
Les outils sont choisis en fonction de l’opération à
effectuer.
·
Pour un découpage, un détourage, un
surfaçage, cycles de poches (…) on utilisera une
fraise 2 tailles.
·
Pour graver de manière précise et fine, on
utilisera une fraise à graver.
fraises à graver
·
Pour graver des caractères de grande
taille, on utilisera une pointe javelot.
Les outils tournent à très grande vitesse et sont construits
dans des alliages spéciaux pour résister aux différentes
contraintes (température, friction, chocs…)
Les outils sont fixés sur le mandrin grâce à une pince
de serrage d’outils.
Mandrin et
pince de serrage
Outil
C.F.A.O. Mécanique
Document ressource :
Page 5
Machine UPA
La CFaO: DéCOuverte DOC 5
e) Les usinages
Les machines à commande numérique sont capables de faire de nombreuses opérations sur des pièces en
plastique, en bois ou en métal. Parmi ces opérations, on trouve:
●
●
●
●
●
●
le découpage
le détourage
le surfaçage
le cycle de poche
le fraisage
la gravure
La pièce dans laquelle on réalise un usinage s’appelle un brut.
Exemple de gravure
Exemple de fraisage
f) Le logiciel et l’ordinateur :
On dessine la pièce que l’on veut fabriquer en taille réelle sur le logiciel de CAO, on indique les différentes
opérations que l’on désire (gravure, découpage, etc…) et les outils que l’on veut utiliser.
Fichier cao de « dauphin »
Simulation d’usinage
Avant la fabrication, on effectue une simulation pour vérifier qu’aucune erreur n’a été commise.