Qu'est-ce qu'un système de contrôle CNC ?
Avant d'aborder les types de systèmes de commande numérique, il convient de comprendre ce qu'est une commande numérique ;
"Le terme CNC signifie Computer Numerical Control, c'est-à-dire qu'une machine est contrôlée par un logiciel informatique qui la fait fonctionner automatiquement, sans l'intervention d'un opérateur humain. Le logiciel et le matériel qui contrôlent l'ensemble du processus sont donc appelés système de commande numérique par ordinateur." Apprendre ce qu'est la fabrication CNC.
Les machines à commande numérique sont principalement utilisées dans l'industrie, mais elles sont récemment devenues très célèbres auprès des jeunes sous la forme d'imprimantes 3D, qui sont utilisées pour fabriquer différents produits à partir de filaments.
Il est important de noter que le système de contrôle CNC minimise le besoin d'opérateurs humains, mais dans une certaine mesure, cela dépend de la machine. Par exemple, certaines machines ont besoin d'une aide humaine de temps en temps, tandis que d'autres font tout le travail elles-mêmes.
Types de systèmes de commande CNC
Dans le monde des machines CNC, leur structure et leur fonction varient. Elles sont utilisées pour plier des tôles de carrosserie, peindre des produits, soulever et poser des objets, extruder des articles, serrer des boulons et bien d'autres choses encore.
Le système de commande CNC ou le logiciel utilisé pour contrôler ces machines est donc également très répandu. Toutefois, les trois principaux paramètres que chaque système de commande intègre sont examinés ci-dessous ;
- Système de commande CNC à boucle de rétroaction
- Système de commande CNC basé sur le mouvement
- Nombre de systèmes de commande CNC basés sur les axes
1. Système de commande CNC à boucle de rétroaction
La première chose qui tombe sous le sens, c'est qu'une machine doit recevoir des instructions (fichier G-code) pour effectuer une tâche ou un produit spécifique.
Ainsi, lorsqu'un opérateur transmet un fichier d'instructions à la carte mère de la machine > celle-ci envoie les commandes aux outils pour contrôler leur mouvement et leur vitesse. C'est alors que le système de boucle entre en jeu ;
- Système en boucle ouverte : Dans ce type de système de contrôle, la carte mère principale de la machine reçoit simplement quelques instructions, puis la carte mère envoie les signaux aux pièces de la machine sans connaître l'état de la machine, par exemple si elle est cassée, si certaines pièces sont manquantes, etc. Il n'y a pas de mécanisme de rétroaction dans le système en boucle ouverte.
- Système en boucle fermée : Dans ce système de contrôle, une fois que le fichier de code G est envoyé à la carte mère, celle-ci reçoit un retour d'information de la machine et procède à des ajustements en temps réel dans le programme, de sorte que le travail final ne comporte aucune erreur. Dans un système en boucle fermée, un capteur analogique/numérique surveille le mouvement et la vitesse de l'outil pendant l'opération.
2. Système de commande CNC basé sur le mouvement
Vous devez donc comprendre comment le fichier/instruction G-Code est introduit dans la machine et comment le système de boucle aide à impliquer ces commandes. Il est maintenant temps d'apprendre quel chemin un outil choisit pour une opération spécifique.
Par exemple, disons que nous voulons couper entre les points A et B. La question est donc de savoir quel chemin l'outil choisit, car il doit également être indiqué au système.
Dans le système de commande CNC basé sur le mouvement, il existe deux trajectoires d'outil célèbres ;
- Trajectoire de contournage : Dans ce système de contrôle, de petits points sont spécifiés entre les points de départ et d'arrivée afin que la machine suive une trajectoire prédéfinie et nous donne la forme et la précision requises. Il convient de noter que nous pouvons assigner n'importe quelle trajectoire, telle qu'une ligne droite, une courbe, un point irrégulier, etc., et le système de contrôle veillera à ce que la machine suive cette trajectoire. Une trajectoire de courbure est utilisée pour les opérations complexes, telles que la coupe, le soudage, le routage et la distribution.
- Point à point : Comme son nom l'indique, dans le système de contrôle point à point, l'opérateur définit les points de départ et d'arrivée dans le fichier de code G, mais la trajectoire choisie par l'outil est décidée par la machine (il s'agit le plus souvent de la ligne la plus courte entre ces points). Le système point à point est utilisé pour des tâches simples telles que la prise et la mise en place et la distribution.
3. Nombre de systèmes de commande CNC basés sur les axes
Ainsi, la dernière chose que le système de commande CNC doit gérer est le mouvement de la tête de l'outil et parfois de la pièce à usiner.
En fonction du nombre d'axes que l'outil déplace, le système de commande est également modifié. Par exemple,
- Système de contrôle à 2 axes : Dans ce mode, l'outil se déplace sur deux axes seulement, à savoir X et Y ; cela signifie que sur une surface plane, l'outil se déplace du point A au point B (axe X), puis du point B au point C (axe Y).
- Système de commande à 2 axes et demi : Dans ce mode, l'outil se déplace sur les axes X et Y de la même manière que dans un système à 2 axes, mais il dispose également d'un axe vertical supplémentaire Z. Il convient de noter que l'axe Z est appelé demi-axe dans ce système car il ne se déplace pas simultanément avec les axes X et Y.
- Système de contrôle à 3 axes : Comme son nom l'indique, dans un système de contrôle à 3 axes, les axes horizontaux X et Y et l'axe vertical Z peuvent fonctionner simultanément.
- Système de contrôle à 4 axes : Les axes X, Y et Z, tout le monde les connaît. Dans un système de commande à 4 axes, l'un des axes est doté d'une capacité de rotation ou de mouvement angulaire.
- Système de commande à 5 axes : De même, dans le système de commande à 5 axes, le programme permet à l'outil de se déplacer le long des axes X, Y et Z avec des rotations le long de deux des trois axes (rotation de l'axe X = axe C, rotation de l'axe Y = axe B et rotation de l'axe Z = axe A).
Il convient de noter que plus une machine est équipée d'axes, plus elle est en mesure de réaliser des opérations complexes et de fabriquer des produits précis.
En revanche, plus le programme d'entrée est complexe et plus il y a de pièces mobiles à gérer. Voir le différence entre 3 et 5 axes.
Conclusion
En bref, un système de commande CNC est une combinaison de logiciels et de matériel qui gère le système de boucle d'entrée des données, la trajectoire de l'outil et coordonne le mouvement le long des différents axes - il gère ces trois éléments simultanément.
Plus loin, les types de systèmes de contrôle indiquent comment la machine fait tout cela et quelle est la complexité du système de contrôle en fonction du travail. Par exemple, la machine utilise-t-elle une boucle ouverte ou fermée, son parcours d'outil est-il contourné ou point à point, et quel est le nombre d'axes de la machine ?