Notions de base, utilisateurs et fonctionnalités de la CNC

Date : 2024-06-03 ‖ Auteur : FuDong Machinery

Avec l'avancement de la technologie informatique, les sites de fabrication font également la promotion de l'informatique et de l'automatisation pour améliorer l'efficacité de la production. L'une des méthodes les plus automatisées pour automatiser le processus d'usinage lui-même est la « CNC (Computer Numerical Control) ». Les machines-outils équipées de CNC sont appelées « machines-outils CNC (machines CNC) » et sont utilisées dans la fabrication de pièces industrielles, etc. L'avantage de la CNC est qu'elle peut produire en masse des produits avec une qualité stable et une sécurité élevée.

Ensuite, nous présenterons l’aperçu et l’utilisation de la CNC, les avantages et les inconvénients de la CNC, ainsi que les méthodes d’usinage qui peuvent être réalisées avec la CNC. 

• Qu'est-ce que la CNC ?

CNC est l'abréviation de « Computer Numerical Control » ou « Computerized Numerical Control », c'est-à-dire l'utilisation d'un ordinateur pour contrôler numériquement une machine-outil. En automatisant le mouvement de la machine (sens de déplacement, vitesse de déplacement, volume de traitement, etc.) grâce à la programmation, il est possible de produire des produits de haute qualité de manière sûre et efficace. Dans le passé, les équipements tels que les fraiseuses et les tours étaient actionnés par des mains humaines. Cependant, cette méthode peut entraîner des problèmes tels que « des différences dans les produits finis pour différents travailleurs », « l'incapacité de traiter des formes complexes » et « l'incapacité d'améliorer l'efficacité du travail ». Ces problèmes peuvent être résolus en automatisant le mouvement de la machine grâce à la commande numérique. De nos jours, de nombreuses machines-outils ont introduit la commande numérique par ordinateur. De plus, si une machine CNC est combinée à la CAO et à la FAO, tout, de la conception à l'usinage, peut être effectué au sein de l'ordinateur.

Utilisations des machines-outils CNC :

Les machines-outils à commande numérique sont largement utilisées dans diverses industries telles que la fabrication de pièces pour automobiles, d'équipements médicaux, d'avions, etc., et le traitement de moules. Elles sont particulièrement adaptées à l'usinage de précision difficile à réaliser avec des machines-outils à usage général (machines manuelles non CNC), comme l'usinage de surfaces de forme libre ou l'usinage de formes tridimensionnelles. De plus, certaines machines-outils peuvent traiter non seulement des métaux, mais également des non-métaux tels que les plastiques et le bois.

Différence entre CNC et NC :

Un terme similaire à CNC est NC. NC est une abréviation de « commande numérique » et, contrairement à CNC, il ne contient pas le mot « ordinateur ». Quelle est la différence ? NC est une méthode de contrôle du fonctionnement d'une machine-outil en utilisant uniquement du matériel, tel que des transistors ou des circuits arithmétiques. Il s'agit d'une technologie développée dans les années 50 du 20e siècle, qui est généralement contrôlée par une combinaison de plusieurs substrats, tels que des substrats de lecture de données, des substrats de calcul et des substrats de servocommande. En revanche, la CNC remplace le mécanisme de contrôle de la CN par un ordinateur (micro-ordinateur). Contrôle logiciel du fonctionnement de la machine à l'aide d'un langage de programmation dédié. Cependant, ces dernières années, de nombreux exemples d'équipements CN ont été installés avec des ordinateurs, de sorte que la différence entre NC et CNC se réduit progressivement.

Comment utiliser la CNC :

Lors de l'usinage de matériaux à l'aide de CNC, le travail est effectué approximativement selon les étapes suivantes.

• Utilisez la CAO 3D pour créer des données 3D de vos produits
• Créer des données de programme CN dans CAM
• Préparez les outils nécessaires et fixez-les sur le porte-outils
• Installer le matériel sur la table de traitement
• Commencer le traitement

La CAO est un outil de création de données 3D, tandis que la FAO est une application de création de programmes CN basés sur des données 3D créées par la CAO. Le programme CN est un type de contrôle sous forme de programme, comprenant la vitesse et le type d'outil, le temps de changement d'outil, la trajectoire de l'outil, etc. Utilisez la FAO pour créer automatiquement des programmes CN en saisissant des outils et des conditions d'usinage. Même si vous n'avez pas de connaissances en programmation, vous pouvez utiliser la FAO pour créer des programmes CN et effectuer des travaux d'usinage CNC.

• Caractéristiques de la CNC

Ensuite, présentons les avantages et les inconvénients de la CNC.

• Avantages de la CNC

Qualité constante :

Lorsque les ouvriers utilisent la machine manuellement, il peut y avoir des écarts dans la finition du produit. Par exemple, les compétences et les connaissances d'un ouvrier peuvent modifier la taille et l'état d'un produit, ou un ouvrier peut mal utiliser les machines et produire des déchets. Étant donné que les machines-outils CNC sont usinées automatiquement selon le programme, une qualité de produit relativement stable peut être obtenue. Adaptées à la production en grande série, les machines CNC sont usinées automatiquement par commande numérique, ce qui réduit les mouvements inutiles des pièces et peut souvent être usinée plus rapidement que les opérations manuelles par les ouvriers. L'avantage est que le temps de traitement par pièce est court et que le même produit peut être produit efficacement en grande quantité.

De plus, un seul dispositif de surveillance est nécessaire lorsque les machines-outils CNC fonctionnent, et un ouvrier peut être responsable de l'opération d'usinage de plusieurs machines. De plus, il peut être complètement autonome, sans même qu'il y ait de surveillance. Il est possible de produire plus de produits avec moins de travailleurs, ce qui se traduit par une productivité accrue et des coûts de main-d'œuvre réduits. 

Haute sécurité :

Les machines CNC peuvent effectuer l'usinage automatiquement, même lorsque les travailleurs ne sont pas à proximité de la machine. Par conséquent, il présente l'avantage d'être coincé dans la machine ou d'avoir des éclaboussures de copeaux sans risque de blessure. Cependant, s'il est utilisé sur une pièce qui ne correspond pas aux spécifications de la machine (par exemple, un matériau en forme de tige suffisamment long pour dépasser la plage de traitement de la machine), des blessures graves peuvent survenir, de sorte que les conditions de fonctionnement de la machine doivent être soigneusement vérifiées lors du fonctionnement. Combiné à la fonction ATC, le changement d'outil peut également être automatisé. ATC est l'abréviation de Automatic Tool Changer, qui est un appareil qui change automatiquement les outils pendant l'usinage CNC. Les outils préréglés (par exemple les fraises et les forets) sont automatiquement changés et usinés selon la programmation CN. S'il est combiné avec un tel dispositif, il est possible de continuer l'usinage automatiquement sans arrêter la machine, en faisant changer l'outil par le travailleur et sans avoir besoin de gérer le processus par une autre machine. Dans le même temps, le changement automatique d'outil peut également réduire le temps de travail et obtenir un usinage efficace.

• Inconvénients de la CNC

ExpéÉquipement nsif :

Les machines CNC sont équipées d'ordinateurs et de logiciels de contrôle numérique, en plus de la structure des opérations d'usinage manuelles. Par conséquent, elles sont beaucoup plus chères que les machines-outils traditionnelles à usage général et le coût d'introduction est élevé, ce qui constitue son inconvénient. 

En outre, il peut s'avérer nécessaire dans certains cas de préparer un CAM séparé. L'introduction de cet équipement ne doit être envisagée qu'après avoir déterminé que l'investissement sera rentabilisé. 

Plus de préparation avant l'usinage :

Lors de l'utilisation de machines CNC pour des opérations d'usinage automatisées, il est nécessaire d'effectuer de nombreux travaux préparatoires, tels que « maîtriser les connaissances de préparation du programme CN », « écrire et saisir le programme CN », « positionner les matériaux » et « tester la découpe des matériaux ». Comme la préparation est plus importante qu'avec une machine à usage général classique, un temps de préparation important est nécessaire avant l'usinage de la première pièce. Le temps de fonctionnement total doit être estimé en tenant compte de l'efficacité et de la préparation approfondie requise par l'usinage automatisé.

• Usinage CNC

Il existe une grande variété de machines CNC dans le monde. Une fois la machine CN démarrée, l'usinage est effectué automatiquement selon le programme. L'usinage peut être effectué même la nuit ou tôt le matin lorsqu'il n'y a pas de travailleurs, ce qui peut améliorer l'efficacité et la productivité du travail. Elle peut également usiner des formes tridimensionnelles avec une grande précision, ce qui est difficile à faire avec l'usinage manuel. Voici quelques exemples.

Fraiseuse CNC :

Un appareil qui installe des fonctions CNC sur une fraiseuse est appelé « fraiseuse CNC ». Avec les fraiseuses CNC, le fraisage (une méthode de découpe d'une pièce fixe avec un outil rotatif) peut être automatisé.

Tour CNC :

Le tour CNC est un équipement qui automatise l'usinage au tour (méthode de découpe de pièces rotatives avec un outil fixe). Il est possible d'usiner automatiquement des arbres segmentés, etc. Il existe également des équipements qui peuvent être usinés en unités de 0,001 mm.

Rectifieuse CNC :

La rectifieuse CNC est un appareil qui automatise le meulage (une méthode de coupe de la surface d'une pièce à usiner avec une meule rotative à grande vitesse). La meule peut être changée automatiquement et la plage de meulage peut être contrôlée automatiquement.

Centre d'usinage :

Le centre d'usinage est également un type de CNC. Dans les machines d'usinage CNC, l'ATC est défini comme « l'exécution continue de plusieurs processus d'usinage tels que l'alésage, le fraisage, le perçage, le filetage et la finition par la même machine ». Il est divisé en différents types par taille, forme et nombre d'axes mobiles.

Autres machines d'usinage CNC :

La « machine de traitement laser CNC » qui utilise le principe de dissolution de l'énergie lumineuse et la « machine de découpe à l'eau CNC » qui utilise le principe de découpe au jet d'eau à haute pression sont également des types de machines-outils CNC.

• Résumé

La « CNC (Computer Numerical Control) » est le fonctionnement automatique des machines-outils par ordinateur. La direction du mouvement, la vitesse du mouvement et la quantité de traitement sont programmées pour refléter la direction du mouvement dans la machine et contrôlées numériquement avec une grande précision. Les machines-outils dotées de fonctions CNC sont appelées « machines CNC » et sont largement utilisées dans de nombreux domaines de fabrication, notamment l'automobile et les appareils médicaux. Avec les machines CNC, des produits de haute qualité peuvent être produits en série de manière stable. L'avantage est que les travailleurs ne sont pas obligés d'être à proximité, ce qui peut réduire les blessures et les accidents. Cependant, l'inconvénient est que l'équipement est coûteux et qu'il faut plus de préparation avant le traitement. Les machines-outils CNC jouent un rôle important dans l'amélioration de l'efficacité et de la sécurité de l'usinage. Sur la base d'une évaluation des avantages et des inconvénients, il convient d'analyser comment les choisir et les machines-outils en général. -FIN-